管道局部水头损失实验
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一、实验目的
1.掌握测定管道局部水头损失系数ζ的方法。
2.将管道局部水头损失系数的实测值与理论值进行比较。
3.观测管经突然扩大时旋涡区测压管水头线的变化情况和水流情况，以及其他各种边界突变情况下的测压管水头线的变化情况。
二、实验原理
由于边界形状的急剧改变，水流就会与边界分离出现旋涡以及水流流速分布的改组，从而消耗一部分机械能。单位重量液体的能量损失就是水头损失。边界形状的改变有水流断面的突然扩大或突然缩小、弯道及管路上安装阀门等。局部水头损失常用流速水头与与系列的乘积表示。
hj??v 2g式中：系数?是流动形状与边界形状的函数，即?= ?—局部水头损失系数。f（Re，边界形状）。一般水流Re数足够大时，可认为系数?不再随Re数而变化，而看作常数。
管道局部水头损失目前仅有突然扩大可采用理论分析，并可得出足够精确的结果。其他情况则需要用实验方法测定?值。突然扩大的局部水头损失可应用动量方程与能量方程及连续方程联合求解得到如下公式：
2v2Ahj??2,?2?(2?1)22gA1hj??1vA,?1?(1?1)22gA221
式中，A1和v1分别为突然扩大上游管段的断面面积和平均流速；A2和v2分别为突然扩大下游管段的断面面积和平均流速。
三、实验设备
局部水头损失测试仪。 铭牌编号？？？？
四、实验步骤
1、熟悉仪器，记录管道直径d1和d2。 2、检查各测压管的橡皮管接头是否接紧。
3、启动抽水机，打开进水阀门，使水箱充水，并保持溢流，使水位恒定。 4、检查尾阀K全关时测压管的液面是否齐平，并保持溢流，使水位恒定。
5、慢慢打开尾阀K，使流量在测压管量程范围内最大，待流动稳定后，记录测压管液面标高，用体积法测量管道流量。
6、调节尾阀改变流量，重复测量5次。
五、注意事项
1、实验必须在水流稳定后方可进行。
2、计算局部水头损失系数时，应注意选择相应流速水头。
六、实验结果整理
1、有关常数。
小圆管直径d1=？？？？cm，大圆管直径d2=????cm， 2、记录及计算（见表一）。 测次 体积w (cm3) 时间t (s) 流量Q (cm3/s) 流速v1 (cm/s) 流速v2 (cm/s) 测压管高度h1 (cm) 测压管高度h2 (cm) 断面1总水头H1 2H1?h1?v11 2 3 4 5 6 /2g(cm) 断面2总水头H2 2H2?h2?v2/2g(cm ) 实测的局部水头损失hj hj?H1?H2 (cm) 实测的局部水头损失系数 ??hj2v1 2g 理论的局部水头损失系数 A?1?(1?1)2 A2 实测的局部水头损失系数 平均值?1 3、结论： 流量的大小对流量系数的测定影响较大，当流量较小时，沿程水头损失可以忽略。
七、思考题
1、试分析实测hj与理论计算hj有什么不同？原因何在，误差主要来源有哪些？ 2、如不忽略管段的沿程水头损失hj，所测出的在使用此值是否可靠？
3、在相同管径变化条件下，相应于同一流量，其突然扩大的突然缩小的
值？
值是否相同？通常
值是否为一常数？ 值是否一定大于
值比实际的
值偏大还是偏小？
4、不同的Re数时，局部水头损失系数
雷诺实验
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