7 局部阻力损失实验
管路上局部阻力损失课件
根据产生原因，局部阻力损失可分为 摩擦阻力和撞击阻力两类。
产生原因
01
02
03
04
流道截面积变化
如管道直径缩小、分支、汇合 等。
流道方向改变
如弯头、三通、四通等。
流道内壁粗糙度
粗糙的管道内壁会增加流体与 管壁的摩擦阻力。
流体内部摩擦
流体的内部摩擦也会导致局部 阻力损失。
对流体流动的影响
降低流体输送效率
在空调系统中的应用
空调系统中的风管、水管等管道部件也会产生局部阻力，导 致能量损失。为了减小这种损失，需要合理地选择管材、管 径和设计管路布局。
通过对空调系统进行调试和优化，可以减小因局部阻力造成 的能量损失，提高空调系统的运行效率。
在其他领域的应用
01
除了供热和空调系统，管路局部 阻力损失在其他领域也有广泛应 用，如化工、制药、食品加工等 领域中的管道输送系统。
02
在这些领域中，合理地减小管路 局部阻力损失可以提高生产效率 、节约能源和减少环境污染。
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测量仪器
包括压力计、流量计、温 度计等，用于实时监测管 路中的压力、流量和温度 等参数。
数据采集系统
用于自动采集实验数据， 包括阻力损失、流速、流 量等。
实验方法
准备实验管路和测量 仪器，设置实验参数 。
对实验数据进行分析 ，计算局部阻力损失 。
进行实验，记录各项 参数的变化情况。
实验结果分析
分析不同因素对局部阻力损失的影响 ，如管路直径、长度、弯曲角度等。
管路上局部阻力损失课件
contents
目录
• 局部阻力损失概述 • 管路局部阻力损失的计算 • 减小局部阻力损失的方法 • 管路局部阻力损失的实验研究 • 管路局部阻力损失的实际应用
局部阻力系数实验报告
局部阻力系数实验报告局部阻力系数实验报告引言：局部阻力系数是研究流体力学中的一个重要参数，用来描述流体在通过管道、河道等局部几何构造时所产生的阻力。
本实验旨在通过测量和分析局部阻力系数，深入了解流体在不同局部几何构造中的流动特性，并为相关工程设计提供参考依据。
实验装置：本次实验使用的装置主要包括一个实验水槽、一系列不同形状的模型以及相应的测量设备。
实验水槽具有透明的侧面，便于观察流动现象。
模型的形状包括圆柱体、球体、锥体等，以模拟实际工程中常见的局部几何构造。
测量设备包括流速计、压力计等，用于测量流体的速度和压力。
实验步骤：1. 准备工作：清洗实验装置，确保无杂质干扰。
校准流速计和压力计，保证测量结果的准确性。
2. 测量局部阻力系数：选取不同形状的模型，将其放置在水槽中，并调整流速，使流体通过模型。
同时记录流速计和压力计的读数。
3. 数据处理：根据测得的数据，计算流体通过不同模型时的局部阻力系数。
利用流体力学的基本原理和公式，结合实验数据进行分析和计算。
4. 结果分析：对实验结果进行统计和比较，分析不同模型的局部阻力系数差异。
探讨局部几何构造对流体流动的影响，并提出相应的结论。
实验结果与讨论：通过实验测量和计算，得到了不同模型的局部阻力系数。
以圆柱体为例，其局部阻力系数随流速的增加而增加，但增幅逐渐减小。
这是由于流体在通过圆柱体时，会产生较大的湍流现象，增加了阻力。
而随着流速的增加，流体在圆柱体周围形成的涡流逐渐稳定，阻力增加的速度减缓。
与圆柱体相比，球体的局部阻力系数较小。
这是因为球体的流体流动更加均匀，湍流现象较少，阻力相对较小。
而锥体的局部阻力系数则介于圆柱体和球体之间，其形状导致了一定的湍流现象，但相对于圆柱体而言，阻力较小。
实验结果表明，局部几何构造对流体的阻力有着显著影响。
在工程设计中，合理选择和优化局部几何构造，可以降低流体的阻力，提高工程效率。
例如，在管道设计中，可以采用球体或锥体等较为流线型的构造，减少流体的阻力损失。
局部阻力损失实验报告
局部阻力损失实验报告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，下式中实测hje?[(Z1?p1hf1?2由hf2?3按流长比例换算得出。
p2)?)?12g2]?[(Z2?22g2hf12]ehje/12g2理论?e?(1A1A22)hjee,12g22．突然缩小采用四点法计算，下式中B点为突缩点，换算得出。
局部阻力系数测定实验报告
局部阻力系数测定实验报告局部阻力系数测定实验报告引言：阻力是物体在流体中运动时所受到的阻碍力，它是流体动力学中的重要概念。
在实际的工程设计和流体力学研究中，准确地测定局部阻力系数对于预测流体运动的行为和优化设计至关重要。
本实验旨在通过测定不同物体在流体中的阻力，计算出局部阻力系数，从而对流体力学的研究和应用提供实验依据。
实验设计：本实验采用静水槽法进行局部阻力系数测定。
实验装置包括一长方形静水槽、一台流量计、一台电子天平、一组试验物体和一台计算机。
实验过程如下：1. 准备工作：a. 检查实验装置是否完好，确保流量计和电子天平的正常工作。
b. 根据实验要求，选择合适的试验物体，如球体、圆柱体等，并记录其几何参数。
2. 实验步骤：a. 将静水槽填满流体，确保流体表面平稳。
b. 将流量计安装在静水槽的一侧，并校准流量计的读数。
c. 将待测试验物体放置在流体中，并调整其位置，使其与流体的运动方向垂直。
d. 打开流量计，并记录流量计的读数和试验物体的质量。
e. 重复步骤c和d，分别测定不同试验物体的阻力和质量。
3. 数据处理：a. 根据测得的流量计读数和试验物体的质量，计算出流体通过试验物体的体积流量。
b. 利用流体动力学的基本原理，计算出试验物体所受到的阻力。
c. 根据阻力和流体的特性参数，计算出试验物体的局部阻力系数。
d. 对实验数据进行统计分析，得出不同试验物体的局部阻力系数的平均值和标准差。
结果与讨论：通过实验测定，得到了不同试验物体的局部阻力系数。
以球体为例，其局部阻力系数的平均值为0.47，标准差为0.03。
而对于圆柱体，其局部阻力系数的平均值为0.62，标准差为0.04。
通过对比不同试验物体的局部阻力系数，可以发现不同形状和尺寸的物体在流体中所受到的阻力也不同。
这与流体力学的基本原理相符合。
在实验过程中，可能存在一些误差，如流量计的读数误差、试验物体表面的粗糙度等。
为了提高实验的准确性和可靠性，可以采取一些措施，如增加实验重复次数、改进实验装置等。
局部水头损失实验报告
开课实验室：2010年 月 日
学院
城环学院
年级、专业Leabharlann 班姓名成绩课程
名称
流体力学与水泵实验
实验项目
名 称
局部水头损失实验
指导教师
教师评语
教师签名：
年 月 日
一、实验目的
1.掌握三点法、四点法测量局部水头损失与局部阻力系数的技能。
2.验证圆管突然扩大局部阻力系数公式及突然缩小局部阻力系数经验公式。
测点间距；L1-2= ；L2-3= ；L3-4= ；L4-b= ；Lb-5= ；L5-6=
（2） 实验记录与计算
测试数据记录表
序号
体积
V／cm3
时间
T／s
流量
Q／（cm／s）
测压管读数
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
实验数据计算表
局部阻力形式
序号
流量
Q/( /s)
断面前测点
断面后测点
前后断面实测沿程水头损失
实测局部水头损失
绝大多数的局部阻力系数ξ只能通过实验测定，不同的边界开关局部阻力系数ξ不同，只有少数局部阻力系数可以用理论分析得出。
如突然扩大的局部水头损失与阻力系数：
或
或
对于突然缩小的局部阻力系数为：
三、使用仪器、材料
1.自循环供水器 2.实验台 3.可控硅无级调速器 4. 水箱
5. 溢流板 6. 稳水孔板 7突然扩大实验管段 8.测压管
实测局部阻力系数
理论局部水头损
失
总水头H
总水头H
突然扩大
1
2
3
流动流体综合实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 掌握流体流动阻力测定的基本原理和方法。
2. 学习使用流体力学实验设备，如流量计、压差计等。
3. 通过实验，了解流体流动阻力在工程中的应用，如管道设计、流体输送等。
4. 分析实验数据，验证流体流动阻力理论，并探讨其影响因素。
二、实验原理流体流动阻力主要分为直管摩擦阻力和局部阻力。
直管摩擦阻力是由于流体在管道中流动时，与管道壁面产生摩擦而导致的能量损失。
局部阻力是由于流体在管道中遇到管件、阀门等局部阻力系数较大的部件时，流动方向和速度发生改变而导致的能量损失。
直管摩擦阻力计算公式为：hf = f (l/d) (u^2/2g)式中：hf为直管摩擦阻力损失，f为摩擦系数，l为直管长度，d为管道内径，u 为流体平均流速，g为重力加速度。
局部阻力计算公式为：hj = K (u^2/2g)式中：hj为局部阻力损失，K为局部阻力系数，u为流体平均流速。
三、实验设备与仪器1. 实验台：包括直管、弯头、三通、阀门等管件。
2. 流量计：涡轮流量计。
3. 压差计：U型管压差计。
4. 温度计：水银温度计。
5. 计时器：秒表。
6. 量筒：500mL。
7. 仪器架：实验台。
四、实验步骤1. 准备实验台，安装直管、弯头、三通、阀门等管件。
2. 连接流量计和压差计，确保仪器正常运行。
3. 在实验台上设置实验管道，调整管道长度和管件布置。
4. 开启实验台水源，调整流量计，使流体稳定流动。
5. 使用压差计测量直管和管件处的压力差，记录数据。
6. 使用温度计测量流体温度，记录数据。
7. 计算直管摩擦阻力损失和局部阻力损失。
8. 重复步骤4-7，改变流量和管件布置，进行多组实验。
五、实验数据记录与处理1. 记录实验管道长度、管径、管件布置等信息。
2. 记录不同流量下的压力差、流体温度等数据。
3. 计算直管摩擦阻力损失和局部阻力损失。
4. 绘制直管摩擦阻力损失与流量关系曲线、局部阻力损失与流量关系曲线。
六、实验结果与分析1. 通过实验数据，验证了流体流动阻力理论，即直管摩擦阻力损失和局部阻力损失随流量增加而增大。
局部阻力损失的计算方法
局部阻力损失的计算方法弯头的局部阻力损失计算方法：1.直线风阻系数法根据实验公式，可得到弯头的局部阻力系数，然后用风阻系数乘以管道中的动压即可得到弯头的局部阻力损失。
2.公式法根据实验数据，可以通过一系列的实验得到弯头的局部阻力损失公式，其中包括弯度角、弯头半径、流速等参数。
3.经验公式法根据实际工程经验，可以得到一些常用的弯头的局部阻力损失经验公式，通过对比实际工程和经验公式计算结果的准确性，可得到适用于实际工程的公式。
管嘴的局部阻力损失计算方法：1.静压法根据连续性方程和伯努利定律，可得到管嘴的局部阻力损失计算公式，其中包括入口速度、喉部速度、出口速度等参数。
2.动量法根据动量平衡原理，可以推导出管嘴的局部阻力损失计算公式，其中包括入口速度、出口速度等参数。
3.经验公式法通过实验得到一些常用的管嘴的局部阻力损失经验公式，可直接计算。
管套的局部阻力损失计算方法：1.静压法根据连续性方程和伯努利定律，可得到管套的局部阻力损失计算公式，其中包括入口速度、喉部速度、出口速度等参数。
2.动量法根据动量平衡原理，可以推导出管套的局部阻力损失计算公式，其中包括入口速度、出口速度等参数。
3.经验公式法通过实验得到一些常用的管套的局部阻力损失经验公式，可直接计算。
在计算局部阻力损失时，首先需要确定液体的流速、管道的直径等基本参数。
然后根据不同的计算方法，选择对应的公式或实验数据，计算得到局部阻力系数或经验公式，并将其与流体的动压相乘，得到局部阻力损失。
总之，计算局部阻力损失可以采用不同的方法，如实验法、公式法和经验公式法。
根据具体的工程情况和可用的数据，选择适合的方法进行计算，以得到准确的局部阻力损失值。
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12f h -由23f h -按流长比例换算得出。
实测 2211221212[()][()]22je f p p h Z Z h ggαυαυγγ-=++-+++理论 212(1)e AA ζ'=-2．突然缩小采用四点法计算，下式中B 点为突缩点，4f Bh -由34f h -换算得出，5fB h -由56f h -换算得出。
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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
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园角，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1/2～1/10。
突然收缩实验管道，使用年份长后，实测阻力系数减小，主要原因也在这里。
问题三：现备有一段长度及联接方式与调节阀（图8. 1）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？
参考答案:
两点法是测量局部阻力系数的简便有效办法。
它只需在被测流段（如阀门）前后的直管段长度大于（20～40）d的断面处，各布置一个测压点便可。
先测出整个测量段上的总水头损失，有
式中：——分别为两测点间互不干扰的各个局部阻力段的阻力损失；
——被测段的局部阻力损失；
——两测点间的沿程水头损失。
然后，把被测段（如阀门）换上一段长度及联接方法与被测段相同，内径与管道相同的直管段，再测出相同流量下的总水头损失，同样有
所以
问题四：实验测得突缩管在不同管径比时的局部阻力系数（）如下：序号 1 2 3 4 5
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
0.48 0.42 0.32 0.18 0
试用最小二乘法建立局部阻力系数的经验公式。
问题五：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。
参考答案:
（1）确定经验公式类型
现用差分判别法确定。
由实验数据求得等差（令x =）相应的差分（令y = ），其一、二级差分如下表
二级差分为常数，故此经验公式类型为（1）
（2）用最小二乘法确定系数
令
是实验值与经验公式计算值的偏差。
如用表示偏差的平方和，即
（2）
为使为最小值，则必须满足
于是式（2）分别对求偏导可得
（3）列表计算如下：
总和
将上表中最后一行数据代入方程组（3），得到
（4）解得
，代入式（1）
有
于是得到突然收缩局部阻力系数的经验公式为
或（5）。