2025年流體動(dòng)力學(xué)阻力測(cè)試研究分析報(bào)告

試驗(yàn)名稱：流體流動(dòng)阻力測(cè)定同組人： 關(guān)鍵詞：摩擦阻力系數(shù)局部阻力系數(shù)雷諾數(shù)Re相對(duì)粗糙度e/d二、試驗(yàn)?zāi)康娜⒃囼?yàn)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(dú)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(shù)無量綱化6)試驗(yàn) 四、試驗(yàn)流程圖1流體阻力實(shí)驗(yàn)裝置流程圖5.測(cè)量管路6.穩(wěn)流罐7.流量調(diào)節(jié)閥1、關(guān)閉流量調(diào)整閥門，啟動(dòng)水泵；2、調(diào)整閥門V1~V5開關(guān)，確定測(cè)量管路；3、打開對(duì)應(yīng)引壓管切換閥門和壓差傳感器閥門，進(jìn)行主管路、測(cè)壓管路排氣；4、排氣結(jié)束，關(guān)閉傳感器閥門，檢查其數(shù)值回零，否則繼續(xù)排氣；5、確定量程，布點(diǎn)，變化水流量測(cè)多組數(shù)據(jù)；6、所有參數(shù)在儀表柜集中顯示，水流量/m3·h1,壓降/kPa,溫度/℃;7、層流試驗(yàn)水流量由量筒和秒表測(cè)出；8、測(cè)完所有數(shù)據(jù)，停泵，開傳感器排氣閥，關(guān)閉切換閥門；9、檢查數(shù)據(jù)，整頓好儀器設(shè)備，試驗(yàn)結(jié)束。原始數(shù)據(jù)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(kuò)大管序號(hào)流量qv/m3·h-1123層流管d=2.9mml=1mT=23.1℃序號(hào)123456數(shù)據(jù)計(jì)算示例：以光滑管第一組數(shù)據(jù)為例：p=998.2Kg/m3,qv=4.1m3/h,△p=7314.5Pa,d=21.5mm,,l=1Blasius關(guān)系式求得λ=0.3163/Re?.25=0.3163/67023.140.25=0.019658以粗糙管第一組數(shù)據(jù)為例：qv=4.12m3/h,△p=10468Pa,d=,3、忽然擴(kuò)大管：以第一組數(shù)據(jù)為例：qv=3.5m3/h,Ap=5256.5Pa,d同理求出三組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的E值，再求其平均值4、層流管：以第一組數(shù)據(jù)為例：d=2.9mm,l=1.00m,△p=5155.6Pa,|V ,按照以上措施將試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理如下表所示：序號(hào)雷諾數(shù)λ123456789粗糙管：l=1.50m,d=21.5mm,壓降零點(diǎn)修正△Po=0kPa,水溫度=21.6℃序號(hào)雷諾數(shù)λ123456789<<一■-光滑管-●-粗糙管■(3)突擴(kuò)管：d1=16.0mm,d2=42.0mm,壓降零點(diǎn)修正△Po=0kPa,水溫度=22.5℃序號(hào)局部阻力系123(4)層流管：l=2.9mm,d=1.00m,壓降零點(diǎn)修正△Po=0kPa,水溫度=23.1℃水體積流速/ml雷諾數(shù)摩擦阻力系λ理論123456圖6.層流管的λ與Re的關(guān)系七、試驗(yàn)成果分析：1、流動(dòng)進(jìn)入湍流區(qū)時(shí)，摩擦阻力系數(shù)入隨雷諾數(shù)Re的增大而減小。至足夠大的Re后，2、試驗(yàn)測(cè)出的光滑管λ-Re曲線和運(yùn)用Blasius關(guān)系式得出的λ-Re曲線比較靠近，闡明當(dāng)Re在3×103~10?范圍內(nèi)，λ與Re的關(guān)系滿足Blasius關(guān)系式，即λ=0.3163/Re?25;圖3、忽然擴(kuò)大管的局部阻力系數(shù)隨流量的減小而增大；4、在Re<范圍內(nèi)，流體流動(dòng)為層流，試驗(yàn)所得層流管的摩擦阻力系數(shù)λ隨Re的變化趨勢(shì)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(yàn)誤差來源：試驗(yàn)過程中水的溫度不停變化，數(shù)據(jù)處理中僅取初始溫度20度；壓力1、在測(cè)量前為何要將設(shè)備中的空氣排凈，怎樣才能迅速地排凈?答：在流動(dòng)測(cè)定中氣體在管路中，對(duì)流動(dòng)的壓力測(cè)量產(chǎn)生偏差，在試驗(yàn)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(guān)閉出口閥開U形壓差計(jì)的排氣閥。2、在不一樣設(shè)備(包括相對(duì)粗糙度相似而管徑不一樣)、不一樣溫度下測(cè)定的λ-Re數(shù)據(jù)能否關(guān)聯(lián)在3、以水為工作流體所測(cè)得的λ-Re關(guān)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(yàn)證明在湍流區(qū)Re=103~10?范圍內(nèi)，λ與Re的關(guān)系式遵照Blasius關(guān)系式，即λ=0.3163/Re?225,而Re的值與流體密度、粘度等物理性質(zhì)有關(guān)，不一樣流體物理4、測(cè)出的直管摩擦阻力與設(shè)備的放置狀態(tài)有關(guān)嗎?為何?(管徑、管長(zhǎng)相似