局部阻力实验

局部阻力实验

一、实验目的

12、学会利用四点法量测突缩管路局部阻力损失系数的方法。 3、加深对局部阻力损失的感性认识及对局部阻力损失机理的理解。

二、实验原理

1、有压管道恒定流遇到管道边界局部突变的情况时，流动会分离形成剪切层，剪切层流动不稳定，引起流动结构的重新调整，并产生旋涡，造成不可逆的能量耗散。与沿程因摩擦造成的分布损失不同，这部分损失可以看成是集中在管道边界的突变处，单位质量流体的能量损失称为局部水头损失。

2、局部水头损失系数是局部水头损失与速度水头的比例系数，即

?=hj突扩圆管就有

V12g2

当上下游断面平均流速不同时，应明确它对应的是那个速度水头。例如对于

?1=hjV12g和?2=hjV22g

之分。其他情况的局部水头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。

3、局部水头损失的机理复杂，除了突扩圆管的情况以外，一般难于用解析方法确定，而要通过实测来得到各种局部水头损失系数。

对于突扩圆管，在不考虑突扩段沿程阻力损失的前提下，可推导出局部阻力损失因数的表达式

A12?1=( )1-A2,2A2?2=( )-1A1

对于突缩圆管，局部阻力损失因数的经验公式：

?=???( )1-2A1

三、实验步骤

1、做好实验前的各项准备工作，记录与实验有关的常数。

2、往恒压水箱中充水，排除实验管道中的滞留气体。待水箱溢流后，检查泄水阀全关时，各测压管液面是否齐平，若不平，则需排气调平。

3、打开泄水阀至最大开度，等流量稳定后，测记测压管读数，同时用体积法测量流量。

4、调整泄水阀不同开度，重复上述过程5次，分别测记测压管读数及流量。 5、实验完成后关闭泄水阀,检查测压管液面是否齐平，如平齐，关闭电源实验结束，否则，需重做。

四、实验数据及整理

d1= ㎜ d2= ㎜ d3= ㎜ 水温= ℃

次序

流 量 ㎝3/s 体积 时间 流量 测压管读数㎝ 实验数据整理表

阻力 序 流量 ㎝3/s 突 然扩 大 突 然缩 小 后断面流速V 总阻力 ㎝/s h ㎝ 沿程阻力hλ ㎝ 局部阻力hζ ㎝ 阻力因素 阻力因素 ζ实 ζ计 形式 号

五、分析与思考

1、结合实验成果，分析比较突扩与突缩在相应条件下下的局部损失大小。 2、结合流动仪演示的水力现象，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因素是哪些？怎样减小局部阻力损失？

3、将实验测得到的ζ值与理论公式计算值（突扩）与经验公式值（突缩）相比较，并对结果作出分析。

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