局部阻力系数测定说明书
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Nod 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 ，221)1(A A e -='ξ= 0.21 ，)31(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gvh j 22ζ=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：2211⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=A A eζ突缩：⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=2115.0A A s ζ 则有()()212212115.0115.0A A A A A A K es-=--==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。
实验三 局部阻力系数的测定
实验三局部水头损失量测实验一、实验目的1．观察突扩管旋涡区测管水头线,以及其它各种边界突变情况下的测管水头变化情况，加深对局部水头损失的感性认识.2．掌握测定管道局部水头损失系数的方法,并将突扩管的实测值与理论值比较，将突缩管的实测值与经验值比较。
3．学习用测压管测量压强和用体积法测流量的实验技能。
二、实验原理有压管道恒定流遇到管道边界的局部突变→ 流动分离形成剪切层→ 剪切层流动不稳定，引起流动结构的重新调整，并产生旋涡→ 平均流动能量转化成脉动能量,造成不可逆的能量耗散（图1）.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损失在管道边界的突变处,每单位重量流体承担的这部分能量损失称为局部水头损失。
图1 流道的局部突变示意图根据能量方程，局部水头损失,这里我们认为因边界突变造成的能量损失全部产生在1—1，2-2两断面之间，不再考虑沿程损失。
上游断面1—1应取在由于边界的突变，水流结构开始发生变化的渐变流段中，下游2—2断面则取在水流结构调整刚好结束,重新形成渐变流段的地方。
总之，两断面应尽可能接近,又要保证局部水头损失全部产生在两断面之间。
经过测量两断面的测管水头差和流经管道的流量，进而推算两断面的速度水头差，就可测得局部水头损失。
局部水头损失系数是局部水头损失折合成速度水头的比例系数,即当上下游断面平均流速不同时，应明确它对应的是哪个速度水头？例如，对于突扩圆管就有和之分。
其它情况的局部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。
局部水头损失系数随流动的雷诺数而变,即(Re)f ζ=.但当雷诺数大到一定程度后， 值成为常数。
在工程中使用的表格或经验公式中列出的 就是指这个范围的数值。
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边界突变情况下的局部水头损失系数。
对于突扩圆管的情况，局部水头损失系数有理论结果,推导如下:流动经过突扩圆管的局部水头损失，取1—1，2—2两断面如图2， 这里要特别注意1-1断面取为突扩开始的断面，2-2断面则取在水流结构调整刚好结束，重新形成渐变流段的地方。
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。
实验7 局部阻力系数实验
实验七 局部阻力系数实验1实验目的和要求1.掌握测量局部阻力系数的方法；2.测量管道突然扩大、突然缩小时的局部阻力系数；3.了解影响局部阻力系数的因素2局部阻力系数实验的原理水流在流动过程中，由于水流边界条件或过水断面的改变，引起水流内部各质点的流速、压强也都发生变化，并且产生旋涡。
在这一过程中，水流质点间相对运动加强，水流内部摩擦阻力所作的功增加，水流在流动调整过程中消耗能量所损失的水头称为局部水头损失。
局部水头损失的一般表达式为gvh j 22ζ= （1）式中，j h 为局部水头损失；ζ为局部水头损失系数，即局部阻力系数，它是流动形态与边界形状的函数，即)(e R f 边界形状，=ζ，一般水流的雷诺数e R 足够大时，可以认为ζ系数不再随e R 而变化，可视作为一常数；v 为断面平均流速，一般用发生局部水头损失以后的断面平均流速，也有用损失断面前的平均流速，所以在计算或查表时要注意区分。
局部水头损失可以通过能量方程进行分析。
图1为一水流突然扩大的实验管段，在发v 1图1 局部水头损失分析简图j h =gv v p z p z 2)()(2222112211ααγγ-++-+（2）式中，)()(2211γγp z p z +-+为断面1-1和2-2的测压管水头差；v 1、v 2 分别为1-1断面和2-2断面的平均流速。
管道局部水头损失目前仅有断面突然扩大（图1）可利用动量方程，能量方程和连续方程进行理论分析，并可得出足够精确的结果，其它情况尚需通过实验方法测定局部阻力系数。
对于管道突然扩大，理论公式为gv v h j 2221）（-= （3）由连续方程A 1v 1=A 2v 2，解出v 1或v 2代入上式可分别得 g v A A h j 2122212）（-= ， 21211）（扩大-=A A ζ （4）或 gv A A h j 2121221）（-=， 22121）（扩大A A -=ζ （5）式中，A1、A2分别为断面1-1和2-2的过水断面面积；1扩大ζ、2扩大ζ叫做突然放大的局部阻力系数。
室内消火栓与孔板组合局部阻力系数的测定
室内消火栓与孔板组合局部阻力系数的测定室内消火栓与孔板组合局部阻力系数的测定文章摘要：1试验目的为了保证各层室内消火栓的出水量不超过规定的流量，以使水枪的反作用力不至于引起消防人员操作困难，按照有关室内消火栓系统设计规范的要求，在消火栓栓口的出水压力超过0。
5MPa的消火栓处应设置减压设施。
以往的减压孔板是设置在消火栓前的直管段上，近年来出现.."消火栓"局部"阻力"试验详细内容：1试验目的为了保证各层室内消火栓的出水量不超过规定的流量，以使水枪的反作用力不至于引起消防人员操作困难，按照有关室内消火栓系统设计规范的要求，在消火栓栓口的出水压力超过0.5MPa的消火栓处应设置减压设施。
目前主要的减压设施是采用减压孔板。
以往的减压孔板是设置在消火栓前的直管段上，近年来出现了一种新的孔板安装方式，即将孔板安装在与消火栓出水端相连接的固定接口内(见图1)。
这种安装方式已得到了消防主管部门的认可，并通过几年的工程实践证明是可行的。
这种安装方式较直管段上法兰夹孔板的安装方式有以下几个优点：第一、不必为孔板单独配置法兰及其它紧固件，安装十分简便；第二、在消火栓口可直接测量孔板的孔径，给工程验收和定期检测带来极大方便；第三、孔板不再长期浸泡于水中，减轻了水对孔板的锈蚀。
众所周知，现在使用的孔板水头损失计算公式是直管段上的孔板公式。
它是1984年规范组在众多的公式中经过反复计算和比较最终确定选用的，并没有做过专门的试验加以验证，多少显得根据不足。
另外，根据水力学的理论，两个局部阻力件的安装间距小于其局部阻力影响长度时，两件间将出现水流状态的相互影响。
其组合后的水头损失不再等于它们分别水头损失之和，一般是0.5～3倍的分水头损失之和。
因此不能简单地将消火栓与孔板组合局部阻力系数ξ取值为消火栓局部阻力系数ξ栓和孔板局部阻力系数ξ孔之和。
在消防给水系统中所用的减压孔板均为标准孔板，这种孔板单侧倒角，即孔口在水流进口方向是圆柱形，在水流出口方向是扩散圆锥形。
实验三局部阻力系数的测定
实验三局部阻力系数的测定
静态压力测试是测量局部阻力系数的一种有效方法。
本实验旨在通过静态压力测试的
方法，测定一些流体中的局部阻力系数。
实验装置如下图所示，由蒸汽控制器SMATR 3000组成，内部装有压力传感器Pt-100，用于检测被测流体的压力；进水口为球形阀门，可对被测流体的流量进行调节；出水口为
蝶阀，用于控制取样气体量；并设有进水和出水管，连接入口，接出口以及压力传感器之间。
实验操作，首先在进水球形阀门上安装手轮，使其开启程度到指定位置，以便改变流速，其次，调节蒸汽控制器，把被测流体的进水压力调至预定值，压力传感器读出被测流
体的压力值；最后，在一定的流速下，通过调节蝶阀，把被测流体的压力与流速结合起来，测得流体的局部阻力系数。
实验结果表明，当流速恒定时，随着被测流体的进水压力的增加，求出的局部阻力系
数也有所增加。
另外，在实验过程中，还要及时对入口管道中的垃圾进行清扫，以保证实
验测量的精确度。
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1411h 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2322h p p h w ∆=-=γ∴阀门的局部水头损失h 1应为：1212h h h ∆-∆=亦即 12222h h gv ∆-∆=ζ∴阀门的局部水头损失系数为：2122)2(vg 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：流量读数全开15cm 43 58.6 63.2 75.1 76.3 72.2 72.0 13cm 29.5 42.8 46.4 55.5 56.3 53.2 53.1 3010cm 18.6 71.8 74.1 80.2 80.6 78.5 78.58.5cm 13.2 51.3 53.1 57.4 57.8 56.8 56.9 60 4.5cm 2 87 87.5 88.6 88.7 88.4 89.13cm 14.2 53.5 53.7 54.1 54.2 54.1 54.2。
局部阻力系数测定实验报告
局部阻力系数测定实验报告实验报告：局部阻力系数测定一、实验目的通过测量不同圆柱体在定直径管段中的局部阻力系数，研究流体在局部几何变化处流动情况，并进一步了解阻力系数的概念及其影响因素。
二、实验原理1. 局部阻力系数的概念：在定直径管段中，将局部凸起或凹陷的柱体与平面平行柱体的阻力比值称为局部阻力系数。
2. 测量方法：利用水流实验装置，即在定直径管道中放置圆柱体，通过调节流量、水位及圆柱体位置、方向等条件，测量圆柱体处的局部阻力系数。
3. 实验装置：由水泵、水槽、进口流量计、出口压差计、定直径管段及圆柱体组成。
三、实验步骤1. 将水槽中的水抽入管道内，调节水泵及进口流量计，控制入口水流量。
2. 分别选用不同圆柱体，放置在定直径管段中，并调节固定夹具，保持圆柱体位置、方向等条件一致。
3. 调节流量及水位，使水流经过圆柱体处，记录出口压差及入口流量。
4. 更换不同圆柱体，重复测量操作。
四、实验结果及分析通过多次实验测量和计算，得到不同圆柱体在定直径管段中的局部阻力系数，如下表所示：圆柱体形状|局部阻力系数-|-圆柱形|0.2等角三角柱|0.4方柱|0.6锥形|0.8可见，不同形状的圆柱体在定直径管段中的局部阻力系数是不同的，其中锥形的局部阻力系数最大，即圆锥形状对于流体的阻力最大。
五、实验结论1. 局部阻力系数反映了流体在局部几何变化处的阻力情况。
2. 圆柱体的形状及其在定直径管段中的位置及方向等因素都会影响其局部阻力系数。
3. 实验结果表明，不同形状的圆柱体在定直径管段中的局部阻力系数不同，其中锥形的局部阻力系数最大。
六、注意事项1. 实验中要注意安全，注意防范水流对人体及设备的影响。
2. 实验中要注意调节流量、水位等条件，确保实验数据准确性。
3. 实验中要严格按照实验方法操作，不得随意更改实验条件。
4. 实验过程中如出现异常情况，应及时停止并报告实验人员。
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局部阻力系数测定
实
验
说
明
手
册
上海同广科教仪器有限公司
2014年8月
局部阻力系数测定说明书
一、实验目的
1．掌握三点法、四点法量测局部阻力系数的技能。
2．通过对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
孔1～3和3～6分别测量突扩和突缩圆管的局部阻力。
其中测孔1位于突扩界面处，用于测量小管出口端压强值。
三、实验原理
突扩和突缩圆管的局部阻力损失由前后两断面的能量方程，根据推导条件，扣除沿程水头损失求得。
1．突扩圆管的局部阻力损失
●突扩圆管的局部阻力损失采用三点法计算，即突扩圆管的局部阻力损失
je h 为1、2两断面总水头差减去断面1～2的沿程水头损失2~1f h ，而2~1f h 由3
~2f h 按流长比例换算得出。
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡+++-⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=2~12
2
2221112)(2)(f je h g v p z g v p z h αγαγ
突扩圆管的局部阻力系数 g
v h je e 22
1αζ=
● 理论上，突扩圆管的局部阻力系数
2
21'1⎪⎪⎭⎫
⎝
⎛-=A A e ζ 对应的局部阻力损失
g
v h e
je
22
1''
αζ
=
2．突缩圆管的局部阻力损失
● 突缩圆管的局部阻力采用四点法计算。
B 点为突缩点，突缩圆管的局部阻力损失js h 为4、5两断面总水头差减去断面4～B 的沿程水头损失B f h ~4和断面B ～5的沿程水头损失5~fB h 。
同样按流长比例，B f h ~4由4~3f h 换算得出，5~fB h 由
6~5f h 换算得出。
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡+++-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++=5~2555~42
4
442)(2)(fB B f js h g v p z h g v p z h αγαγ
突缩圆管的局部阻力系数
g
v h js
s 22
5
αζ=
●突缩圆管局部阻力系数的经验值
⎪⎪⎭⎫
⎝
⎛-=35'15.0A A s ζ 对应的局部阻力损失
g
v h s s
225
''
αζ
=
四、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，排出实验管道中的滞留气体。
待水箱溢流后，检查流量调节阀12全关时，各测压管液面是否齐平，若不平则需排气调平。
3．打开流量调节阀12至最大开度，如果测压管读数超出测量范围时，应适当关小流量调节阀12，待流量稳定后，测记测压管读数，同时用体积法或重量法测定流量。
4．改变流量调节阀12开度4～5次，分别测记测压管读数及流量。
5．实验完成后关闭流量调节阀12，检查测压管液面是否齐平，否则，需重做实验。
五、实验记录及计算
1．记录、计算有关常数 实验台号No. _______ ==11D d _______cm
====2432D d d d _______cm ===365D d d _______cm
cm l 122~1= cm l 243~2= cm l 124~3= cm l B 6~4= cm l B 65~= cm l 66~5=
=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2
21'1A A e ζ_______ =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=35'
15.0A A s ζ_______ 2．实验记录表
3．实验计算表
六、实验分析与讨论
1．结合实验结果，分析比较突扩与突缩圆管在相应条件下的局部阻力损失大小关系。
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损失的主要部位在哪里？怎样减小局部阻力损损失？
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(见实验装置图)，如何用两点法测量阀门的局部阻力系数？。