沿程阻力实验指导书(给学生)

1、沿程阻力系数测定实验报告班 级：_学 号：_姓 名：_一、实验目的1、学会测定管道沿程水头损失系数的方法；2、掌握圆管层流和紊流的沿程损失随平均流速变化的规律，绘制曲线；3、掌握管道沿程阻力损失系数的测量方法和气水压差计测量压差的方法。4、将实测得到的结果与莫迪图作对比分析。二、实验原理1、对于通过直径不变的圆管的恒定水流，沿程水头损失为 其值为上下游量测断面的压差计读数。沿程水头损失也常表达为 其中：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；V为断面平均流速。若在实验中测得h和断面平均流速，则可直接得到沿程水头损失系数。2、不同流动形态的沿程水头损失与断面平均流速的关

2、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1.752.0次方成正比。见图1、图2。3、沿程水头损失系数是相对粗糙度/d与雷诺数Re的函数，为管壁的粗糙度，Re=Vd/n（其中n为水的运动粘滞系数）。（1） 对于圆管层流流动=64/Re（2） 对于水力滑管紊流流动可取可见在层流和紊流光滑管区，沿程水头损失系数只取决于雷诺数。（3） 对于水力粗糙管紊流流动沿程水头损失系数完全由粗糙度决定，与雷诺数无关，此时沿程水头损失与断面平均流速的平方成正比，所以紊流粗糙管区通常也叫做“阻力平方区”。（4）对于在紊流光滑区和紊流粗糙管区之间存在过渡

3、区，沿程水头损失系数与雷诺数和粗糙度都有关。三、实验装置实验台主要由二根不同的实验管路组成。每根管子中间L长度的两断面上设有测压孔，可用压差板测出管路实验长度L上的沿程损失；管路的流量测量采用体积法测量。利用水泵将储水箱中的水打入试验管路，经稳流箱稳定水流，再通过出水阀门控制出水流量。通过计量水箱返回储水箱。四、实验步骤1、对照装置图和说明，搞清各组成部件的名称、作用及其工作原理；检查蓄水箱水位是否够高。否则予以补水并关闭阀门；记录有关实验常数：工作管内径d和实验管长L。2、接通电源，启动水泵。打开供水阀。3、调通量测系统：（1）启动水泵排除管道中的气体。（2）关闭出水阀，排除其中的气体。随后

4、，关闭进水阀，开出水阀，使水压计的液面降至标尺零附近。再次开启进水阀并立即关闭出水阀，稍候片刻检查水位是否齐平，如不平则需重调。（3）气水压差计水位齐平。（4）实验装置通水排气后，即可进行实验测量。在进水阀全开的前提下，逐次开大出水阀，每次调节流量时，均需稳定2-3分钟，流量愈小，稳定时间愈长；测流量时间不小于8-10秒；测流量的同时，需测记压差计读数；（5）结束实验前，关闭出水阀，检查水压计是否指示为零，若均为零，则关闭进水阀，切断电源。否则，表明压力计已进气，需重做实验。五、实验数据及整理（实测数据，计算过程，绘制表格）1、有关常数管径d= 管长L= 管道截面积A=2、记录数据及计算数据，

5、要求计算数据的过程表1: 计算沿程损失因素次序体积 (m3)时间s流量Qm³/s流速Vm/s差压计读数m沿程损失hfmH2O沿程损失系数实测计算12345表2: 对照实测计算的值与按经验公式计算的值次序流速Vm/s水温粘 度m²/s雷诺数Re流态判断的计算公式沿程损失系数经验计算123453、绘图分析绘制LgVlghf曲线，并确定指数关系值n的大小。在坐标纸上以LgV为横坐标，以lghf为纵坐标，点绘所测的LgVlghf关系曲线，根据具体情况连成一段或几段直线。求坐标上直线的斜率将从图纸上求得n值与已知各流区的n值（即层流n=1，光滑管流区n=1.75，粗糙管紊流区n=2.0，紊流过渡区1.75<n<2.0）进行比较，确定流态区。六、分析与思考1、为