局部阻力损失实验报告.doc

--------------------------校验:_____________-----------------------日期:_____________局部阻力损失实验报告局部阻力损失实验前言:工农业生产的迅速发展,使石油管路、给排水管路、机械液压管路等,得到了越来越广泛的应用。为了使管路的设计比较合理,能满足生产实际的要求,管路设计参数的确定显得更为重要。管路在工作过程中存在沿程损失和局部阻力损失,合理确定阻力系数是使设计达到实际应用要求的关键。但是由于扩张、收缩段的流动十分复杂,根据伯努利方程和动量方程推导出的理论值往往与具体的管道情况有所偏差,一般需要实验测定的局部水头损失进行修正或者得出经验公式用于工业设计。在管路中,经常会出现弯头,阀门,管道截面突然扩大,管道截面突然缩小等流动有急剧变化的管段,由于这些管段的存在,会使水流的边界发生急剧变化,水流中各点的流速,压强都要改变,有时会引起回流,旋涡等,从而造成水流机械能的损失。例如,流体从小直径的管道流往大直径的管道,由于流体有惯性,它不可能按照管道的形状突然扩大,而是离开小直径的管道后逐渐地扩大。因此便在管壁拐角与主流束之间形成漩涡,漩涡靠主流束带动着旋转,主流束把能量传递给漩涡、漩涡又把得到的能量消耗在旋转中(变成热而消散)。此外,由于管道截面忽然变化所产生的流体冲击、碰撞等都会带来流体机械能的损失。摘要:本实验利用三点法测量扩张段的局部阻力系数,用四点法量测量收缩段的局部阻力系数,然后与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式中的经验值进行对比分析,从而掌握用理论分析法和经验法建立函数式的技能。进而加深对局部阻力损失的理解。三、实验原理写出局部阻力前后两断面的能量方程,根据推导条件,扣除沿程水头损失可得:,下式中由按流长比例换算得出。,下式中B点为突缩点,由换算得出,由换算得出。实测经验公式,计算中的速度应取小管径中的速度值。当时,可简化为实验装置本实验装置如图所示。;;;;;;;;;;;;实验管道由小→大→小三种已知管径的管道组成,共设有六个测压孔,测孔1—3和2—5分别测量突扩和突缩的局部阻力系数。其中测孔1位于突扩界面处,用以测量小管出口端压强值。。,使恒压水箱充水,排除实验管道中的滞留气体。,待流量稳定后,测记测压管读数,同时用体积法测记流量。~4次,分别测记测压管读数及流量。。、计算有关常数:实验装置台号4,、计算表。测压管及流量记录表 h1(cm)h2(cm)h3(cm)h4(cm)h5(cm)V(cm3)t(s)Q(cm3/s)139801823980339804398053980扩张段实验数据 v1*v1/2g(cm)v2*v2/2g(cm)hf1-2(cm)(p1-p2)/γHje(cm)ζeζe理论12-434-35平均值收缩段实验数据 v5*v5/2g(cm)v4*v4/2g(cm)hf4-B(cm)hf5-B(cm)(p4-p5)/γ(cm)Hjs(cm),分析比较突扩与突缩在相应条件下的局部损失大小关系。实验结果如下图:由式及表明影响局部阻力损失的因素是和,由于有突扩:突缩:则有当或时,突然扩大的水头损失比相应突然收缩的要大。在本实验突缩损失应接近,即hjs/hje=1,说明实验结果与理论推到相一致。从而我们也可得到,当接近于1时,突扩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。,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?流动演示仪I-VII型可显示突扩、突缩、渐扩、渐缩、分流、合流、阀道、绕流等三十余种内、外流的流动图谱。据此对局部阻力损失的机理分析如下:从显示的图谱可见,凡流道边界突变处,形成大小不一的旋涡区。旋涡是产生损失的主要根源。由于水质点的无规则运动和激烈的紊动,相互摩擦,便消耗了部分水体的自储能量。另外,当这部分低能流体被主流的高能流体带走时,还须克服剪切流的速度梯度,经质点间的动能交换,达到流速的重新组合,这也损耗了部分能量。这样就造成了局部阻力损失。从流动仪可见,突扩段的旋涡主要发生在突扩断面以后,而且与扩大系数