圆管实验局部阻力系数

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1、实验四圆管道局部损失实验一、实验目的1.掌握三点法、四点法测量局部阻力系数的技能。2.掌握对圆管突然扩大局部阻力系数和突然缩小局部阻力系数经验公式的试验验证及分析方法。3.加深对局部阻力损失机理的理解。二、实验装置本实验装置如图4.1所示图4.1自循环局部水头损失实验装置图1.自循环供水器；2.实验装置本体；3.可控硅无级调速器；4.恒压水箱；4.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.测压管；11.突然收缩实验管段；12.实验流量调节阀实验管道由小→大→小三种已知管径的管道组成，共设有六个测压孔，测压孔1~3和3~6分别测量突然扩大的局部阻力系数。

2、其中测压孔1位于突扩界面处，用以测量小管出口端压强值。三、实验原理在管道局部阻力区前后的截面列出能量方程，根据实际管道情况，扣除两截面间的沿程水头损失，即可得该局部阻力的局部水头损失h。je1.突然扩大采用三点法计算，下式中h由h按流体流动的长度比例换算得出。即：f1−2f2−3h=h/2。根据实测建立1——1，2——2两截面能量方程：f1−2f2−3V22p11zP2V2Z1++α1=2++α2+hje+hf1−2ρg2gρg2g2p1aV1P2V2即：hje=[(Z1+)+α1]-[(z2+)+α2+hf1−2]ρg2gρg2g2V1ζe=hje/α12g理论：hje——突扩局部水头

3、损失ρ——液体密度P——测点压强A——测点截面有效面积ζ——局部阻力系数α——修正系数（取值1.0）2.突然缩小采用四点法计算，下式中B点为突缩点，hf4-B由hf3-4换算得出，hfb-5由hf5-6换算得出。即：hf4-B=hf3-4；hfb-5=hf5-6。根据实测建立B点突缩前后两截面能量方程：22P4V4P5V5Z4++α1−hf4−8=Z5++α5+hjs+hfB−5ρg2gρg2g22P4V4P5V5即：hjs=[(Z4+)+α4−hf4−B]−[(Z5+)+α5+hfB−5]ρg2gρg2g2V5ζ5=hjs/α2g'A5经验：ζs=1[5.0−]A32''V5h=ζαj

4、s2g式中：hjs——突缩局部水头损失ρ——液体密度P——液体压强ζ——局部阻力系数A——测点截面有效面积α——修正系数（取值1.0）四、实验方法与步骤a)测量并记录试验台已知常数（标记于恒压水箱正面）b)打开电子调速器开关，使恒压水箱冲水，排除实验管道中滞留的气体。待水箱溢流后，检查流量调节阀是否全关，各测压管液面是否水平，若不水平，则需排气使之水平。c)打开流量调节阀至最大开度，带流量稳定后，记录测压管读数同时用体积法或电测法测量流量并记录。d)改变流量调节阀开度10~15次，分别测量并记录测压管读数及流量。e)实验完成后关闭流量调节阀，检查测压管液面内液面是否在同一水平面上，是则试

5、验成功，否则需要重做。f)关闭电子调速开关，实验结束。五、实验结果及要求g)记录，计算有关常数实验装置台号：NO____d1=D1=________cmd1=d3=d4=D2=______cmd5=d6=D3=_______cml1-2=12cm,l2-3=24cml3-4=12cml4-B=6cmlBb-5=6cml5-6=6cm'A12ζe=1[−]=_______A2'A5ζS=1[5.0−]=_______A3h)整理记录（表4.1），计算表（表4.2）i)将实验ζ值与理论值（突扩）或公认值（突缩）比较表4.1实验测量记录表3序流量cm/s测压管读数cm号体积时间流量h1h2h3

6、h4h5h6123456789101112131415表4.2计算表阻前截面后截面'流hjhj力序量2总能量2总能量αVαV形号cm3/s2gE2gEcmζ式cmcmcmcmcm1234突5然扩6大78910123突4然5缩6小78910六、实验分析与讨论j)结合实验结果，分析比较突扩与突缩在相应条件下的局部损失大小关系k)分析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？