实验三：流体流动阻力的测定
一、实验目的
1掌握流体流经直管和管阀件时阻力损失的测定方法，通过实验了解流体流动中能量损失的变化规律。2测定直管摩擦系数λ与雷诺准数Re的关系，将所得的λRe的方程与公认经验关系比较。3测定流体流经闸阀等管件时的局部阻力系数ξ。4学会倒U形压差计和涡轮流量计的使用方法。5观察组成管路的各种管件、阀件，并了解其作用。
二、实验原理
流体在管道内流动时，由于流体的粘性作用和涡流的影响会产生阻力。流体在直管内流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和管道摩擦系数有关，它们之间存在如下关系。
（11）（12）
（13）
式中：d管径，m△Pf直管阻力引起的压强降，Pa；u流速，ms；ρ流体的密度，kgm3；μ流体的粘度，Nsm2。直管摩擦系数λ与雷诺数Re之间有一定的关系，这个关系一般用曲线来表示。在实验装置中，直管段管长l和管径d都已固定。若水温一定，则水的密度ρ和粘度μ也是定值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强△Pf、与流速u（流量V）之间的关系。根据实验数据和式（12）可计算出不同流速下的直管摩擦系数λ；用式（13）计算对应的Re，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出λ与Re的关系曲线。
三、实验设备及参数
f设备参数光滑管：玻璃管，管内径20mm，管长15m，绝对粗糙度0002mm粗糙管：镀锌铁管，管内径20mm，管长15m，绝对粗糙度02mm突然扩大管：细管内径20mm，粗管内径40mm孔板流量计：开孔直径12mm，孔流系数062
四、实验步骤：1开泵
因为离心泵的安装高度比水的液面低，因此不需要灌泵。直接点击电源开关的绿色按钮接通电源，就可以启动离心泵，开始实验。2调节倒U压差计将管道中所有阀门都打开，使水在3个管路中流动一段时间，直到排尽管道中的空气，然后点击倒U型管，会出现一段调节倒U型管的动画。最后关闭各阀门，开始实验操作。3测光滑管数据（1）建立流动启动离心泵并调节完倒U型压差计后，如图所示，依次点击打开球阀1、球阀2、球阀3，调节流量调节阀到开度大于零即可建立流动。关闭粗糙管和突然扩大管的球阀，打开光滑管的球阀，使水只在光滑管中流动。（2）读取数据
f鼠标左键点击正或倒U型压差计，即可看到如图的画面（红色液面只是作指示用，真实装置可能为其他颜色，如水银为银白色）。倒U型压差计的取压口与管道上的取压口相连，正U型压差计的取压口与孔板的取压口相连。用鼠标上下拖动滚r