流体力学实验沿程水头损失实验
《工程流体力学》实验指导书剖析
《工程流体力学》实验指导书适用专业：机械电子工程上海电机学院2014年9月目录实验一雷诺实验 (1)实验二局部水头损失实验 (5)实验三沿程水头损失实验 (10)实验一雷诺实验一、实验目的和要求1. 观察层流、湍流的流态及其转换过程；2. 测定临界雷诺数，掌握园管流态判别准则；3. 学习应用量纲分析法进行实验研究的方法，确定非圆管流的流态判别准数。
二、实验装置1．实验装置简图实验装置及各部分名称如图1所示。
图1 雷诺实验装置图1. 自循环供水器2. 实验台3. 可控硅无级调速器4. 恒压水箱5. 有色水水管6. 稳水孔板7. 溢流板8. 实验管道9. 实验流量调节阀10. 稳压筒11.传感器12. 智能化数显流量仪2. 装置说明与操作方法供水流量由无级调速器调控，使恒压水箱4始终保持微溢流的程度，以提高进口前水体稳定度。
本恒压水箱设有多道稳水隔板，可使稳水时间缩短到3~5分钟。
有色水经有色水水管5注入实验管道8，可据有色水散开与否判别流态。
为防止自循环水污染，有色指示水采用自行消色的专用色水。
实验流量由调节阀9调节。
流量由智能化数显流量仪测量，使用时须先排气调零，所显示为一级精度瞬时流量值。
水温由数显温度计测量显示。
三、 实验原理1883年, 雷诺(Osborne Reynolds)采用类似于图1所示的实验装置，观察到液流中存在着层流和湍流两种流态：流速较小时，水流有条不紊地呈层状有序的直线运动，流层间没有质点混掺，这种流态称为层流；当流速增大时，流体质点作杂乱无章的无序的直线运动，流层间质点混掺，这种流态称为湍流。
雷诺实验还发现存在着湍流转变为层流的临界流速c v ，c v 与流体的粘性ν、园管的直径d 有关。
若要判别流态，就要确定各种情况下的c v 值，需要对这些相关因素的不同量值作出排列组合再分别进行实验研究，工作量巨大。
雷诺实验的贡献不仅在于发现了两种流态，还在于运用量纲分析的原理，得出了量纲为一的判据——雷诺数Re ，使问题得以简化。
沿程水头损失实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除沿程水头损失实验报告篇一：沿程水头损失实验沿程水头损失实验一、实验目的要求1、加深了解圆管层流和紊流的沿程水头损失随平均流速变化的规律，绘制lghf~lgv曲线；2、掌握管道沿程阻力系数的量测技术和应用气—水压差计及电测仪测量压差的方法；3、将测得的Re~?关系值与莫迪图对比，分析其合理性，进一步提高实验成果分析能力。
二、实验装置本实验的装置如图7.1所示图7.1自循环沿程水头损失实验装置图1．自循环高压恒定全自动供水器；2．实验台；3．回水管；4．水压差计；6．实验管道；7．水银压差计；8．滑支测量尺；9．测压点；10．实验流量调节阀；11．供水管与供水阀；12．旁通管与旁通阀；13．稳压筒。
根据压差测法不同，有两种方式测压差：1、低压差时用水压差计量测；2、高压差时用电子量测仪（简称电测仪）量测(但本仪器暂时不能测定高压)。
本实验装置配备有：1、自动水泵与稳压器自循环高压恒定全自动供水器由离心泵、自动压力开关、气—水压力罐式稳压器等组成。
压力超高时能自动停机，过低时能自动开机。
为避免因水泵直接向实验管道供水而造成的压力波动等影响，离心泵的输水是先进入稳压器的压力罐，经稳压后再送向实验管道。
24图7.21.压力传感器；2.排气旋钮；3.连接管；4.主机2、旁通管与旁通阀由于本实验装置所采用水泵的特性，在供小流量时有可能时开时停，从而造成供水压力的较大波动，为了避免这种情况出现，供水器设有与蓄水箱直通的旁通管（图中未标出）。
通过分流可使水泵持续稳定运行。
旁通管中设有调节分流量至蓄水箱的阀门，即旁通阀，实验流量随旁通阀开度减小（分流量减小）而增大。
实际上旁通阀又是本装置用以调节流量的重要阀门之一。
3、稳压筒为了简化排气，并防止实验中再进气，在传感器前连接由2只充水（不满顶）之密封立筒构成。
4、电测仪由压力传感器和主机两部分组成，经由连通管将其接入测点（图7.2），压差读数（以厘米水柱为单位）通过主机显示。
流体力学实验-沿程水头损失实验
(三）沿程水头损失实验一、实验目的要求：1、掌握管道沿程阻力系数的测量技术和应用气—水压差计及水—水银多管压差计测量压差的方法；2、加深了解圆管层流和湍流的沿程损失随平均流速变化的规律；R曲线与莫迪图对比，分析其合理性，进一步提高实验结果分析能力。
3、将测得的λ～e二、实验装置：Array自循环沿程水头损失实验装置图本实验装置如图8.1所示，图中：1.自循环高压恒定全自动供水器；2.实验台；3.可控硅无级调速器；4.水压差计；5.测压计6. 实验管道；7.水银压差计；8.滑动测量尺；9. 测压点； 10. 实验流量调节阀门； 11.供水管与供水阀； 12.分流管与分流阀。
hh三、实验原理：由Darcy-Weisbach 公式g d l h f 22νλ= 得沿程损失系数222Q h Kl dgh f f ==νλ其中：l gd K 852π=四、实验方法与步骤：1、搞清各组成部件的名称、作用及工作原理。
检查蓄水箱水位并记录有关实验常数。
2、供水装置有自动启闭功能，接上电源以后，打开阀门，水泵能自动开机供水，关掉阀门， 水泵会随之断电停机。
若水泵连续运转，则供水压力恒定，但在供水流量很小时（如层流实验）,水泵会时转时停，供水压力波动很大。
旁通阀门12的作用是为了小流量是用分流来增加水泵的出水量，以避免时转时停造成的压力波动现象。
3、排气：按下列程序进行[对水压差计] 开启分流阀12 / 松开止水夹 / 开启供水阀11 / 启闭流量调节阀10若干次 / 关闭阀11 / 开启阀10 / 旋开旋塞F1 /（待水压差计中水位降至近零高程）再拧紧F1 / 开启阀10和11。
[对调压筒充水排气] 当筒中水位过低（接近进口高程时）,开启供水阀11 / 关闭调节阀10 / 斜置调压筒，自动充水至2/3以上筒高 / 启闭阀10若干次，直至气泡排尽为止。
4、不允许水压计上的止水夹没有夹紧时，用水银差压计进行大流量实验，否则会使"U"型测压管内的气体流入连通管里，而且测压点上的水静压能有部分转换成流速动能，造成实测水银压差严重失真。
流体力学实验-沿程水头损失实验
流体力学实验-沿程水头损失实验沿程水头损失实验是一种常用的流体力学实验方法。
本实验旨在通过测量不同流量下导管内水头的变化，探究水流在管道中的特性，并计算出沿程水头损失的大小。
实验过程中，需要使用一定量的设备和仪器，并依照操作规程严格进行。
一、实验原理在流体运动的过程中，由于各种因素的影响，水流到达管道出口时就会形成一定的水头损失。
这种损失会导致水的动能和势能的减少。
导致水头损失的因素很多，例如摩擦力、弯头和阀门等等。
沿程水头损失是影响管道流量的重要因素之一。
通过实验测量可以发现，当液体在管中流动时，由于各种因素的作用，流速呈现先逐渐增大，后逐渐减小的趋势。
在这个过程中，水头随着流速的变化而发生变化。
沿程水头损失实验能够检测和量化这种损失，帮助我们更好地理解流体在管道内的运动规律。
二、实验所需设备和仪器（1）液体水箱：用于储备待测液体；（2）毒品测量器（由简单涡街流量计构成）：测量深度流速；（3）压力计：测量流体在管道中的压力；（4）导管：作为流体运动的通道；（5）阀门：控制导管内流体的流量；（6）流速表：快速计算流速。
三、实验操作流程1. 准备实验设备和仪器，将液体水箱放在实验桌上，管道立管和直管网络由导管、液压复位气缸和阀门等组成，将导管挂在垂直的脚手架上，管径不小于50mm2. 开启导管上部的阀门，逐渐调整下部阀门大小，将待检液体注入导管中，在该示教器试验过程中，我们用的是清水。
3. 将导管上、下部的阀门均调节到合适位置，以确保在导管内的液体水头的压力和流速稳定，然后测量液体水头的压力，记录数据。
4. 依次打开各阀门，逐渐调整流量，测量不同流量情况下的水头压力，记录数据。
5. 计算不同流量下导管内水头损失的大小。
四、实验注意事项1. 操作前需要进行充分的安全措施，确保实验过程安全。
2. 实验过程中应当注意，避免液体溅出，尤其是在调节水流时。
3. 在测量时应当减少干扰，尽可能保证测量数据的精确性。
水力学 沿程水头损失演示实验
水力学 流体力学
课程教学实验指示书
沿程水头损失量测实验
原理简介
z 对于通过直径不变的圆管的恒定水流，沿程水头损失为：
hf
= (z1 +
p1 ρg
)
−
(
z
2
+
p2 ) = Δh ， ρg
即上下游量测断面的比压计读数差。沿程水头损失也常表达为：
hf
=λ
l d
v2 2g
，
的变化规律。
3. 根据紊流粗糙区的实验结果，计算实验管壁的粗糙系数n值及管壁当量粗糙ks值，并与莫
迪图比较。
实验步骤
1. 预习实验指示书，认真阅读实验目的要求、实验原理和注意事项。 2. 查阅用测压管量测压强和用体积法或三角堰法量测流量的原理和步骤。
沿程-2
3. 开启上下游阀门排气，检查下游阀门全关时，各个测压管水面是否处于同一水平面上。 如不平，则需排气调平。
z 粗糙系数 n 可按下列公式进行计算：
n=
λ
1
R6
，
8g
式中 R 为管道的水力半径，圆管的水力半径 R = d/4，该式适用于紊流粗糙区。
实验设备
本实验分别在直径不同的玻璃管、细铜管、粗铜管、粗铁管和人工加糙管中进行。由于 不同管道中流量和水头损失的数值差别很大，故采用不同的量测方法。各组可按照所选管道， 采用相应的设备及量测仪器。
注意事项
1. 实验时一定要待水流恒定后，才能量测数据。 2. 两个以上同学参加量测实验，读测压管高程、掌握阀门、测量流量的同学要相互配合。 3. 注意爱护秒表等仪器设备。 4. 实验结束后，将上游阀门关闭。
附：直角形三角薄壁堰流量公式
流体力学及气体动力学综合实验报告册(二)
流体力学及气体动力学综合实验实验报告册（二）班级姓名学号成绩西北工业大学动力与能源学院2015年11月实验三沿程损失实验一、实验目的1、验证沿程水头损失与平均流速的关系。
2、掌握管道沿程阻力系数λ的测量方法。
二、实验设备实验设备为沿程损失实验装置，其主要由恒压水箱、进水阀、出水阀、测压计、接水盒以及自循环供水箱等部件组成，如图3-1所示。
接水盒图3-1 沿程损失实验原理图三、实验原理四、实验方法与步骤1． 确定出水阀完全开启，进水阀半开启。
启动水泵，排出实验管道、测压计中的气泡。
2． 逐渐开启进水阀，稳定2~3分钟，观测各个测压计中液面液高，并用体积法或称重法测定流量。
每次测量流量的时间应大于10秒。
3． 调整流量，继续测量，直至进水阀全开。
4． 如此测量10次以上，其中层流流动时测量3~5次。
5． 每次实验均要测量温度。
6． 实验完毕，先关闭进水阀，然后关闭出水阀，并切断电源，整理实验现场。
五、实验成果及要求实验台号No1.记录计算有关常数：管径d = cm ，管长l = cm ， 水温t = ℃，水的密度3______/kg m ρ=。
运动粘度621.7751010.03370.000221t t υ-⨯==++2/m s2．实验数据记录与计算六、实验分析与讨论:1.什么是沿程损失，影响沿程损失的因素有哪些？2.沿程损失系数 与雷诺数Re之间有什么关系，请采用经验公式验证所计算得到的沿程损失系数。
实验四局部损失实验一、实验目的1、掌握管路中测定局部阻力系数的方法。
2、通过对圆管突扩局部阻力系数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了解。
二、实验装置实验设备为局部损失实验装置，其主要由恒压水箱、出水阀、测压计、接水盒以及自循环供水箱等部件组成，如图4-1所示。
实验管道具有突扩与突缩段，在突扩与突缩段前后设置有测压计，用来测量突扩与突缩所造成的压力损失。
流体力学实验指导
中山大学工学院
2009年5月
实验注意事项
请同学们实验前首先完成预习报告。预习报告内容包括以下几个内容：
1.实验目的；
2.实验原理；
3.实验方法与步骤；
4.准备好实验数据处理表格。
做完实验后，将实验数据记录在预习报告设计好的表格内。然后进行误差分析、数据处理、绘制曲线。
5.将本指导书每个实验后的思考题以及实验小结完成，和预习报告一起构成完整的一份实验报告上交。
3．测定下临界雷诺数。
(1)将调节阀打开，使管中呈完全紊流，再逐步关小调节阀使流量减小。当流量调节到使颜色水在全管刚呈现出一稳定直线时，即为下临界状态；
(2)待管中出现临界状态时，用体积法测定流量；
(3)根据所测流量计算下临界雷诺数，并与公认值（2300）比较，偏离过大，需重测；
(4)重新打开调节阀，使其形成完全紊流，按照上述步骤重复测量不少于三次；
☆4．实际工程中钢管中的流动，大多为光滑紊流或紊流过渡区，而水电站泄洪洞的流动，大多为紊流阻力平方区，其原因何在？
5．管道的当量粗糙度如何测得？
☆6．本次实验结果与莫迪图吻合与否？试分析其原因。
*附录莫迪图的曲线近似表达式：
层流：
湍流： 其中e为绝对粗糙度，D为管径。当e/D=0即为光滑圆管数据。
1．图纸绘图纸可用普通厘米纸或对数纸，面积不小于12×12cm；
1.检查测压管管内空气是否排尽。
2.实验装置通水排气后，即可进行实验测量。在进水阀、出水阀全开的前提下，逐次减小出水阀开度，若有水从测压管中溢出，则适当减小进水阀开度，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；测流时间不小于8~10秒；测流量的同时，需测记水压差、温度计（温度表应挂在水箱中）等读数：
《工程流体力学》沿程水头损失与平均流速的关系实验
《工程流体力学》沿程水头损失与平均流速的关系实验
【实验目的】
验证沿程水头损失与平均流速的关系。
【实验装置】
在流体力学综合实验台中，本实验涉及的部分有沿程水头损失实验管、阀门、上水阀、出水阀，水泵和计量水箱等，时间及温度可由显示面板直接读出。
【实验原理】
对沿程阻力两测点的断面列伯努利方程
w
h g u a pg P Z g u a pg P Z +++=++2//2//2
2
11112222
因实验管段水平，且为均匀流动：f w h h u u d d Z Z ====∴;;;212121
得：h pg P pg P h f ∆=-=//21，本式中： w h 为测压管水头差即为沿程水头损失。
由此式求得沿程水头损失，同时根据实测流量计算平均流速u ，将所得w h ，u 数据点绘在对数坐标纸上，就可确定沿程水头损失与流速的关系。
【实验内容】
测定沿程水头损失h ∆及其对应平均流速，绘制lghf-lgu 关系曲线。
【实验步骤】
（1）开启调节阀门，读出测压计水面差； （2）用体积法测量流量，并计算出平均流速；
（3）将实验的w h 与计算得出的u 值标入对数坐标纸内，绘出lghf-lgu 关系曲线； （4）调节阀门逐次由大到小，共测定8次；
【实验数据记录】
仪器常数：d= cm, A= cm2 L= m, t= ℃
表 3-1 沿程水头损失及平均流速记录表。
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流体力学实验沿程水头损失实验
1、实验背景
流体力学实验沿程水头损失实验，是检测管道内沿程水头损失的一种实验。
水头损失
是指在流体穿越管道时，因管道内部阻力的影响而导致的水头的损失，有时也被称作“压降”、“水柱损失”或“支路损失”。
2、实验简介
流体力学实验沿程水头损失实验，以水为试介质研究水力学系统中管段内部沿程水头
损失情况。
实验中，试介质以恒定流量从原始口流进管段，然后在管段的各个流量节点处（一般为管段的头、中、尾端）测量出口水头，以计算各流量节点的沿程水头损失力学量。
3、实验装置
实验装置由源池、管道段1、管道段2、准确流量计及水头测量箱组成。
在源池中放
入水，流量计控制入口水流量，管道段1将水从源池传输至水头测量箱，通过水头测量箱
测量出口水头，管道段2从水头测量箱传输至终端保持绝对空间关系；准确流量计用于控
制入口水流量，并以L/s作为单位。
4、实验方法
（1）连接实验装置：将源池、管道段1、管道段2、准确流量计及水头测量箱依正确
方法接连，并安排管道段1和管道段2在上下水头测量箱之间的水管分布形状为等距、均
匀曲线分布。
（2）进行实验：在管段中逐步增加流量，记录出口水头及入口流量，并计算管段沿
程水头损失量。
控制流量的步进及时间间隔，根据实验要求调节，实验中流量控制最好以
步进方式增加，以获得较大量程的测量结果。
（3）测量出口水头：采用水头测量箱测量出口水头，并及时记录出口水头，一般多
次测量后取平均值，以真实反映出口水头。
（4）数据处理：根据测量的结果，绘制出管段入口流量-出口水头的曲线，拟合该曲线，确定各流量点沿程水头损失量。
5、实验结果探讨
通过流体力学实验沿程水头损失实验可以获得管段内各流量点的沿程水头损失量，从
而更客观地分析管道水力特性，为更精确地计算水力系统水头和流量，以及实施管段针对
性设计提供支持。