4、局部水力损失实验.docVIP

四、局部水力损失实验 ? 一、实验目的  1．掌握实验法测量局部阻力系数的技能； 2．通过对圆管突扩局部阻力系数公式（包达公式）和突缩局部阻力系数的经验公式的实验验证与分析； 3．加深对局部阻力损失机理的理解。 ? 二、实验原理 1、流体力学综合实验台（如图所示） 2．局部损失实验组件（如图所示,单位：cm） 三、实验原理 有压管道恒定流遇到管道边界的局部突变的尾部时，流动会分离并产生旋涡，造成不可逆的能量耗散。与沿程损失不同，这部分损失集中损失在管道边界的突变处，称为局部水头损失。 (1) 根据方程，局部水头损失 1-1，2-2两断面之间，不再考虑沿程损失。1-1应取在由于边界的突变，水流结构开始发生变化的渐变流段中，下游2-2断面则取在水流结构调整刚好结束，重新形成渐变流段的地方。总之，两断面应尽可能接近，又要保证局部水头损失全部产生在两断面之间。经过测量两断面的测管水头差和流经管道的流量，进而推算两断面的速度水头差，就可测得局部水头损失。 3、局部水头损失系数是局部水头损失折合成速度水头的比例系数，即 和 之分。其它情况的局部损失系数在查表或使用经验公式确定时也应该注意这一点。通常情况下对应下游的速度水头。。 将实验结果与理论值相比较，分析产生误差的原因。 (2)突然缩小 同样道理，我们也可测定突然缩小管路局部阻力系数。 四、实验方法与步骤 1．测记实验有关常数。 2．打开流量调整阀11开关，使恒压水箱充水，排除实验管道中的滞留气体。待水箱溢流后，检查流量调整阀11全关时，各测压管液面是否齐平，若不平，则需排气调平。 3．打开流量调整阀11至最大开度，待流量稳定后，测记测压管读数，同时用体积法测记流量。 4．改变流量调整阀11开度3-4次，分别测记测压管读数及流量。 5．实验完成后关闭流量调整阀11，检查测压管液面是否齐平？否则，需重做。 ? 五、实验记录 　　 1．记录相关实验常数。 2．记录、计算表 (1)测量记录 表1：测量记录表 次数 流量cm2/s 测压管读数cm 体积 时间 流量 A B C D 1 ? ? ? ? ? ? ? 2 ? ? ? ? ? ? ? 3 ? ? ? ? ? ? ? 4 ? ? ? ? ? ? ? 5 ? ? ? ? ? ? ? 6 ? ? ? ? ? ? ? 7 ? ? ? ? ? ? ? 8 ? ? ? ? ? ? ? (2)计算结果 表2：测量计算表 局部 阻件 次数 流量 前断面 后断面 局部 损失 局部 系数 速度水头 总水头 速度水头 总水头 突 然 扩 大 1 ? ? ? ? ? ? 2 ? ? ? ? ? ? 3 ? ? ? ? ? ? 4 ? ? ? ? ? ? 5 ? ? ? ? ? ? 6 ? ? ? ? ? ? 7 ? ? ? ? ? ? 8 ? ? ? ? ? ? 突 然 缩 小 1 ? ? ? ? ? ? 2 ? ? ? ? ? ? 3 ? ? ? ? ? ? 4 ? ? ? ? ? ? 5 ? ? ? ? ? ? 6 ? ? ? ? ? ? 7 ? ? ? ? ? ? 8 ? ? ? ? ? ? ? 六、实验分析与讨论 1、结合实验成果，分析比较突扩与突缩在不同流量条件下的局部损失大小关系。 2、结合实验现象，分析局部阻力损失机理何在？产生突扩与突缩局部阻力损失的主要部位在哪里？怎样减小局部阻力损失？ 流体力学综合实验台 1、供水箱 2、水泵 3、上水管 4、溢流水箱 5、恒压水箱 6、染色计漏斗7、伯努利方程组件 8、局阻组件 9、雷诺实验组件 10、测压计 11、流量调节阀 12、备件箱 13、计量水箱 14、实验桌 A B C D D’ C’ B’ A’