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管路沿程水头损失实验（个性化实验）一.实验目的1、 研究沿程阻力系数与雷诺数、管路粗糙度及其他相关因素之间的关系。2、 掌握沿程阻力系数与雷诺数的测量方法。3、 掌握用传感器系统测量压差的技术。4、 掌握实验数据的处理及分析方法。二、实验原理1、由达西公式 可得到 （1）为沿程阻力系数； 管路沿程水头损失； 断面平均流速； 实验管道长度； 实验管道内径。2、雷诺数 Re 为： （2）上式中： 为断面平均流速 ；为实验管道内径； 为流体运动粘度。(1)、(2)式中 平均流速又为： （3）其中 过流流量； 为实验管道内径。3、尼古拉兹实验曲线通过流动的五个区显示了流体的的流动规律： 1、 层流区，时，与粗糙度无关。2、 层流向湍流的过渡区，此时基本上与粗糙度无关，而与有关。3、 水力光滑区，只与有关，而与粗糙度无关。4、 过渡粗糙区，不但与雷诺数 有关，还与粗糙度有关。5、 水力粗糙区，与雷诺数无关， 的值仅与粗糙度有关。三、 实验设备、仪器 图5.11、 水泵； 2、上水管； 3、管路阀门； 4、实验管段； 5、实验管起点； 6、实验管终点；7、差压计； 8、回水管； 9、量水箱； 10、储水箱； 11、数据采集、处理器。实验设备的水流系统为自循环水系统，图内管中箭头所指为水流方向。四、实验方法根据实验原理可知所需测定的量为、，而、的测定是通过传感器系统，系统仪器的连接如图： 接测流量水箱接实验段终点接实验段起点1信号接受器信号放大器计算机 图5.2 的测定:的测定通过压力传感器，将实验段起点5、终点6分别与传感器接头连接，实验中信号接收器将压力传感器的信号接收并转换为电信号，输出至信号放大器，信号放大器将信号放大后输出到计算机，计算机通过信号处理可显示我们需要的实验数据并可即时显示实验数据曲线的变化趋势。Q的测定：Q的测定为动态测定，将压力传感器放至量水箱9内，实验中随着量水箱9的水位变化传感器所受压力变化，计算机通过对时间变化率与水位压力信号的处理，可得到即时流量的大小。五、 实验步骤：1、确定实验方案：选择实验管段，包括管段的长度、直径及管段材料（不同粗糙度）等，可进行多方案的选择。2、安装实验管段及测试仪器（即传感器系统），如图5.1、图5.2所示。3、标定传感器：由于传感器受温度影响较大，所以实验前要进行标定。4、实验测试：接通实验设备电源，打开测试系统，匀速旋转进水阀门3，不断改变流量大小，同时打开计算机接收系统，可观测及的即时采集的数据及实验趋势的变化。六、实验结果处理1、实验数据处理：实验后将测得的数据下
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