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
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。
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2h jζ=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=ζjh 1和2h jζ=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( )121A对于突缩圆管，局部阻力损失因数的经验公式：1-( )=ζ120.5三、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= ℃2、实验数据整理表3、计算过程（每项速度的计算，实测阻力因素和实际阻力因素的计算）五、分析与思考1、结合实验成果，分析比较突扩与突缩在相应条件下下的局部损失大小。
安全工程专业实验教程2.2摩擦阻力系数和局部阻力系数的测定
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二、仪器设备
• 扇风机和管网系统（如图2-15所示），皮托管、空盒气压计、温
度计、胶皮管、三通、倾斜U形水柱计，垂直U形水柱计、钢卷尺、
皮尺。
图2-15 扇风机和管网系统
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三、实验原理
1、摩擦阻力系数α 的测定
对某一段风道（实验室为管道）的摩擦阻力可按下式计算： （2-11） 式中：h摩——摩擦阻力，mmH2O； α ——摩擦阻力系数，kg•s2/m4；
L——风道长度，m； S——风道断面积，m2； Q——通过风道的风量，m3/s； U——风道的周边长，m。
由2-11式可知，若要测出某段风道的摩擦阻力系数α ，只要测出这段风 道的摩擦阻力（h摩）和通过的风量（Q），同时把风道的长度（L）周边
长（U）和净断面积（S）量出来，可计算出风道的摩擦阻力系数α 。
，并同时记录气温t、湿球温度 和大气压P。
2、局部阻力系数ξ 的测定 选定局部阻力物，例如直角转弯及圆弧转弯的风筒，布置 仪器测出h及h动，计算的空气密度ρ ，然后计算出ξ 值。
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五、实验结果处理
画出实验示意图，在图中标注皮托管及倾斜压差
计（或微压计）的连接方式。具体记录在表 2-5 ～ 2-8
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三、实验原理
欲测定风筒的摩擦阻力系数 α ，可在图2-15所示的管网系统中，先取 一段直线风筒，在风道内选择A、B两个测点，如图2-16所示，在其中亟
A 、B 两点，将单管压差计调平，A 、B 在两测点放置皮托管，用胶皮管
将测点的静压分别接到压差计，测A、B两断面风流的势能差（h测AB） ，再用皮托管和压差计分别测出两端面的平均风速，用皮尺和小钢尺量 出间的距离和它们的周长。
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。
《工程流体力学》阀门局部阻力系数的测定实验
《工程流体力学》阀门局部阻力系数的测定实验【实验目的】（1）测定阀门不同开度时：全开，<30o , <45o 三种的阻力系数。
（2）掌握局部阻力系数的测定方法。
【实验装置】在流体力学综合实验台中，雷诺实验涉及的部分有阀门阻力实验管、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Ⅰ,Ⅳ两断面列能量方程式，可求得阀门的局部水头损失与两段(L1+L2)长度上沿程水头损失之和，用hw 1表示，则有：1411/)(h g P P h w ∆=-=ρ同理对Ⅱ,Ⅲ两断面列能量方程式，可求得阀门局部水头损失与L1+L2长度上的沿程水头损失之和，用hw 2表示：2322/)(h g P P h w ∆=-=ρ所以阀们的局部水头损失ξh 应为 122h h h ∆-∆=ξ 亦12222/h h g ∆-∆=⋅μξ 所以阀门的局部阻力系数应为：212/2)2(μξg h h ⋅∆-∆=式中：μ为管道断面的平均流速。
【实验步骤】（1）本实验共进行三组实验，阀门全开，<30o , <45o（2）开启进水阀门，是压差达到测压计可测量的最大高度。
（3）测读压差，同时用体积法测量流量。
（4）每组各个实验点的压差值不要太接近。
（5）变换阀门开启角度重复上述步骤。
（6）绘制)(ξf a =曲线。
【实验数据记录】1、记录有关常数实验装置台号_____________，阀门形式__________, 水温______________ 管外径_____________，管道壁厚______________2、实验数据表6-1 阀门局部阻力系数实验数据表。
局部阻力系数测定说明书
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。
⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++-⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=2~1222221112)(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 gv h je e 221αζ=● 理论上，突扩圆管的局部阻力系数221'1⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=A A e ζ 对应的局部阻力损失gv h eje221''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。
⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++=5~2555~424442)(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gv h jss 225αζ=●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gv h s s225''αζ=四、实验方法与步骤1．测记实验有关常数。
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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。
2、计算出前后截面的水柱高度差值及相应工况的流量填入附表2中。
3、计算出各局部阻力组件的阻力水头损失hζ和局部阻力系数ζ，并列入附表3中。
四、分析讨论
比较（实扩、突缩）局部阻力系数理论值与测定值。