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实验一雷诺演示实验
一、实验目的与要求（1）了解流体的流动类型，观察实际的流线形状，判断请分析原因八、思考题（1）影响流体流动类型的因素有哪些？
（2）如何判断流体的流动类型？
（3）如果说可以只用流速来判断管中流动类型，流速低于某一具体数值时是层流，否则就是湍流，你认为这种观点是否正确？在什么条件下可以只由流速的数值来判断流动类型？
（4）如果管子是不透明的，不能通过直接观察来判断管中的流动类型，应该如何来判断管中的流动类型？
（5）研究流动形态在工程上有何现实意义?
实验二流体流动阻力的测定
一、实验目的与要求
(1) 掌握测定流体流经直管、管件和阀门时阻力损失的一般实验方法。
(2) 测定直管摩擦系数入与雷诺准数Re的关系，验证在一般湍流区内入与Re的关系曲线。
(3) 测定流体流经管件、阀门时的局部阻力系数o
(4) 学会倒U形压差计和涡轮流量计的使用方法。
(5) 识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。
二、实验基本原理
流体通过由直管、管件(如三通和弯头等)和阀门等组成的管路系统时，由于粘性剪应力和涡流应力的存在，要损失一定的机械能。流体流经直管时所造成机械能损失称为直管阻力损失。流体通过管件、阀门时因流体运动方向和速度大小改变所引起的机械能损失称为局部阻力损失。
1. 直管阻力摩擦系数入的测定
流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为:
也PfPl-
wf
f「「d2
(2-1)
即，
2dp
2-
Plu2
(2-2)
式中：
入一直管阻力摩擦系数，无因次；
d—直管内径，m®f—流体流经I米直管的压力降，Pa；Wf—单位质量流体流经I米直管的机械能损失，J/kg；P—流体密度，kg/m3;I—直管长度，mu—流体在管内流动的平均流速，m/s
Re(2-3)Re=du‘'(2-4)
式中：Re-
-雷诺准数，无因次；
滞流(层流)时,
卩一流体粘度，kg/(m•s)。湍流时入是雷诺准数Re和相对粗糙度(&/d)的函数，须由实验确定
由式(2-2)可知，欲测定入，需确定I、d,测定®f、u、p、卩等参数。
I、d为装置参数(装置参数表格中给出)，p、卩通过测定流体温度，再查有关手册而得，u通过测定流体流量，再由管径计算得到。例如本装置采用涡轮流量计测流量，v，m/h。
V900d2
(2-5)
邛f可用U型管、倒置U型管、测压直管等液柱压差计测定，或采用差压变
送器和二次仪表显示。
(1)当采用倒置U型管液柱压差计时
Pf二?gR
(2-6)
式中：R—水柱高度，m(2)当采用U型管液柱压差计时
3—0
(2-7)
式中：R—液柱高度，m
:?0-指示液密度，kg/m3
根据实验装置结构参数l、
d,指示液密度
：'0，流体温度to(查流体物性p、
R,通过式(2-5)、(2-6)或(2-7)、
卩)，及实验时测定的流量V、液柱压差计的读数(2-4)和式(2-2)求取Re和入，再将Re和入标绘在双对数坐标图上。
2. 局部阻力系数的测定
局部阻力损失通常有两种表示方法，即当量长度法和阻力系数法。
（1）当量长度法
流体流过某管件或阀门时造成的机械能损失看作与某一长度为le的同直径的管道所产生的机械能损失相当，此折合的管道长度称为当量长度，用符号le表示。这样，就可以用直管阻力的公式来计算局部阻力损失，而且在管路计算时可将管路中的直管长度与管件、阀门的当量长度合并在一起计算，则流体在管路中流动时的总机械能损失VWf为：
Prl+iu2Wfd2（2-8）
（2）阻力系数法
流体通过某一管件或阀门时的机械能损失表示为流体在小管径内流动时平均动能的某一倍数，局部阻力的这种计算方法，称为阻力系数法。即：
'APf芦U2
w'f
?2
(2-9)
Pu2
(2-10)
式中：一局部阻力系数，无因次；
Pf—局部阻力压强降，Pa；（本装置中，所测得的压降应扣除两测压口
间直管段的压降，直管段的压降由直管阻力实验结果求取。）
P—流体密度，kg/m3；
g—重力加速度，;u—流体在小截面管中的平均流速，m/s。
待测的管件和阀门由现场指定。本实验采用阻力系数法表示管件或阀门的局部阻力损失。
根据连接管件或阀门两端管径中小管的直径d，指示液密度:?0，流体温度t°（查流体物性p、卩），及实验时测定的流量V、液柱压差计的读数R,通过式（2-5）、（2-6）或（2-7）