沿程水头损失实验
沿程水头损失实验报告数据
沿程水头损失实验报告数据
沿程水头损失实验是一种评估流体运行损失的有效方法，广泛应用于流体力学和水力学的研究中。
它具有测量快捷、精度高的优点，在实验室中往往只需几分钟即可完成。
因此，本次实验旨在通过实验测试流体运行在涡街管道内沿程水头损失，记录下运行过程中所有相关数据，并通过分析得出结论。
本实验的实验装置及其参数如下：1.实验装置：涡街管道，涡街管道长度30 cm，内径2.5 cm；2.实验介质：重力引水管，水温20℃；3.实验参数：流量0.5L/S，沿程压力表示300mmH2O。
实验过程中，分别在涡街管道的端头和中间穿越处安装沿程压力计，以监测沿程压力变化情况，并将沿程压力数据和流量数据采集记录，以供实验分析。
实验结果如下：在实验过程中，随着流量的增加，沿程压力也随之增加，最终得到的结果与涡街管道理论分析结果接近，说明管道本身对流体的运动损失比较小，估计管道中沿程水头损失也会较小。
随着流量减小，沿程压力也会随之减小，最终结果依然较接近理论结果，说明管道本身运动损失的影响并不明显，并且沿程水头损失量也会较小。
结论：从实验结果来看，涡街管道中沿程水头损失量较小，受管道结构的影响不大。
本实验为我们提供了一种有效的方法来评估流体运行在管道内的沿程水头损失，实验结果满足数学模型的预期，表明实验结果可靠，是一项有效的实验研究。
本次实验揭示了流体运行在涡街管道内沿程水头损失状况，为实际项目设计提供了有用的参考信息。
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。
沿程水头损失实验
沿程水头损失实验..
沿程水头损失实验是通过设计实验，测定水流通过水管、水槽等管道的沿程水头损失，以研究其中流体力学和输水技术问题的实验方法。
实验步骤：
1.准备实验仪器，包括水泵、流量计、压力计、水管、水槽等。
2.将实验仪器连接好，并预备好测量所需的参数，如水流量、
水管径等。
3.将水泵启动，调节流量和压力，使水流通过管道。
4.在测量各轮水头损失的同时，记录流量、压力等参数，以便
后续分析。
5.根据所得数据计算出各段水头损失的数值，并分析其原因。
实验注意事项：
1.实验中需要精确测量各项参数，如流量、压力等，以保证数
据的准确性。
2.水泵和管道等设备要保持良好的状态，以确保实验的稳定性
和精确性。
3.实验过程中需要注意安全问题，如防止水管爆裂等设备异常
情况的发生。
4.实验结束后要清理实验仪器，保持其干净整洁。
沿程水头损失 实验报告
沿程水头损失实验报告沿程水头损失实验报告引言：沿程水头损失是指水流在流动过程中由于各种因素的作用而导致能量损失的现象。
在工程设计和水力学研究中，准确估计和控制沿程水头损失对于保证工程安全和水资源的合理利用至关重要。
本实验旨在通过实际测量和分析，探究沿程水头损失的特点和影响因素，为相关领域的研究和应用提供参考。
实验装置与方法：本实验采用了一条直管道模型，模拟了实际工程中的水流情况。
实验装置包括进水管、直管道和出水管，通过调节流量控制阀来控制水流的速度。
实验中使用了压力传感器和流量计等仪器设备，对水流的压力和流速进行了测量。
实验过程与结果：首先，我们设置了不同的流量条件，分别测量了不同位置处的水流压力和流速。
通过实验数据的分析，我们得到了沿程水头损失的变化规律。
结果表明，在相同流量条件下，沿程水头损失随着流动距离的增加而逐渐增大。
这是因为水流在通过直管道时，受到了阻力、摩擦和弯曲等因素的影响，从而导致了能量的损失。
同时，我们还发现水头损失的增加速度随着流量的增加而加快，这意味着在高流量条件下，沿程水头损失更为显著。
进一步分析发现，沿程水头损失还受到管道粗糙度、流速和管道长度等因素的影响。
实验中我们通过改变管道的材质和长度，以及调节流量控制阀来模拟不同工程条件下的水头损失情况。
结果表明，管道的粗糙度越大，水头损失越明显；管道长度的增加也会导致水头损失的增加。
此外，流速的变化对水头损失的影响较为复杂，低流速时水头损失较小，但过高的流速同样会导致能量的损失。
讨论与结论：通过本次实验，我们对沿程水头损失的特点和影响因素有了初步的认识。
实验结果表明，沿程水头损失是一个复杂的现象，受到多种因素的综合影响。
在实际工程中，我们应该根据具体情况，综合考虑各种因素，并采取相应的措施来减小水头损失，提高水流的利用效率。
总之，沿程水头损失是水力学研究和工程设计中的一个重要问题。
本实验通过实际测量和分析，揭示了水头损失的变化规律和影响因素，为相关领域的研究和应用提供了参考。
《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。
紊流的沿程水头损失
紊流粗糙区：Re*>70， δ’＜ 0.17ks， λ=λ(ks/d)
四、工业管道和柯列勃洛克Colebrook公式
1、工业管道的当量粗糙高度 人工粗糙管和工业管道有很大差异，尼古拉兹半
经验公式能否用于实际工业管道?
❖工业管道粗糙特点:
粗糙高度随机(有大有小),形状各异,疏密不定,排 列随机
❖人工粗糙管特点:
ks 3.7d
1 2 lg Re
2.51
1 2 lg 3.7d
ks
该公式不仅适用于工业管道紊流过渡区，且可用于 紊流全部三个阻力区，故称为紊流的综合公式。
该公式适用范围广，与工业管道实验结果符合良好， 被广泛应用。
1944年美国工程师莫迪以柯列勃洛克公式 为基础，绘出工业管道沿程阻力系数曲线图
2.51
2、尼古拉兹粗糙管公式13.来自d2 lgks
3、尼古拉兹曲线紊流阻力区的判别
' 11.6
v
ks
'
1 11.6
vks
1 11.6
Re
紊流光滑区：0＜Re*≤5， δ’≥2.3ks， λ=λ(Re)
紊流过渡区：5＜Re*≤70， 0.17ks≤δ’＜2.3 ks， λ=λ(Re, ks/d)
粗糙高度ks一定(筛分后的沙粒直径相同),排列 整齐,疏密均匀
❖紊流光滑区 两者虽然粗糙不同，但都为粘性底层掩盖，对紊流核
心无影响。尼古拉兹光滑管公式适用于工业管道
❖紊流粗糙区 两者的粗糙突起，都几乎完全突入紊流核心，λ 变
化规律相同，尼古拉兹粗糙管公式有可能用于工业管道
❖紊流过渡区 两者λ 的变化规律相差较大——尼古拉兹过渡区的实验 资料对工业管道不适用
形式简单，计算方便。在Re＜1O5范围内，有较
沿程水头损失实验报告
2.沿程水头损失实验一、实验目的1．通过实验了解圆管层流和紊流的沿程损失随平均流速变化的规律，绘制lgh f ～-lgv 曲线；2．掌握管流沿程阻力系数的量测技术和应用压差计的方法； 3．将测得的Re-λ关系值与莫迪图对比，提高实验成果分析能力。
二、实验原理对于圆管稳定流动，达西公式给出：gv d L h f 22⋅⋅=λ 对于给定管径、管长的圆管稳定流，由达西公式可得：22522228422Qh K Qh Lgd d Q L gdh Lvgdh f f f f ⨯=⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛==ππλ式中：Lgd K 852π=对水平安装的等直径圆管，由能量方程可得：γ21P P h f -=对于指示液，被测液体均为水的U 形管压差计，有：2121h h P P h f -=-=γ式中h f ——测定管段L 的沿程水头损失，cmH 2Oγ——实验水温和大气压力下的水容重三、实验装置1.沿程水头损失实验装置1套，结构示意如图1所示2.秒表1块3.温度计1支4.管径d=1.0cm 。
图1 沿程水头损失实验装置示意图1.水箱（内置潜水泵）2.供水管3.电器插座4.`流回水管5. 整流栅板6. 溢流板7.水箱8. 测压嘴9.实验管道10.差压计11.调节阀门12.调整及计量水箱13.回水管14.实验桌 15旁通管阀门 16 进水阀门本装置有下水箱、自循环水泵、供水阀、稳压水箱、实验管道、流量调节阀，计量水箱、回水管、压差计等组成。
实验时应将管道、胶管及压差计内的空气排出，接通电源水泵启动，开启供水阀，逐次开大流量调节阀，调整两个阀门开度。
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；测流量时间不小于8-10秒；测流量的同时，需测记压差计、温度计[自备]应挂在水箱中读数。
四、实验步骤1.对照装置图和说明，搞清各组成部件的名称、作用及其工作原理，记录有关常数管道内径d ，测量管段长度L ，水箱长a 和宽b ；2.检查储水箱水位（不够高时冲水），旁通阀是否已关闭；3.接通电源，启动水泵，全开进水阀16，水泵自动开启供水，保持溢流板有稍许溢流。
沿程水头损失实验
沿程水头损失实验一、实验目的要求1、加深了解园管层流和紊流的沿程损失随平均流速变化的规律，绘制l h V曲线；g~lgf2、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；R关系值与莫迪图对比，分析其合理性，进一步提高实验成3、将测得的~e果分析能力。
二、实验装置本实验的装置如图8.1所示。
图8.1 自循环沿程水头损失实验装置示意图1自循环高压恒定自动供水器；2.实验台；3.回水管；4.水压差计；5.测压计；6.实验管道；7.电子量测仪；8.滑动测量尺； 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；沿程损失实验装置主要由实验平台部分，实验管路和压差测量系统三部分构成。
实验平台部分为管路系统提供压力补偿式恒定水头，由自动水泵与稳压器、旁通管与旁通阀、储水箱等组成。
实验管路由内径为d，长度为l的均匀不锈钢管构成，其具体数值标示于实验装置水箱正面，上边布置2个测压点。
第三部分压差测量系统由二组并列压差测量装置组成—测压计和电测仪，根据压差大小不同，分别使用不同测量系统，两套系统是并列并独立关系，都是测量两个测点间的压差，小压差用压差计测量，大压差用电测仪测量。
电测仪量程大，测量小压差精度不够，这点要注意，尽可能用压差计多测些点，直到超出压差计测量量程，再改用电测仪。
下边把几个主要部件功用特征说一下。
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。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
§3-4 沿程水头损失实验
一、实验目的
1加深了解圆管层流和紊流的沿程损失随平均流速变化的规律，绘制~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~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4．1所示。
图4．1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；5．测压计；6．实验管道；7．电子量测仪；8．滑动测量尺；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．稳压管。
根据压差测法不同，有两种型式：
形式 I 压差计测压差。
低压差仍用水压差计量测；高压差用水银多管式压差计量测。
装置简图如图4．1所示。
形式 II 电子量测仪测压差。
低压差仍用水压差计量测；而高压差用电子量测仪（简称电测仪）量测。
与型式I 比较，该型唯一不同在于水银多管式压差计被电测仪（图4．2）所取代。
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—水压力罐式稳牙器等组成。
压f h lg υlg e R
λ
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。
图4．2
1．压力传感器；2．排气旋钮；3．连通管；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。
旁通管中设有调压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。
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4．2）。
压差读数（以厘米水柱为单位）通过主机显示。
三、实验原理
由达西公式
得
（7．1）
另由能量方程对水平等直径圆管可得
（7．2）
压差可用压差计或电测。
四、实验方法与步骤
准备I
对照装置图和说明，搞清各组成部件的名称、作用及其工作原理；检查蓄水箱水位g d L h f 22
υλ=2222)/4(212Q h K Q d L gdh L gdh f f f ===
πυλL gd K 852π=γ)(21p p h f -=
是否够高及旁通阀12是否已关闭。
否则予以补充水并关闭阀门；记录有关实验常数：工作管内径和实验管长（标志于蓄水箱）。
准备 II 启动水泵。
本供水装置采用的是自动水泵，接通电源，全开阀12，打开供水阀11，水泵自动开启供水。
准备 III 调通量测系统。
夹紧水压计止水夹，打开出水阀10和进水阀11（逆钟向），关闭旁通阀12（顺钟向），启动水泵排除管道中的气体。
全开阀12，关闭阀10，松开水压计止水夹，并旋松水压计之旋塞，排除水压计中的气体。
随后，关阀11，开阀10，使水压计的液面降至标尺零指示附近，即旋紧。
再开启阀11并立即关闭阀10，稍候片刻检查水压计是否齐平，如不平则需重调。
水压计齐平时，则可旋开电测仪排气旋扭，对电测仪的连接水管通水、排气，并将电测仪调至“000”显示。
实验装置通水排气后，即可进行实验测量。
在阀12、阀11全开的前提下，逐次开大出水阀10，每次调节流量时，均需稳定2—3分钟，流量越小，稳定时间越长；测流时间不小于8~10秒；测流量的同时，需测记水压计（或电测仪）、温度计（温度表应挂在水箱中）等读数：
层流段：应在水压计~（夏季）[~（冬季）]量程范围内，测记3~5组数据。
紊流段：夹紧水压计止水夹，开大流量，用电测仪记录
值，每次增量可按~递加，直至测出最大的
值。
阀的操作次序是当阀11、阀10开至最大后，逐渐关阀12，直至显示最大值。
结束实验前，应全开阀12，关闭阀10，检查水压计与电测仪是否指示为零，若均为零，则关闭阀11，切断电源。
否则，表明压力计已进气，需重做实验。
五、实验成果及要求：
1．有关常数 实验装置台号No.
圆管直径，量测段长度 85。
2．记录及计算（见表4．1表）。
3．绘图分析，绘制
~曲线，并确定指数关系值的大小。
在厘米纸上以为横坐标，以为纵坐标，点绘所测的
~关系曲线，根据具体情况连成一段或几段直线。
求厘米纸上直线的斜率
d L 1F 1F h ∆O mmH
220h ∆O mmH 230f h h ∆O cmH 2100f h f h =d cm =L cm υlg f h lg m υlg f h lg υlg f h lg 121
2lg lg lg lg υυ--=f f h h m
将从图上求得的值与已知各流区的值（即层流，光滑管流区，粗糙管紊流，紊流过渡区）进行比较，确定流区。
六、实验分析与讨论
为什么压差计的水柱差就是沿程水头损失？如实验管道安装成倾斜，是否影响实验成果？ 据实测值判别本实验的流区。
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？
管道的当量粗糙度如何测得？
本次实验结果与莫迪图吻合与否？试分析其原因。
m m 1=m 75.1=m 0.2=m 0.275.1<<m m。