2025年流體動力學阻力測試研究分析報告

試驗名稱：流體流動阻力測定同組人： 關鍵詞：摩擦阻力系數局部阻力系數雷諾數Re相對粗糙度e/d二、試驗目的三、試驗原理1)影響原因2)量綱分析p[ML3],μ[ML1T1],/[L],d[L],e3)選基本變量(獨立，含M,L,T)4)無量綱化非基本變量μ:π1=μp°ud[M°LT]=[ML1T1][ML?][LT-][L]→a=-1,b=-1,c=I:πz=l/de:π3=e/dh:π4=hy/u25)原函數無量綱化6)試驗 四、試驗流程圖1流體阻力實驗裝置流程圖5.測量管路6.穩(wěn)流罐7.流量調節(jié)閥1、關閉流量調整閥門，啟動水泵；2、調整閥門V1~V5開關，確定測量管路；3、打開對應引壓管切換閥門和壓差傳感器閥門，進行主管路、測壓管路排氣；4、排氣結束，關閉傳感器閥門，檢查其數值回零，否則繼續(xù)排氣；5、確定量程，布點，變化水流量測多組數據；6、所有參數在儀表柜集中顯示，水流量/m3·h1,壓降/kPa,溫度/℃;7、層流試驗水流量由量筒和秒表測出；8、測完所有數據，停泵，開傳感器排氣閥，關閉切換閥門；9、檢查數據，整頓好儀器設備，試驗結束。原始數據如下表：T=20.6℃光滑管l=1.5md=21.5mmT=21.6℃粗糙管l=1.5d=21.5mm123456789忽然擴大管序號流量qv/m3·h-1123層流管d=2.9mml=1mT=23.1℃序號123456數據計算示例：以光滑管第一組數據為例：p=998.2Kg/m3,qv=4.1m3/h,△p=7314.5Pa,d=21.5mm,,l=1Blasius關系式求得λ=0.3163/Re?.25=0.3163/67023.140.25=0.019658以粗糙管第一組數據為例：qv=4.12m3/h,△p=10468Pa,d=,3、忽然擴大管：以第一組數據為例：qv=3.5m3/h,Ap=5256.5Pa,d同理求出三組數據所對應的E值，再求其平均值4、層流管：以第一組數據為例：d=2.9mm,l=1.00m,△p=5155.6Pa,|V ,按照以上措施將試驗數據處理如下表所示：序號雷諾數λ123456789粗糙管：l=1.50m,d=21.5mm,壓降零點修正△Po=0kPa,水溫度=21.6℃序號雷諾數λ123456789<<一■-光滑管-●-粗糙管■(3)突擴管：d1=16.0mm,d2=42.0mm,壓降零點修正△Po=0kPa,水溫度=22.5℃序號局部阻力系123(4)層流管：l=2.9mm,d=1.00m,壓降零點修正△Po=0kPa,水溫度=23.1℃水體積流速/ml雷諾數摩擦阻力系λ理論123456圖6.層流管的λ與Re的關系七、試驗成果分析：1、流動進入湍流區(qū)時，摩擦阻力系數入隨雷諾數Re的增大而減小。至足夠大的Re后，2、試驗測出的光滑管λ-Re曲線和運用Blasius關系式得出的λ-Re曲線比較靠近，闡明當Re在3×103~10?范圍內，λ與Re的關系滿足Blasius關系式，即λ=0.3163/Re?25;圖3、忽然擴大管的局部阻力系數隨流量的減小而增大；4、在Re<范圍內，流體流動為層流，試驗所得層流管的摩擦阻力系數λ隨Re的變化趨勢與公特性曲線相差變大，證明Re不小于不符合特性曲線。5、重要試驗誤差來源：試驗過程中水的溫度不停變化，數據處理中僅取初始溫度20度；壓力1、在測量前為何要將設備中的空氣排凈，怎樣才能迅速地排凈?答：在流動測定中氣體在管路中，對流動的壓力測量產生偏差，在試驗中排出氣體，保證流體先打開出口閥排凈管路中的空氣，然后關閉出口閥開U形壓差計的排氣閥。2、在不一樣設備(包括相對粗糙度相似而管徑不一樣)、不一樣溫度下測定的λ-Re數據能否關聯在3、以水為工作流體所測得的λ-Re關系能否合用于其他種類的牛頓型流體?為何?答，不能，由于由試驗證明在湍流區(qū)Re=103~10?范圍內，λ與Re的關系式遵照Blasius關系式，即λ=0.3163/Re?225,而Re的值與流體密度、粘度等物理性質有關，不一樣流體物理4、測出的直管摩擦阻力與設備的放置狀態(tài)有關嗎?為何?(管徑、管長相似