流体力学基础实验指导书 - 图文(4)

实验四 沿程水头损失实验

一、实验目的要求

1．加深了解圆管层流和紊流的沿程损失随平均流速变化的规律，绘制

lgV?lghf曲线；

2．掌握管道沿程阻力系数的量测技术和应用水压差计及电测仪测量压差的方法；

3．将测得的Re~?关系值与莫迪图对比，分析其合理性，并且与莫迪图比较，进一步提高实验成果分析能力。

二、实验原理

lV2由达西公式：hf??

d2g2gdhf12gdhf?得 ??lV2l??d2??4Q?hf????KQ2 ?2式中，K??2gd58l

由能量方程对水平等直径圆管可得

hf??p1?p2??g

即为压差计水柱的高度差。

三、实验方法与步骤

1、对照装置图和说明，搞清各组成部件的名称、作用及工作原理；检查蓄水箱水位是否够高。否则予以补水并关闭阀门。 2、接通电源，启动水泵排除管道中的气体。

3、关闭出水阀，排除其中的气体。随后，关闭进水阀，开出水阀，使水压计的液面降至标尺零附近。再次开启进水阀并立即关闭出水阀，稍候片刻检查水位是

否齐平，如不平则需重调。 4、气-水压差计水位齐平。

5、实验装置通水排气后，即可进行实验测量。在进水阀全开的前提下，逐次开大出水阀，每次调节流量时，均需稳定2-3分钟，流量越小，稳定时间越长；测流量时间不小于8-10秒；测流量的同时，需测记压差计读数。

6、结束实验前，关闭出水阀，检查水压计是否指示为零，如均为零，则关闭进水阀，切断电源，否则，表明压力计已进气，需重新做实验。 7、收拾实验台，整理数据。

四、实验数据及整理

1、记录有关常数：

测量段长度l? 100 cm；圆管直径d? 1.37 cm；

水温T= ?C； 粘度?? cm2s 2、 记录实验数据并计算。 记录及计算表

水压计高cm 沿程 损失沿程 损失 Re<2320 h1 次 体积cm序 3 h2 ??时间 流量Q s 流速V 雷诺数 Re hfcm 系数?错误！未找到引用源。 64 Recm3s cms 1 2 3 4 5 6 7 8 3、绘图分析：绘制lgV?lghf曲线，并确定指数关系值

m的大小。在厘米纸

上以lgV为横坐标，以lghf为纵坐标，点绘所测的lgV?lghf关系曲线， 根据具体情况连成一段或几段直线。求厘米纸上直线的斜率 m =

lghf2?lghf1

lgV2?lgV1 将从图上求得的值与已知各流区的值进行比较（层流m =1， 光滑管流区

m =1.75，粗糙管流区m =2.0，紊流过渡区1.75 < m < 2.0），确定流区。

五、实验分析与讨论

1．为什么压差计的水柱差就是沿程水头损失？如实验管道安装成倾斜，是否影响实验成果？

2．根据实测m值判别本实验的流区。

实验五 局部阻力损失实验

一、实验目的

本实验测量扩张段和收缩段的局部阻力系数，然后与圆管突扩局部阻力系数的公式和突缩局部阻力系数的公式进行对比分析，从而掌握用理论分析法和经验法建立函数式的技能。进而加深对局部阻力损失的理解。

二、实验原理

写出局部阻力前后两断面的能量方程，根据推导条件，扣除沿程水头损失可得： 1．突然扩大（忽略沿程损失）

?p3V32??p4V42?实测局部水头损失： hsk???z3??g?2g?????z4??g?2g??

????局部损失因子： Ksk?hskV322g

?d32?理论局部损失因子： Klk???1-d2??

4??2V32 理论局部水头损失： hlk?Ke

2g2．突然缩小（忽略沿程损失）

?p5V52??p6V62?实测局部水头损失： hss???z5??g?2g?????z6??g?2g??

????局部损失因子： Kss?hssV622g

下列经验公式计算中的速度应取小管径中的速度值:

?d62?局部损失因子： Kls?0.42???1-d2??

5??V62 局部水头损失： hls?Kls

2g三、实验装置

本实验装置如图所示。

局部阻力系数实验装置图

1.自循环供水器；2.实验台；3.可控硅无级调速器；4. 恒压水箱；5. 溢流板；6.稳水孔板；7.突然扩大实验管段；8.测压计；9. 滑动测量尺；10. 测压

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