2025年流体动力学阻力测试研究分析报告

试验名称：流体流动阻力测定同组人： 关键词：摩擦阻力系数局部阻力系数雷诺数Re相对粗糙度e/d二、试验目的三、试验原理1)影响原因2)量纲分析p[ML3],μ[ML¹T¹],/[L],d[L],e3)选基本变量(独立，含M,L,T)4)无量纲化非基本变量μ:π1=μp°ud[M°LT]=[ML¹T¹][ML₃][LT-][L]→a=-1,b=-1,c=I:πz=l/de:π3=e/dh:π4=hy/u²5)原函数无量纲化6)试验 四、试验流程图1流体阻力实验装置流程图5.测量管路6.稳流罐7.流量调节阀1、关闭流量调整阀门，启动水泵；2、调整阀门V1~V5开关，确定测量管路；3、打开对应引压管切换阀门和压差传感器阀门，进行主管路、测压管路排气；4、排气结束，关闭传感器阀门，检查其数值回零，否则继续排气；5、确定量程，布点，变化水流量测多组数据；6、所有参数在仪表柜集中显示，水流量/m³·h¹,压降/kPa,温度/℃;7、层流试验水流量由量筒和秒表测出；8、测完所有数据，停泵，开传感器排气阀，关闭切换阀门；9、检查数据，整顿好仪器设备，试验结束。原始数据如下表：T=20.6℃光滑管l=1.5md=21.5mmT=21.6℃粗糙管l=1.5d=21.5mm123456789忽然扩大管序号流量qv/m³·h-¹123层流管d=2.9mml=1mT=23.1℃序号123456数据计算示例：以光滑管第一组数据为例：p=998.2Kg/m³,qv=4.1m³/h,△p=7314.5Pa,d=21.5mm,,l=1Blasius关系式求得λ=0.3163/Re⁰.25=0.3163/67023.140.25=0.019658以粗糙管第一组数据为例：qv=4.12m³/h,△p=10468Pa,d=,3、忽然扩大管：以第一组数据为例：qv=3.5m³/h,Ap=5256.5Pa,d同理求出三组数据所对应的E值，再求其平均值4、层流管：以第一组数据为例：d=2.9mm,l=1.00m,△p=5155.6Pa,|V ,按照以上措施将试验数据处理如下表所示：序号雷诺数λ123456789粗糙管：l=1.50m,d=21.5mm,压降零点修正△Po=0kPa,水温度=21.6℃序号雷诺数λ123456789<<一■-光滑管-●-粗糙管■(3)突扩管：d1=16.0mm,d2=42.0mm,压降零点修正△Po=0kPa,水温度=22.5℃序号局部阻力系123(4)层流管：l=2.9mm,d=1.00m,压降零点修正△Po=0kPa,水温度=23.1℃水体积流速/ml雷诺数摩擦阻力系λ理论123456图6.层流管的λ与Re的关系七、试验成果分析：1、流动进入湍流区时，摩擦阻力系数入随雷诺数Re的增大而减小。至足够大的Re后，2、试验测出的光滑管λ-Re曲线和运用Blasius关系式得出的λ-Re曲线比较靠近，阐明当Re在3×10³~10⁵范围内，λ与Re的关系满足Blasius关系式，即λ=0.3163/Re⁰25;图3、忽然扩大管的局部阻力系数随流量的减小而增大；4、在Re<范围内，流体流动为层流，试验所得层流管的摩擦阻力系数λ随Re的变化趋势与公特性曲线相差变大，证明Re不小于不符合特性曲线。5、重要试验误差来源：试验过程中水的温度不停变化，数据处理中仅取初始温度20度；压力1、在测量前为何要将设备中的空气排净，怎样才能迅速地排净?答：在流动测定中气体在管路中，对流动的压力测量产生偏差，在试验中排出气体，保证流体先打开出口阀排净管路中的空气，然后关闭出口阀开U形压差计的排气阀。2、在不一样设备(包括相对粗糙度相似而管径不一样)、不一样温度下测定的λ-Re数据能否关联在3、以水为工作流体所测得的λ-Re关系能否合用于其他种类的牛顿型流体?为何?答，不能，由于由试验证明在湍流区Re=10³~10⁵范围内，λ与Re的关系式遵照Blasius关系式，即λ=0.3163/Re⁰²25,而Re的值与流体密度、粘度等物理性质有关，不一样流体物理4、测出的直管摩擦阻力与设备的放置状态有关吗?为何?(管径、管长相似