《水头损失实验》PPT课件.ppt

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1、本实验的重点与注意点：重点：理解圆管层流和紊流的沿程损失随平均流速变化的规律注意点：1每次测量流量的时段不小于8~10秒(流量大可短些)，流量每调节一次，均需稳定2~3分钟，流量愈小，稳定时间愈长；2传感器封装在有机玻璃方盒中，顶部是引脚，故传感器不能倒置，避免积水使引脚短路。一实验目的与要求:1.加深理解圆管层流和紊流的沿程损失随平均流速变化的规律；2.掌握管道沿程阻力系数的量测技术；3.将测得的—关系值与莫迪图对比、分析。二实验装置:本实验的装置如图3.8.1所示。本实验装置配备有：1.自动水泵与稳压器2.旁通管与旁通阀之一、沿程

2、水头损失实验水头损失实验3.稳压筒为了简化排气，并防止实验中再进气，在电测仪的传感器前连接2只充水(不满顶)的密封立筒。(图3.8.2)。4.电测仪由压力传感器和主机两部分组成。经由连通管将其接入测点(图3.8.2)。压差读数(以厘米水柱为单位)通过主机显示。低压差用气～水压差计量测，高压差用电测仪量测。1.压力传感器2.排气旋钮3.连通管4.主机图3.8.2压力传感器与电测仪1.自循环高压恒定全自动供水器2.实验台3.回水管4.气～水压差计5.测压排6.实验管道7.电子量测仪8.滑动测量尺9.测压点10.实验流量调节阀11.供水管及供水阀

3、12.旁通管及旁通阀13.调压筒图3.8.1沿程水头损头实验仪三实验原理：由达西公式得另由能量方程对水平等直径圆管可得四实验方法与步骤:见指导书五实验分析与讨论2.实际工程中钢管中的流动，大多为光滑紊流或紊流过渡区，而水电站泄洪洞的流动，大多为紊流阻力平方区，其原因何在?1.据实测m值判别本实验的流区一、实验目的与要求11.掌握测定管道局部阻力系数ζ的方法，并与理论公式或经验公式的计算值相比较；2.通过对圆管突然扩大的局部阻力系数的波达公式和突然缩小的局部阻力系数的经验公式的实验验证与分析，熟悉通过理论分析法和经验法建立函数公式的途径；

4、3.观察管径突然扩大以及其它各种边界突变情况下旋涡区测压管水面线的变化情况，比较突扩与突缩局部水头损失大小；4.加深对局部阻力损失机理的理解；5.设计实验：如何将实验装置一稍加改变，用以量测流量调节阀K的局部阻力系数?之二、局部水头损失实验二、实验原理对局部障碍前后两过流断面列能量方程：则圆管突然扩大的理论值（波达公式）：圆管突然缩小的经验公式：三、实验装置1.水箱2.水泵3.实验台4.水泵电源开关5.恒压水箱6.溢流板7.稳水孔板8.消能稳水玻璃球9.圆管突然扩大10.圆管突然缩小11.排气阀12.实验管道13.闸阀K114.流量调节阀K1

5、5.回流接水槽16.测压排17.滑动测量尺18.测压管19.回水管图1局部水头损失实验装置一1.自循环供水器2.实验台3.无级调速器4.恒压水箱5.溢流板6.稳水孔板7.圆管突然扩大8.测压排9.测压管10.滑动测量尺11.圆管突然缩小12.流量调节阀K13.回水管图2局部水头损失实验装置二四、实验步骤1.启动水泵，使水箱充水，并保持溢流，使水位恒定，排除实验管道中的滞留气体；2.检查流量调节阀K全关时，各测压管的液面是否齐平，若不平，则需排气调平；3.打开流量调节阀K，用体积法或电测法量测管道流量，测读各测压管的液面标高，并调节流量，共做三

6、次；；4.测记本次实验中最大流量的各测压管液面标高，绘制测压管水头线；5.实验完成后关闭泄水阀，检查测压管液面是否齐平，否则需重做。五、实验分析与讨论1.结合实验成果，分析比较圆管突然扩大与突然缩小在相同条件下水头损失的大小关系。由式及表明：影响局部水头损失的因素是v和d1/d2。又突扩：突缩：则有当或时，突然扩大的水头损失比相应突然收缩的要大。2.结合流动现象演示实验所见的水力现象，分析局部水头损失机理。圆管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?从流动演示仪Ⅰ—Ⅶ型演示的突扩、突缩、渐扩、渐缩、分流、合流、闸（阀）、

7、绕流等三十余种管流、明渠流的流动图谱，分析局部水头损失的机理如下：凡流道边界突变处，均形成大小不一的漩涡区。漩涡是产生水头损失的主要根源。由于水质点的无规则运动和激烈的紊动，相互摩擦，消耗了部分水体的自储能量。同时，当这部分低能流体被主流的高能流体带走时，还须克服剪切流的速度梯度，经过质点间的动能交换，达到流速的重新组合，这也损耗了部份能量。这样就造成了局部阻力损失。根据以上分析可知，为了减小局部阻力损失，在设计变断面管道几何边界形状时应流线形化或尽量接近流线形，以避免漩涡的形成，或使漩涡区尽可能小。如欲减小本实验管道的局部阻力，就应减小管径

8、比以降低突扩段的漩涡区域；或把突缩进口的直角改为圆角，以消除突缩断面后的环状漩涡带，可使突缩局部阻力系数减小到原来的。这一点也是突然收缩实验管道使用年份长后，实测阻