实验四 摩擦系数和局部阻力系数的测定
汕 头 大 学 实 验 报 告
学院:工学院系:机电系年级:2014级 姓名:成吉祥学号:2014124089 成绩:
实验四 摩擦系数和局部阻力系数的测定
一、实验目的
摩擦系数和局部阻力系数是管道系统设计中用以计算能量损耗的重要参数，它的数值大小，遵循着一定的规律，实验的目的是通过测定，了解和掌握这些系数的规律。
二、实验原理
流体在管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地会引起流体压力损失。流体在流动时所产生的阻力有直管摩擦阻力和局部阻力。 1、直管阻力
流体流过直管时的摩擦系数与阻力损失之间的关系可用下式表示
2
2
u d l h f ??=λ
式中：f h :直管阻力损失，J/kg ；
l :直管长度，m ； d :直管内径，m ；
u :流体的速度，m/s ； λ:摩擦系数。
在一定的流速和雷诺数下，测出阻力损失，按下式即可求出摩擦系数λ。
2
2
u l d h f ?
?=λ 阻力损失f h 可通过对两截面间作机械能衡算求出
2
)(2
2
21
2
121u u p p g z z h f -+-+
-=ρ
对于水平等径直管21z z =，21u u =，上式可简化为
ρ
2
1p p h f -=
式中：f h :两截面的压强差，N/m2；
ρ:流体的密度，kg/m3。
只要测出两截面上静压强的差即可算出f h 。两截面上静压强的差可用U 形管或倒U 型管压差计测出。流速由流量计测得，在已知d 、u 的情况下只需测出流体的温度t ，查出该温度下流体的ρ、μ，则可求出雷诺数Re ，从而得出流体流过直管的摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系。
2、局部阻力
流体流过阀门、扩大、缩小等管件时，所引起的阻力损失可用下式计算
)2
(2
u h f ζ=（J/kg ） (5)
式中z 为局部阻力系数, z 的值一般都由实验测定。计算局部阻力系数时应注意扩大、缩小管件的阻力损失f h 的计算。
三、实验注意事项
1、各自循环供水实验均需注意：计量后的水必须倒回原实验装置的水斗内，以保持自循环供水（此注意事项后述实验不再提示）。
2、稳压筒内气腔越大，稳压效果越好。但稳压筒的水位必须淹没连通管的进口，以免连通管进气，否则需拧开稳压筒排气螺丝提高筒内水位；若稳压筒的水位高于排气螺丝口，说明有漏气，需检查处理。
3、传感器与稳压筒的连接管要确保气路通畅，接管及进气口均不得有水体进入，否则需清除。
四、实验原始数据记录
1、2 号测头距离0.25米，3、4号测头距离0.5米，规格：大管内径：21.2mm ， 水温：20℃，零流速水位：580.0mm ，左小管内径12.9mm ，右小管内径：13.4mm
序号
各测点水位（mm ）
流量
流量（升/秒）
1 2 3 4 5 6 体积（升） 时间（秒） 1 541.9 526.0 529.5 527.8 516.5 474.0 1.05 16.09 0.0653 2 529.6 510.0 515.7 513.0 498.0 444.5 1.15 15.56 0.0739 3 505.5 482.0 489.4 486.6 464.0 389.3 1.15 12.90 0.0891 4 495.0 465.0 475.0 470.1 445.0 357.5 1.10 11.24 0.0979 5 484.4 452.0 462.0 458.1 427.8 331.2 1.20 11.80 0.1017 6
438.0
394.0 420.0 412.1 357.5 223.0
1.15
9.40
0.1223
五、实验数据处理
a.摩擦系数的测定：（以序号1的1、2号测头的数据计算，同理可得其他组数据）
s m d Vs u /4996.0109.121416.3100653.0442
33
2
=????==--）
（π 0645.04996
.025.010)0.5269.541(9.1281.9222
6
2=??-???=?=-u l R gd λ 计算理论值：638010
01.19.1210100653.012731273Re 3
3
3=?????==--μρd Vs 0354.063803164
.0Re 3164.025
.025.0===
'λ
数据计算结果：
序号 1、2号测头（左小管λ的测定） 3、4号测头（大管的λ测定） Re λ(实例) λ(理论) Re λ（实例） λ(理论) 1 6380 0.0645 0.0354 3882 0.0413 0.0401 2 7220 0.0621 0.0343 4394 0.0512 0.0389 3
8706
0.0512
0.0328
5297
0.0366
0.0371
b.突然扩大局部阻力系数测定： （i ）突然扩大阻力系数的理论值：
从理论上可以推导出这系数的理论值：
22])(1[D
d
S -=理
其中 d:小管径 D:大管径 对本装置：40.0])2.219.12(
1[2
2=-=理S
（ii ）突然扩大阻力系数的实验值（计算第一次测量的突然扩大阻力系数，第二、三次同理
可得）：
mm l l R
r 4872.62501029.151=?=?=?
6507
.0)2.219.12(10653.0)]2.60.5265.529(9.1210103.12[)(1))((10103.124
2494
2
49=-+--???=-+?--?=--D d Vs r R R d A B ζ
序号 ΔR(mm) R B (mm) R A (mm) Vs(L/s) ζ ζ理论 第一组数据 15.9 529.5 526.0 0.0653 0.6507 0.4 第二组数据
19.6
515.7
510.0
0.0739
0.7218
0.4
第三组数据 23.5 489.4 482.0 0.0891 0.5369 0.4
c.突然缩小局部阻力系数测定：（以第4、5、6组数据做计算，第4组数据计算如下，5、6组同理可得）
mm l l R
r 24.122501020.301=?=?=?
3168.01
)2.214.13(0979.0)]2.120.4451.470(4.1310103.12[1
)())((10103.12424942
49-=-+--???=-+?--?=--D d Vs r R R d A B ζ
序号 ΔR(mm) R B (mm) R A (mm) Vs(L/s) ζ ζ理论 第4组数据 30.0 470.1 445.0 0.0979 -0.3168 0.34 第5组数据 32.4 458.1 427.8 0.1017 -0.1952 0.34 第6组数据
44.0
412.1
357.5
0.1223
0.1158
0.34
d.弯头阻力系数测定：（以第1、3、5组数据做计算，第1组数据计算如下，3、5组同理可得）
889
.30653.0)]0.4745.516(4.1310103.12[)(10103.122492
6549=-???=-?=--Vs R R d ζ 序号 Vs(L/s) R 5(mm) R 6(mm) ζ 单个测头 ζ 第1组数据 0.0653 516.5 474.0 3.889 1.945 第3组数据 0.0891 464.0 389.3 3.672 1.836 第5组数据
0.1017
427.8
331.2
3.645
1.823
六、个人总结
本次测量摩擦系数和局部阻力系数的实验的操作方法与实验二的伯努利操作方法相同，且都是测量同样的数据，在做实验报告的数据处理部分的时候，由于实验并不能达到理想的情况，计算所得的数据与理论值之前相差很大，实验的误差极大，但是似乎本身实验的精度就不高。在数据处理的过程中，理解了各个数据的计算方法，以及公式的推导过程，对流体力学所学课程进一步巩固了。
实验三 管路局部阻力系数测定实验
实验三 管路局部阻力系数测定实验 一、实验目的要求： 1.掌握三点法，四点法测量局部阻力系数的技能。 2.通过对圆管突扩局部阻力系数的表达公式和突缩局部阻力系数的经验公式的实验与分析，熟悉用理论分析法和经验法建立函数式的途径。 3.加深对局部阻力损失机理的理解。 二、实验成果及要求 1.记录计算有关常数。 实验装置台号No d 1=D 1= 1.4 cm ， d 2=d 3= d 4= D 2=1.9 cm ， d 5=d 6=D 3= 1.4 cm ， l 1—2=12cm ， l 2—3=24cm ， l 3—4=12cm ， l 4—B =6cm ， l B —5=6cm ， l 5—6=6cm ， 2 2 1) 1(A A e - ='ξ= 0.21 ，) 3 1(5.05A A s - ='ξ= 0.23 。 2．整理记录、计算表。 表1 记录表
表2 计算表 3．将实测ζ值与理论值（突扩）或公认值（突缩）比较。 三、实验分析与讨论 1．结合实验成果，分析比较突扩与突缩在相应条件下的局部损失大小关系： 1）不同R e 的突扩ξe 是否相同？ 2）在管径比变化相同的条件下，其突扩ξe 是否一定大于突缩ξs ？ 答：由式 g v h j 22 ζ = 及 ()21d d f =ζ 表明影响局部阻力损失的因素是v 和21d d 。由于有 突扩：2 211???? ? ?-=A A e ζ
突缩：???? ? ?-=2115.0A A s ζ 则有 () () 2 12 212115.0115.0A A A A A A K e s -= - -= = ζζ 当 5.021?A A 或 707.021?d d 时，突然扩大的水头损失比相应的突然收缩的要大。在本实验最大流量Q 下，突然扩大损失较突然缩小损失约大一倍，即817.160.3/54.6==js je h h 。 21d d 接近于1时，突然扩大的水流形态接近于逐渐扩大管的流动， 因而阻力损失显著减小。 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部位在哪里？怎样减小局部阻力损失？ 答：流动演示仪1-7型可显示突扩、突缩、渐扩、渐缩、分流、合流、阀道、绕流等三十多种内、外流的流动图谱。据此对于局部阻力损失的机理分析如下： 从显示的图谱可见，凡流道边界突变处，形成大小不一的漩涡区。漩涡是产生损失的主要根源。由于水质点的无规则运动和激烈的紊动，相互磨擦，便消耗了部分水体的自储能量。另外，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，经质点间的动能交换，达到流速的重新组合，这也损耗了部分能量。这样就造成了局部阻力损失。 从流动仪可见，突扩段的漩涡主要发生在突扩断面以后，而且与扩大系数有关，扩大系数越大，漩涡区也越大，损失也越大，所以产生突扩局部阻力损失的主要部位在突扩断面的后部。而突缩段的漩涡在收缩断面均有。突缩前仅在死角区有小漩涡，且强度较小，而突缩的后部产生了紊动度较大的漩涡环区。可见产生突缩水头损失的主要部位是在突缩断面后。 从以上分析可知，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型化或昼接近流线形，以避免漩涡的形成，或使漩涡区尽可能小。如欲减小管道的局部阻力，就应减小管径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漩涡环带，可使突缩局部阻力系数减小到原来的21～101。突然收缩实验管道使
7 局部阻力损失实验
局部阻力损失实验 一、实验目的要求 １．掌握三点法、四点法量测局部阻力系数的技能； ２．通过对园管突扩局部阻力系数的包达公式和突缩局部阻力系数的经验公式的实验验证与分析，熟悉用理论分析法和经验法建立函数式的途径； ３．加深对局部阻力损失机理的理解。 二、实验原理 写局部阻力前后两断面的能量方程，根据推导条件，扣除沿程水头损失可得： ⒈突然扩大 采用三点法计算，下式中由按流长比例换算得出。 实测 理论 ⒉突然缩小
采用四点法计算，下式中B点为突缩点，由换算得出，由换算得出。 实测 经验 三、实验方法与步骤 １．测记实验有关常数。 ２．打开电子调速器开关，使恒压水箱充水，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，待流量稳定后，测记测压管读数，同时用体积法或用电测法测记流量。 ４．改变泄水阀开度３～４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？否则，需重做。 四、实验分析与讨论局部水头损失实验分析与讨论 问题一：结合实验成果，分析比较突扩与突缩在相应条件下的局部损失大小关系。 参考答案: 由式 及 表明影响局部阻力损失的因素是v和。由于有
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。本实验= 2，在最大流量Q下，= 6. 6/3.58 = 1. 85，突扩损失较突缩损失约大一倍。 接近于1时，突扩的水流形态接近于逐渐扩大管的流动，因而阻力损失显著减小。 问题二：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部位在哪里？怎样减小局部阻力损失？ 参考答案: 流动演示仪I—VII型可显示突扩、突缩、渐扩、渐缩、分流、合流、阀道、绕流等三十余种内、外流的流动图谱。据此对局部阻力损失的机理分析如下： 从显示的图谱可见，凡流道边界突变处，形成大小不一的漩涡区。漩涡是产生损失的主要根源。由于水质点的无规则运动和激烈的紊动，相互摩擦，便消耗了部分水体的自储能量。另外，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，经质点间的动能交换，达到流速的重新组合，这也损耗了部分能量。这样就造成了局部阻力损失。 从流动仪可见，突扩段的漩涡主要发生在突扩断面以后，而且与扩大系数有关，扩大系数越大，漩涡区也越大，损失也越大，所以产生突扩局部阻力损失的主要部位在突扩断面的后部。而突缩段的漩涡在收缩断面前后均有。突缩前仅在死角区有小漩涡，且强度较小，而突缩的后部产生了紊动度较大的漩涡环区。可见产生突缩水头损失的主要部位是在突缩断面后。 从以上分析知，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型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。如欲减小管道的局部阻力，就应
局部阻力系数测定(给学生)
局部阻力系数测定 实 验 报 告 班级：___________ 学号：___________ 姓名：___________ 课程：___________
一、实验目的 1、学会量测突扩、突缩圆管局部阻力损失系数的方法。 2、加深对局部阻力损失的感性认识 3、加深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，参见图1。 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 2 h j ζ= 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 突扩圆管就有 =ζj h 1和2h j ζ=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 ( )-1=1ζ2 , 2ζ2=1 -A 2 ( )1 2 1A 对于突缩圆管，局部阻力损失因数的经验公式： 1-( )=ζ1 2 0.5 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 1、基础数据：d 1= m; d 2= m; d 3= m ; 水温= ℃
流体力学 实验一 阻力系数的测定实验
流体力学 实验一 阻力系数的测定实验 （一）实验名称：沿程阻力系数的测定 实验目的：（1）测定不同雷诺数Re 时的沿程阻力系数λ； （2）掌握沿程阻力系数的测定方法。 实验原理：对I 、Ⅱ两断面列能量方程式，可求得L 长度上的沿程水头损失 h P P h f ?=-= γ γ2 1 根据达西公式 g v d L h f 22 ? ? =λ 先根据单位时间流过体积计算流量，并算出断面平均流速v ，即可求得沿程阻力系数λ。 2 2 22v h L gd Lv gdh f ?? = =λ 令 2 ;2v h k k L gd ?? ==λ则 实验设备：多功能水力学实验台，秒表。 （右图仅供参考） 实验步骤： 1、准备工作 ⑴记录仪器常数d 、L ，并算出k 值。 ⑵检查测压计管3、4测面是否水平（此时Q=0），如果不在同一水平面上，必须将橡皮管内空气排尽，使两测压管的测面处于水平状态。 ⑶关闭无关测点的小阀门 ⑷打开设计流管相关阀门 ⑸关小总阀门 2、进行实验 ⑴开泵，打开秒表，此时相关测压管中应出现较小高差。 ⑵缓慢调节总阀门，记录相关压强高度、高度差、时间、体积等。 实验数据处理(下表仅参考)： d= m L= m NO. h 3 h 4 h ? ? t ? Q V λ
(cm) (cm) (cm) (l) (s) (l/s) (m/s) 1 2 3 4 5 注意事项： 1、若测压管中液位较高，可调节压强控制球，使液位降至中部，以增大量测范围。 2、如出现测压管冒泡现象，不必惊慌，可调节流量或停泵重做。 思考题： 1.本实验的理论依据是什么？ 2.如何使沿程阻力系数的测定结果与实际相符？ （二）（选作）实验名称：管道突然扩大和突然缩小阻力系数的测定 实验目的：（1）掌握管道突然扩大和突然缩小局部阻力系数计算公式。 （2）掌握测定管道突然扩大和突然缩小的阻力系数的方法。 实验原理： 1、突然扩大 在扩大前后取1-1及2-2断面，因管道系水平放置，可列出上述 断面的能量方程如下： ξ ++ = +g V r P g V r P 222 2 22 1 1g V 22 2 g V g V V r P P 2222 2 2 2 12 1-+ -= ξ 2、突然缩小 在缩小前后取3-3及4-4断面，列能量方程式 ξ ++ = +g V r P g V r P 222 4 42 3 3g V 22 4
关于摩擦系数测定仪的使用原理及试验操作分享
关于摩擦系数测定仪的使用原理及试验操作分享 GM-4摩擦系数测定仪主要用于测量塑料薄膜和薄片（或其它类似材料）的静摩擦系数和滑动时动摩擦系数。通过测定塑料薄膜的摩擦系数，进一步加强对塑料薄膜特别是对包装用薄膜的滑爽性的测定，该仪器在包装行业、检验机构等部门得到广泛的应用。 同时主要适用于测量塑料薄膜和薄片、橡胶、纸张、纸板、编织袋、织物风格、通信电缆光缆用金属材料复合带、输送带、木材、涂层、刹车片、雨刷、鞋材、轮胎等材料滑动时的静摩擦系数和动摩擦系数。通过测量材料的滑爽性，可以控制调节材料生产质量工艺指标，满足产品使用要求。另外还可用于化妆品、滴眼液等日化用品的滑爽性能测定。 执行标准： GB 10006-88、ASTM D1894 -01、ISO 8295、TAPPI 816 工作原理：
将样品裁为两块，其中一块放在工作台上用夹样器夹住，另一块包住滑块，然后将滑块安放在传感器的挂孔上，使样品在滑块受到的重力下运动，也就是使两试验表面相对移动。传感器所测得的力信号经过集成器ICL7650放大，送入记录器，同时分别记录动摩擦系数和静摩擦系数。 工作原理 实验操作： 1、将一个试样的试验表面向上，平整地固定在试验台上。 2、试样与试验台的长度方向应平行；将另一试样的试验表面向下，包住滑块，用弹簧在滑块前沿和后面固定试样，如试样较厚或刚性较大，有可能产生弯曲力矩使压力分布不匀时，应使用63mm×63mm 尺寸的试样。 3、连接电源线，按下“电源”键，静置30S，仪器进入测力系统。 4、按“返回”键让传感器回到初始位置。 将固定有试样的滑块无冲击地放在试验台的试样中央，挂到传感器的挂孔中，并使两试样的试验方向与滑动方向平行且测力系统恰好不受力； 5、打开操作软件；（脱机操作时此步省略） 6、两试样接触后静止15S，按“运行”，仪器运行使两试样相对移动，到终点时，记录测试值。 7、如在静摩擦力之后出现力值振荡（原因为滑块跳动），则不能测量动摩擦力，此时应取下传感器上的弹簧进行测量；
流体阻力测定实验
流体阻力测定实验实验指导书 环境与市政工程学院 2015年11月
一、实验目的： 1.学习直管摩擦阻力f P ?,直管摩擦系数λ的测定方法。 2.掌握直管摩擦系数λ与雷诺数Re 和相对粗糙度之间的关系及其变化规律。 3.掌握局部摩擦阻力f P ?,局部阻力系数ζ的测定方法。 4.学习压强差的几种测量方法和提高其测量精确度的一些技巧。 二、实验内容: 1.测定实验管路内流体流动的阻力和直管摩擦系数λ。 2.测定实验管路内流体流动的直管摩擦系数λ与雷诺数Re 和相对粗糙度之间的关系曲线。 3.测定管路部件局部摩擦阻力f P ?和局部阻力系数ζ。 三、实验原理: 1.直管摩擦系数 与雷诺数Re 的测定: 直管的摩擦阻力系数是雷诺数和相对粗糙度的函数，即)/(Re,d f ελ=，对一定的相对粗糙度而言，(Re)f =λ。 流体在一定长度等直径的水平圆管内流动时，其管路阻力引起的能量损失为： ρ ρf f P P P h ?=-= 2 1 （1） 又因为摩擦阻力系数与阻力损失之间有如下关系（范宁公式） 2 2u d l h f P f λρ == ? （2） 整理（1）（2）两式得 2 2u P l d f ???=ρλ （3） μ ρ ??= u d Re （4） 式中： -d 管径，m ； -?f P 直管阻力引起的压强降，Pa ； -l 管长，m ； -u 流速，m / s ； -ρ流体的密度，kg / m 3； -μ流体的粘度，N ·s / m 2。
在实验装置中，直管段管长l 和管径d 都已固定。若水温一定，则水的密度ρ和粘度μ也是定值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降△P f 与流速u （流量V ）之间的关系。 根据实验数据和式（3）可计算出不同流速下的直管摩擦系数λ，用式（4）计算对应的Re ，整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出λ与Re 的关系曲线。 2．局部阻力系数ζ的测定 22 'u P h f f ζρ =?= ' 2'2u P f ?????? ??=ρζ 式中： -ζ局部阻力系数，无因次； -?'f P 局部阻力引起的压强降，Pa ； -'f h 局部阻力引起的能量损失，J ／kg 。 图-1 局部阻力测量取压口布置图 局部阻力引起的压强降'f P ? 可用下面方法测量：在一条各处直径相等的直管段上，安装待测局部阻力的阀门，在上、下游各开两对测压口a-a'和b-b ＇如图-1，使 ab ＝bc ； a ＇b ＇＝b ＇c ＇，则 △P f ，a b ＝△P f ，bc ； △P f ，a ＇b ＇= △P f ，b ＇c ＇ 在a ～a ＇之间列柏努利方程式 P a －P a ＇ =2△P f ，a b +2△P f ，a ＇b ＇+△P ＇f (5) 在b ～b ＇之间列柏努利方程式： P b －P b ＇ = △P f ，bc +△P f ，b ＇c ＇+△P ＇f = △P f ，a b +△P f ，a ＇b ＇+△P ＇f （6） 联立式(5)和(6)，则：'f P ?＝2(P b －P b ＇)－(P a －P a ＇) 为了实验方便，称(P b －P b ＇)为近点压差，称(P a －P a ＇)为远点压差。其数值用差压传感器来测量。
(完整版)管道内的局部阻力及损失计算
第四节管道内的局部阻力及损失计算 在实际的管路系统中，不但存在上一节所讲的在等截面直管中的沿程损失，而且也存在有各种各样的其它管件，如弯管、流道突然扩大或缩小、阀门、三通等，当流体流过这些管道的局部区域时，流速大小和方向被迫急剧地发生改变，因而出现流体质点的撞击，产生旋涡、 二次流以及流动的分离及再附壁现象。此时由于粘性的作用，流体质点间发生剧烈的摩擦和动量交换，从而阻碍着流体的运动。这种在局部 障碍物处产生的损失称为局部损失，其阻力称为局部阻力。因此一般的管路系统中，既有沿程损失，又有局部损失。 4.4.1 局部损失的产生的原因及计算 一、产生局部损失的原因 产生局部损失的原因多种多样，而且十分复杂，因此很难概括全面。这里结合几种常见的管道来说明。 （）（） 图4.9 局部损失的原因 对于突然扩张的管道，由于流体从小管道突然进入大管道如图 4.9 （）所示，而且由于流体惯性的作用，流体质点在突然扩张 处不可能马上贴附于壁面，而是在拐角的尖点处离开了壁面，出现了一系列的旋涡。进一步随着流体流动截面面积的不断的扩张，直到 2 截面处流体充满了整个管截面。在拐角处由于流体微团相互之间的摩擦作用，使得一部分机械能不可逆的转换成热能，在流动过程中，不断地 有微团被主流带走，同时也有微团补充到拐角区，这种流体微团的不断补充和带走，必然产生撞击、摩擦和质量交换，从而消耗一部分机械 能。另一方面，进入大管流体的流速必然重新分配，增加了流体的相对运动，并导致流体的进一步的摩擦和撞击。局部损失就发生在旋涡开 始到消失的一段距离上。 图4.9（）给出了弯曲管道的流动。由于管道弯曲，流线会发生弯曲，流体在受到向心力的作用下，管壁外侧的压力高于内侧的 压力。在管壁的外侧，压强先增加而后减小，同时内侧的压强先减小后增加，这样流体在管内形成螺旋状的交替流动。 综上所述，碰撞和旋涡是产生局部损失的主要原因。当然在 1-2之间也存在沿程损失，一般来说，局部损失比沿程损失要大得多。 在测量局部损失的实验中，实际上也包括了沿程损失。 二、局部损失的计算 如前所述，单位重量流体的局部能量损失以表示
阀门局部阻力系数的测定指导书
阀门局部阻力系数的测定 一、 实验目的 （1）掌握管道沿程阻力系数和局部阻力系数的测定方法。 （2）了解阻力系数在不同流态，不同雷诺数下的变化情况。 （3）测定阀门不同开启度时（全开、约30°、约45°三种）的阻力系数。 （4）掌握三点法、四点法量测局部阻力系数的技能。 二、实验仪器 图1实验仪器简图 1． 水箱2.供水管3. 水泵开关4. 进水阀门5．细管沿程阻力测试段6.突扩7.粗管沿程阻力测试段8. 突缩9.测压管10.实验阀门 11．出水调节阀门 12．计量箱 13．量筒14．回水管15.实验桌 三、阀门阻力实验原理 图2 阀门的局部水头损失测压管段 对1、4两断面列能量方程式，可求得阀门的局部水头损失及2（L 1+ L 2）长 度上的沿程水头损失，以h w1表之，则 14 11h p p h w ?=-= γ 对2、3两断面列能量方程式，可求得阀门的局部水头损失及（L 1+ L 2）长 度上的沿程水头损失，以h w2表之，则
23 22h p p h w ?=-= γ ∴阀门的局部水头损失h 1应为： 1212h h h ?-?= 亦即 122 22h h g v ?-?=ζ ∴阀门的局部水头损失系数为： 2122) 2(v g h h ?-?=ζ 式中v 为管道的平均流速 四、实验步骤及要求 （1）本实验共进行三组实验：阀门全开、开启30°、开启45°，每组实验做三个实验点。 （2）开启进水阀门，使压差达到测压计可量测的最大高度。 （3）测读压差，同时用体积法量测流量 （4）每组三个实验点的压差植不要太接近 （5）绘制d=f （ζ）曲线。 （五）问题讨论： （1）同一开启度，不同流量下，ζ值应为定值抑或变值，何故？ （2）不同开启度时，如把流量调至相等，ζ值是否相等？ （六）绘图：
摆式仪测定路面摩擦系数试验方法
3 方法与步骤 3.1 准备工作 （1）检查摆式仪的调零灵敏情况，并定期进行仪器的标定。 （2）按本规程附录A的方法，进行测试路段的取样选点。在横断面上测点应选在行车道轮迹处，且距路面边缘应不小于1m。 3.2 测试步骤 （1）清洁路面：用扫帚或其他工具将测点处的路面打扫干净。 （2）仪器调平。 ①将仪器置于路面测点上，并使摆的摆动方向与行车方向一致。 ②转动底座上的调平螺栓，使水准泡居中。 （3）调零。 ①放松紧固把手，转动升降把手，使摆升高并能自由摆动，然后旋紧紧固把手。 ②将摆固定在右侧悬臂上，使摆处于水平释放位置，并把指针博至右端与摆杆平行处。 ③按下释放开关，使摆向左带动指针摆动。当摆达到最高位置后下落时，用手将摆杆接住，此时指针应指零。 ④若不指零，可稍旋紧或旋松摆的调节螺母。 ⑤重复上述4个步骤，直至指针指零。调零允许误差为±1. （4）校核滑动长度。 ①让摆处于自然下垂状态，松开固定把手，转动升降把手，使摆下降。与此同时，提起举升柄使摆向左侧移动，然后放下举升柄使
橡胶片下缘轻轻触地，紧靠橡胶片摆放滑动长度量尺，使量尺左端对准橡胶片下缘；再提起举升柄使摆向右侧移动，然后放下举升柄使橡胶片下缘轻轻触地，检查橡胶片下缘应与滑动长度量尺的右端齐平。 ②若齐平，则说明橡胶片两次触地的距离（滑动长度）符合126mm 的规定。校核滑动长度时，应以橡胶片长边刚刚接触路面为准，不可借摆的力量向前滑动，以免标定的滑动长度与实际不符。 ③若不齐平，升高或降低摆或仪器底座的高度。微调时用旋转仪器底座上的调平螺丝调整仪器底座的高度的方法比较方便，但需注意保持水准泡居中。 ④重复上述动作，直至滑动长度符合126mm的规定。 （5）将摆固定在右侧悬臂上，使摆处于水平释放位置，并把指针拨至右端与摆杆平行处。 （6）用喷水壶浇洒测点，使路面处于湿润状态。 （7）按下右侧悬臂上的释放开关，使摆在路面滑过。当摆杆回落时，用手接住，读数但不记录。然后使摆杆和指针重新置于水平释放位置。 （8）重复（6）和（7）的操作5次，并读记每次测定的摆值。 单点测定的5个值中最大值与最小值的差值不得大于3。如差值大于3时，应检查产生的原因，并再次重复上述各项操作，至符合规定为止。 取5次测定的平均值作为单点的路面抗滑值（即摆值BPN t），取整数。
局部阻力损失实验报告
局部阻力损失实验 前言： 工农业生产的迅速发展, 使石油管路、给排水管路、机械液压管路等, 得到了越来越广泛的应用。为了使管路的设计比较合理, 能满足生产实际的要求, 管路设计参数的确定显得更为重要。管路在工作过程中存在沿程损失和局部阻力损失，合理确定阻力系数是使设计达到实际应用要求的关键。但是由于扩张、收缩段的流动十分复杂，根据伯努利方程和动量方程推导出的理论值往往与具体的管道情况有所偏差，一般需要实验测定的局部水头损失进行修正或者得出经验公式用于工业设计。 在管路中, 经常会出现弯头, 阀门, 管道截面突然扩大, 管道截面突然缩小等流动有急剧变化的管段, 由于这些管段的存在, 会使水流的边界发生急剧变化, 水流中各点的流速, 压强都要改变, 有时会引起回流, 旋涡等, 从而造成水流机械能的损失。例如，流体从小直径的管道流往大直径的管道, 由于流体有惯性, 它不可能按照管道的形状突然扩大, 而是离开小直径的管道后逐渐地扩大。因此便在管壁拐角与主流束之间形成漩涡, 漩涡靠主流束带动着旋转, 主流束把能量传递给漩涡、漩涡又把得到的能量消耗在旋转中( 变成热而消散) 。此外, 由于管道截面忽然变化所产生的流体冲击、碰撞等都会带来流体机械能的损失。 摘要： 本实验利用三点法测量扩张段的局部阻力系数，用四点法量测量收缩段的局部阻力系数，然后与圆管突扩局部阻力系数的包达公式和突缩局部阻力系数的经验公式中的经验值进行对比分析，从而掌握用理论分析法和经验法建立函数式的技能。进而加深对局部阻力损失的理解。 三、实验原理 写出局部阻力前后两断面的能量方程，根据推导条件，扣除沿程水头损失可得： 1．突然扩大 采用三点法计算，下式中12 f h -由 23 f h -按流长比例换算得出。 实测 2 2 1 12 21212[()][()]22je f p p h Z Z h g g αυαυγ γ -=+ + -+ + + 理论 212 (1)e A A ζ'=- 2．突然缩小 采用四点法计算，下式中B 点为突缩点，4f B h -由 34 f h -换算得出， 5 fB h -由 56 f h -换算 得出。 实测 2 2 5 54 44455[()][()]22js f B fB p p h Z h Z h g g αυαυγ γ --=+ + --+ + +
关于摩擦系数
摩擦系数（friction factor）是指两表面间的摩擦力和作用在其一表面上的垂直力之比值。它是和表面的粗糙度有关，而和接触面积的大小无关。依运动的性质，它可分为动摩擦系数和静摩擦系数。 如果两表面互为静止，那两表面间的接触地方会形成一个强结合力－静摩擦力，除非破坏了这结合力才能使一表面对另一表面运动，破坏这结合力－运\动前的力－对其一表面的垂直力之比值叫做静摩擦系数μs，写成式子如下： (方程式图1)fs为静摩擦力 或F＝μsN N为垂直力 而这破坏力也是要使物体启动的最大的力，我们又叫此力为最大静摩擦力。所以，我们应把上式改写成： (方程式图2) 在物体启动后，如汽车过了些时候它会慢慢的减速下来，最后静止，这表示物体运动时，它的表面和另一表面，如地面，仍然存在摩擦力，而实验发现此力比静止时的摩擦力来得小，我们定义这摩擦力和垂直於地面的作用力叫做动摩擦系数μk，写成式子如下：fk＝μkN 所以，由上我们可得知μs＞μk 小有密切的关系 当物体与另一物体沿接触面的切线方向运动或有相对运动的趋势时,在两物体的接触面之间有阻碍它们相对运动的作用力,这种力就叫摩擦力。接触面之间的这种现象或特性叫摩擦,物体间的摩擦必然导致材料的磨损进而导致能量的转变,据统计世界上二分之一到三分之一的能量消耗于摩擦 涂层摩擦系数测试仪FPT-F1摩擦系数/剥离试验仪适用于塑料薄膜、涂层、涂料等相关产品的动、静摩擦系数和胶粘复合制品的剥离强度测定。摩擦系数/剥离试验仪采用计算机控制，操作简单方便，功能强大；选用进口传感器精密准确。试验控温范围室温～99.9℃可模拟不同环境下材料的摩擦系数，本仪执行GB 10006、GB/T 2790、GB/T 2791、GB/T 2792、ASTM D1894、ASTM D4917、ASTM D3330、TAPPI T816、TAPPI T549、ISO 8295等相关标准。 涂层摩擦系数测试仪技术参数 负荷量程：0～5N，0～10N，0～30N 精度：0.5级 滑块质量：200g（100g、500g、1000g、1814g、2000g等可选） 试验速度：50 100 150 200 250 300 500mm/min 温度：室温～99.9℃
局部阻力实验
局部水头损失实验 一、实验目的要求 1．掌握三点法、四点法量测局部阻力系数的技能； 2．通过对铜闸阀阻力系数和弯管阻力系数的实验验证与分析，熟悉用理论分析法和经验法建立函数式的途径； 3．加深对局部阻力损失机理的理解。 二、实验装置 本实验装置见设备 三、实验方法与步骤 1．测记实验有关常数。 2．打开电子调速器开关，使恒压水箱充水，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，待流量稳定后，测记测压管读数，同时用体积法测记流量。 4．改变泄水阀开度3~4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？否则，需重做。 四、实验成果及要求 1．记录、计算有关常数： 实验装置台号No 11d D == cm ， 2342d d d D ==== cm ，
563d d D === cm ， 212 (1)e A A ζ'=-= ， 5 3 0.5(1)s A A ζ'=- = 。 2．整理记录、计算表。 3．将实测ζ值与理论值（突扩）或公认值（突缩）比较。 实验数据 记录表 六、实验分析与讨论 1．结合实验成果，分析比较突扩与突缩在相应条件下的局部损
失大小关系。 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部位在哪里？怎样减小局部阻力损失？ 3．现备有一段长度及联接方式与调节阀相同，内径与实验管道相同的直管段，如何用两点法测量阀门的局部阻力系数？ 4．实验测得突缩管在不同管径比时的局部阻力系数（5 10 R ） e 如下：试用最小二乘法建立局部阻力系数的经验公式. 5．试说明用理论分析法和经验法建立相关物理量间函数关系式的途径。
流体流动阻力的测定
实验名称：流体流动阻力的测定 一、实验目的及任务： 1.掌握测定流体流动阻力实验的一般方法。 2.测定直管的摩擦阻力系数及突然扩大管的局部阻力系数。 3.验证湍流区内摩擦阻力系数为雷诺数和相对粗糙度的函数。 4.将所得光滑管的方程与Blasius方程相比较。 二、实验原理： 流体输送的管路由直管和阀门、弯头、流量计等部件组成。由于粘性和涡流作用，流体在输送过程中会有机械能损失。这些能量损失包括流体流经直管时的直管阻力和流经管道部件时的局部阻力，统称为流体流动阻力。 1.根据机械能衡算方程，测量不可压缩流体直管或局部的阻力 如果管道无变径，没有外加能量，无论水平或倾斜放置，上式可简化为： Δp为截面1到2之间直管段的虚拟压强差，即单位体积流体的总势能差，通过压差传感器直接测量得到。 2.流体流动阻力与流体性质、流道的几何尺寸以及流动状态有关，可表示为： 由量纲分析可以得到四个无量纲数群： 欧拉数，雷诺数，相对粗糙度和长径比 从而有 取，可得摩擦系数与阻力损失之间的关系：
从而得到实验中摩擦系数的计算式 当流体在管径为d的圆形管中流动时，选取两个截面，用压差传感器测出两个截面的静压差，即可求出流体的流动阻力。根据伯努利方程摩擦系数与静压差的关系，可以求出摩擦系数。改变流速可测得不同Re下的λ，可以求出某一相对粗糙度下的λ-Re关系。 在湍流区内摩擦系数，对于光滑管（水力学光滑），大量实验证明，Re在氛围内，λ与Re的关系遵循Blasius关系式，即 对于粗糙管，λ与Re的关系以图来表示。 3.对局部阻力，可用局部阻力系数法表示： 4. 对于扩大和缩小的直管，式中的流速按照细管的流速来计算。 对一段突然扩大的圆直管，局部阻力远大于其直管阻力。由忽略直管阻力时的伯努利方程 可以得到局部阻力系数的计算式： 式中，、分别为细管和粗管中的平均流速，为2,1截面的压差。 突然扩大管的理论计算式为：，、分别为细管和粗管的流通截面积。 三、实验流程： 本实验装置如图1所示，管道水平安装，水循环使用，其中管5为不锈钢管，测压点之间距，内径；管6为镀锌钢管，测压点间距离，内径22..5mm；管7为突然扩大管，由扩大至。各测量元件由测压口与压差传感器相连，通过管口的球阀切换被测管路，系统流量由涡
局部阻力系数测定实验
局部阻力系数的测定 一、实验目的 1、用实验方法测定两种局部管件（实扩、突缩）在流体流经管路时的局部阻力系数。 2、学会局部水头损失的测定方法。 1、实验原理及实验装置 局部阻力系数测定的主要部件为局部阻力实验管路，它由细管和粗管组成一个突扩和一个突缩组件，并在等直细管的中间段接入一个阀门组件。每个阻力组件的两侧一定间距的断面上都设有测压孔，并用测压管与测压板上相应的测压管相联接。当流体流经实验管路时，可以测出各测压孔截面上测压管的水柱高度及前后截面的水柱高度差 h。实验时还需要测定实验管路中的流体流量。由此可以测算出水流流经各局部阻力组件的水头损失hζ，从而最后得出各局部组件的局部阻力系数ζ。 ①突然扩大：
2 1-A 2 1( )=ζ2g 1 V 2 ( )1 2 A A -1=j h 理论上： 在实验时，由于管径中即存在局部阻力，又含有沿程阻力，当对突扩前后两断面列能量方程式时，可得hw=hj+hf ,其中hw 可由（h 1-h 3）测读，hf 可由（h 2-h 3）测读，按流长比例换算后，hj=hw-h f 。由此得出： 2 h j ζ=② 突然收缩： 理论上，ζ缩=0.5（1-A 2/A 1），实验时，同样，在读得突缩管段的水头损失后，按流长比例换算，分别将两端沿程损失除去，由此得： 缩 缩 2 h j ζ= 二、实验操作 1、实验前的准备 ①熟悉实验装置的结构及其流程。 ②进行排气处理。 ③启动水泵，然后慢慢打开出水阀门时水流经过实验管路。在此过程中（并关闭其他实验管的进水阀和出水阀），观察和检查管路系统和测压管及其导管中有无气泡存在，应尽可能利用试验管路上的放气阀门或用其它有效措施将系统中存在的气体排尽。 2、进行实验，测录数据 ①调节进水阀门和出水阀门，使各组压差达到测压管可测量的最大高度。 ②在水流稳定时，测读测压管的液柱高和前后的压差值。 ③在此工况下测定流量。 ④调节出水阀门，适当减小流量，测读在新的工况下的实验结果。 如此，可做3～5个实验点。（注意：实验点的压差值不宜太接近）。 三、实验数据处理 1、将实验所得测试结果及实验装置的必要技术数据记入如下附表1中。
实验四 摩擦系数和局部阻力系数的测定
汕 头 大 学 实 验 报 告 学院:工学院系:机电系年级:2014级 姓名:成吉祥学号:2014124089 成绩: 实验四 摩擦系数和局部阻力系数的测定 一、实验目的 摩擦系数和局部阻力系数是管道系统设计中用以计算能量损耗的重要参数，它的数值大小，遵循着一定的规律，实验的目的是通过测定，了解和掌握这些系数的规律。 二、实验原理 流体在管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地会引起流体压力损失。流体在流动时所产生的阻力有直管摩擦阻力和局部阻力。 1、直管阻力 流体流过直管时的摩擦系数与阻力损失之间的关系可用下式表示 2 2 u d l h f ??=λ 式中：f h :直管阻力损失，J/kg ； l :直管长度，m ； d :直管内径，m ； u :流体的速度，m/s ； λ:摩擦系数。 在一定的流速和雷诺数下，测出阻力损失，按下式即可求出摩擦系数λ。 2 2 u l d h f ? ?=λ 阻力损失f h 可通过对两截面间作机械能衡算求出 2 )(2 2 21 2 121u u p p g z z h f -+-+ -=ρ 对于水平等径直管21z z =，21u u =，上式可简化为 ρ 2 1p p h f -=
式中：f h :两截面的压强差，N/m2； ρ:流体的密度，kg/m3。 只要测出两截面上静压强的差即可算出f h 。两截面上静压强的差可用U 形管或倒U 型管压差计测出。流速由流量计测得，在已知d 、u 的情况下只需测出流体的温度t ，查出该温度下流体的ρ、μ，则可求出雷诺数Re ，从而得出流体流过直管的摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系。 2、局部阻力 流体流过阀门、扩大、缩小等管件时，所引起的阻力损失可用下式计算 )2 (2 u h f ζ=（J/kg ） (5) 式中z 为局部阻力系数, z 的值一般都由实验测定。计算局部阻力系数时应注意扩大、缩小管件的阻力损失f h 的计算。 三、实验注意事项 1、各自循环供水实验均需注意：计量后的水必须倒回原实验装置的水斗内，以保持自循环供水（此注意事项后述实验不再提示）。 2、稳压筒内气腔越大，稳压效果越好。但稳压筒的水位必须淹没连通管的进口，以免连通管进气，否则需拧开稳压筒排气螺丝提高筒内水位；若稳压筒的水位高于排气螺丝口，说明有漏气，需检查处理。 3、传感器与稳压筒的连接管要确保气路通畅，接管及进气口均不得有水体进入，否则需清除。 四、实验原始数据记录 1、2 号测头距离0.25米，3、4号测头距离0.5米，规格：大管内径：21.2mm ， 水温：20℃，零流速水位：580.0mm ，左小管内径12.9mm ，右小管内径：13.4mm 序号 各测点水位（mm ） 流量 流量（升/秒） 1 2 3 4 5 6 体积（升） 时间（秒） 1 541.9 526.0 529.5 527.8 516.5 474.0 1.05 16.09 0.0653 2 529.6 510.0 515.7 513.0 498.0 444.5 1.15 15.56 0.0739 3 505.5 482.0 489.4 486.6 464.0 389.3 1.15 12.90 0.0891 4 495.0 465.0 475.0 470.1 445.0 357.5 1.10 11.24 0.0979 5 484.4 452.0 462.0 458.1 427.8 331.2 1.20 11.80 0.1017 6 438.0 394.0 420.0 412.1 357.5 223.0 1.15 9.40 0.1223
纤维摩擦系数测定
实验十九辊轴式纤维摩擦系数测试 一、实验目的与要求 通过实验，熟悉Y151型纤维磨擦系数测定的结构，了解纤维磨擦系数测试的方法。 二、实验仪器与用具 Y151型纤维磨擦系数测定仪及附件（摩擦辊芯、预加张力夹、纤维成型板、铁夹子、金属梳片），镊子，塑料胶带，剪刀。 三、试样 化学纤维一种（涤纶、腈纶、锦纶、丙纶等）。 第2楼试验工发表于2005/04/03 14:13 四、实验方法与程序 （一）包制纤维辊 1.从试样中取出0.5g左右的纤维，用手扯法整理成一端平齐，纤维顺直的纤维束（见图19—1）（注意：在整理纤维过程中，手必须洗干净，而且只能握持纤维的两端不要接触纤维束的中段）。然后用手夹持纤维束的一端，用金属梳片梳理另一端，去掉纤维束中的纤维结和乱纤维，梳理完一端再倒过来梳理另一端。此时纤维片宽度约3cm,厚度约在0.5mm左右. 第3楼试验工发表于2005/04/03 14:14 图19—1 整理纤维 2.将纤维用镊子夹到纤维成型板上,并使纤维片一端超出成型板上端边缘2~3cm,将此超出部分折入成型板的下侧,用铁夹子夹住,如图19—2所示。 第4楼试验工发表于2005/04/03 14:14 图19—2 夹在成型板上 3.将成型板上的纤维片以金属梳片梳理整齐后，以塑料胶带沿成型板前端（不夹夹子一端）将纤维片粘住，粘的时候须注意，应以胶带的一半左右宽度粘住纤维，另一半宽度（3mm 左右)留着，胶带长度也应比纤维片宽度长，两端各留出5mm左右，粘在试验台上。如图19—3所示。 第5楼试验工发表于2005/04/03 14:14 图19—3 粘在胶带上 4．去掉夹子，抽出成型板，将弯曲的纤维剪掉，使留下的纤维长度在3cm左右。揭起粘在试验台上的塑料胶带右端，将其粘在金属辊芯顶端，旋转辊芯，以塑料带粘住的纤维片就卷绕在辊芯表面，如图19—4所示。卷绕时，应使用权纤维束的一端（粘住的一端）与金属辊子关端平齐。卷好后，将露出在辊芯头端外面的胶带折入端孔，以顶端螺丝的垫圈固定，再
摩擦系数和局部阻力系数的测定详解
汕头大学实验报告 学院:工学院系:机电系年级: 14机电姓名:莫智斌学号:2014124066 组:￥ 实验四、摩擦系数和局部阻力系数的测定 实验小组成员：#####费玉洁，薛栋栋等五人计算：## 莫智斌校核：# 实验时间2016 年5 月5 日晚上8 时 一、实验目的和要求 摩擦系数和局部阻力系数是管道系统设计中用以计算能量损耗的重要参数，它的数值大小，遵循着一定的规律，实验的目的是通过测定，了解和掌握这些系数的规律。 二、主要仪器设备 伯努利实验仪 设备流程图
三、实验步骤 1．泵启动：首先对水箱进行灌水，然后关闭出口阀，打开总电源和仪表开 关，启动水泵，待电机转动平稳后，注意观察水箱水位是否稳定。 2. 静水压强：在水箱水位稳定、管路出口阀关闭的情况下，记录零流速水 位于表4。 3．流量调节：开启管路出口阀，调节流量，让流量从1 到3m3/h 范围内变 化。每次改变流量，待流动达到稳定后，在表4 记下对应测点的压差值。 4．实验结束：关闭出口阀，关闭水泵和仪表电源，清理装置。 四、实验数据记录 表4 阻力测定记录表格 实验日期：实验者莫智斌等六人设备号：ZB-3 型第2 号 1、2 号测头距离0.25 米；3、4号测头距离0.5米； 规格：大管内径：21.2mm， 水温：24.5 C ，零流速水位：582.1mm ，左小管内径12.9mm ，右小管内径： 13.4mm 序号各测头水位（mm）流量流量 l/s 1 2 3 4 5 6 体积/ml 时间/s 零流速58 58 2.5 582 .5 582 .5 581.5 581. 5 # # # 1 57 8.5 57 4.5 575 574 .5 573 566 1640 70 0.234
局部阻力损失实验分析报告
局部阻力损失实验报告
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局部阻力损失实验 前言： 工农业生产的迅速发展, 使石油管路、给排水管路、机械液压管路等, 得到了越来越广泛的应用。为了使管路的设计比较合理, 能满足生产实际的要求, 管路设计参数的确定显得更为重要。管路在工作过程中存在沿程损失和局部阻力损失，合理确定阻力系数是使设计达到实际应用要求的关键。但是由于扩张、收缩段的流动十分复杂，根据伯努利方程和动量方程推导出的理论值往往与具体的管道情况有所偏差，一般需要实验测定的局部水头损失进行修正或者得出经验公式用于工业设计。 在管路中, 经常会出现弯头, 阀门, 管道截面突然扩大, 管道截面突然缩小等流动有急剧变化的管段, 由于这些管段的存在, 会使水流的边界发生急剧变化, 水流中各点的流速, 压强都要改变, 有时会引起回流, 旋涡等, 从而造成水流机械能的损失。例如，流体从小直径的管道流往大直径的管道, 由于流体有惯性, 它不可能按照管道的形状突然扩大, 而是离开小直径的管道后逐渐地扩大。因此便在管壁拐角与主流束之间形成漩涡, 漩涡靠主流束带动着旋转, 主流束把能量传递给漩涡、漩涡又把得到的能量消耗在旋转中( 变成热而消散) 。此外, 由于管道截面忽然变化所产生的流体冲击、碰撞等都会带来流体机械能的损失。 摘要： 本实验利用三点法测量扩张段的局部阻力系数，用四点法量测量收缩段的局部阻力系数，然后与圆管突扩局部阻力系数的包达公式和突缩局部阻力系数的经验公式中的经验值进行对比分析，从而掌握用理论分析法和经验法建立函数式的技能。进而加深对局部阻力损失的理解。 三、实验原理 写出局部阻力前后两断面的能量方程，根据推导条件，扣除沿程水头损失可得： 1．突然扩大 采用三点法计算，下式中12 f h -由 23 f h -按流长比例换算得出。 实测 2 2 1 12 21212[()][()]22je f p p h Z Z h g g αυαυγ γ -=+ + -+ + + 2 1/2e je h g αυζ= 理论 212 (1)e A A ζ'=- 2 , 12je e h g αυζ'=