水力学 沿程水头损失演示实验.pdf

清华大学水利水电工程系水力学实验室 水 力 学 流体力学 课程教学实验指示书 沿程水头损失量测实验 原理简介 对于通过直径不变的圆管的恒定水流，沿程水头损失为： p 1 p 2 +( − )h (=+ z f ) 1 z 2 Δh ， ρg ρg 即上下游量测断面的比压计读数差。沿程水头损失也常表达为： l v2 h λ ， f d 2g λ称为沿程水头损失系数，l 为上下游量测断面之间的管段长度，d 为管道直径，v 为断 面平均流速。若在实验中测得Δh 和断面平均流速，则可直接得到沿程水头损失系数： Δh λ l v 2 d 2g 不同流动型态及流区的水流，其沿程水头损失与断面平均流速的关系是不同的。层流流 动中的沿程水头损失与断面平均流速的1次方成正比；紊流流动中的沿程水头损失与断 面平均流速的 1.75~2.0 次方成正比。 k vd 沿程水头损失系数λ是相对粗糙度 s 与雷诺数R 的函数，k 为管壁当量粗糙， （其 e s R e d ν 中ν 为水的运动粘滞系数）。 圆管层流流动 64 λ ， R e 光滑圆管紊流流动可取 0.3164 λ 5 ( 1 10 )R e R 4 . e 可见在层流流动和紊流光滑区，沿程水头损失系数 只取决于雷诺数。 λ 粗糙圆管紊流流动 1 λ ， d / 2 2 (2 lg 1.74+) k s 沿程水头损失系数λ完全由粗糙度决定，与雷诺数无关，此时沿程水头损失与断面平均