水力学与泵站实验—局部水头损失.doc

'《流体力学、泵与泵站综合实验》实验报告开课实验室：流体力学实验室年月日课程名称流体力学与水泵实验实验项目名称局部水头损失实验成绩教师评语教师签名：年月日一、实验目的1.掌握三点法、四点法测量局部水头损失与局部阻力系数的技能。2.验证圆管突然扩大局部阻力系数公式及突然缩小局部阻力系数经验公式。3.加深对局部水头损失机理的理解。二、实验原理由于流动边界急剧变化所产生的阻力称局部阻力，克服局部阻力引起的水头损失称局部水头损失。为满足工程需要，使断面形状、面积大小和流动方向改变，从而流动边界产生各种各样的空变，这些突变甚至还可能是它们的某几种变化的综合形式。从内部机理上，局部阻力或是由于边界面积大小变化引起的边界层分离现象产生，或是流动方向改变时形成的螺旋流动造成，或者两者都存在造成的局部阻力因此，很难能用一个公式表示。通常，局部水头损失用局部阻力系数ξ和流速水头的乘积表示，即绝大多数的局部阻力系数ξ只能通过实验测定，不同的边界开关局部阻力系数ξ不同，只有少数局部阻力系数可以用理论分析得出。如突然扩大的局部水头损失与阻力系数：或或对于突然缩小的局部阻力系数为： 三、使用仪器、材料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.溢流板6.稳水孔板7突然扩大实验管段8.测压计9.滑动测量尺10.测压管11.突然收缩实验管段12.实验力量调节阀四、实验步骤1)熟悉实验仪器，记录有关参数。2)打开电源供水，待水箱溢流恒定后全开流量调节阀，排除实验管道内气体管道内气体排净后关闭流量调节阀，检查测压管液面是否齐平。3)全开流量调节阀，待流量稳定后，采用时间体积法测算流量，并计算通过各管段的流速，同时读取测压管液面高度。4)调节流量调节阀开度，逐级放大流量，重复步骤3,测试5组流量，记录数据到计算表中。5)关闭流量调节阀，再次检查测压管液面是否齐平。若未齐平，则需重新实验。齐平后关闭电源，将仪器恢复到实验前状态。 五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)（1）记录计算有关参数,常数仪器编号：06025369测点管段直径：d1=0.88cm;d2=d3=d4=2.00cm;d5=d6=0.94cm测点间距：L1-2=12cm；L2-3=24cm；L3-4=12cmL4-6=6cm；Lb-5=6cm；L5-6=6cm（2）实验记录与计算测试数据记录表序号体积V／cm3时间T／s流量Q／（cm／s）测压管读数12345618761087.617.7020.9020．8220.787.756.1028229.883.8819.8022.9122.6922.5010.388.5038201082.0020.4023.3523.2123.1011.2510.0547589.877.3421.8024.3024.0523.9513.3911.4557181071.8023.5825.8025.6225.5116.6515.05实验数据计算表局部阻力形式序号流量Q/(/s)断面前测点断面后测点前后断面实测沿程水头损失实测局部水头损失实测局部阻力系数理论局部水头损失总水头H总水头H突然扩大187.610.5828.280.4021.300.046.940.666.88283.889.7029.50.3623.270.116.120.636.31382.009.2729.670.3523.700.075.90.646.03477.348.2530.050.3124.610.135.310.645.36571.87.1130.690.2726.070.094.530.644.62突然缩小187.60.421.188.1315.881.673.630.453.17283.880.3622.867.4617.841.983.040.412.91382.000.3523.457.1218.371.303.780.532．78477.340.3124.266.3419.731.992.540.402.47571.80.2725.785.4622.111.662.010.392.13 六、实验结果及分析扩大：1Q=87.6cm³/s时==1.44cm/s===27.88cm/s==126.23cm/s理论局部阻力系数=（1—）²=0.65hj=ξ=6.882Q=83.88cm³/s时同理可得，ζ=0.63hj=6.313Q=82.00cm³/s时同理可得ζ=0.64hj=6.034Q=77.34cm³/s时同理可得ζ=0.64hj=5.365Q=71.80cm³/s时同理可得ζ=0.64hj=4.62实验分析：1结合实验成果，分析知，突然扩大条件下的局部水头损失比突然缩小条件下的水头损失大。2不同雷诺数下突然扩大的局部阻力系数相同。3从内部机理上来说。局部阻力是由于边界面积大小变化引起的边界层分离现象产生的。4从表中数据可知，实测局部阻力系数约等于理论局部阻力系数。'