沿程水头损失实验沿程水头损失实验一、实验目的一、实验目的1.测定流体在等直圆管中流动,不同雷诺数Re时的沿程阻力系数,并确定它们之间的关系;2.了解流体在管道中流动时能量损失的测量和计算方法;3.分析圆管稳定流动的水头损失规律,测定在各种情况下水头损失hf与平均流速V的关系,λ随Re的变化规律,并与理论公式比较
二、实验设备二、实验设备供水箱、水泵、恒压水箱、沿程水头损失实验管、压差计、计量水箱、回水管三、实验原理三、实验原理((11)粘性流体恒定总流的能量方程)粘性流体恒定总流的能量方程((伯努利方程伯努利方程))::22112212L1-222pVpVzzhggz——单位重量流体具有的位置势能;——单位重量流体具有的动能;22vg——单位重量流体从断面1到断面2的能量损失(水头损失)
L1-2hp——单位重量流体具有的压强势能;若为等直实验管,且不考虑局部水头损失,则粘性若为等直实验管,且不考虑局部水头损失,则粘性流体恒定总流的能量方程为流体恒定总流的能量方程为12fpph可以求得可以求得ll长度上的沿程水头损失长度上的沿程水头损失22flVphhdg得到沿程阻力系数λ的表达式2222fdgdghhlVlV实验测得△p,再测量出流体的流量Q,并计算出管道断面的平均流速V,即可求得沿程阻力系数
沿程阻力系数λ在层流时只与雷诺数有关,而在湍流时则与雷诺数、管壁粗糙度有关
当实验管路粗糙度保持不变时,可得出该管的λ-Re的关系曲线
四、实验步骤四、实验步骤((11)实验前准备工作)实验前准备工作开启水泵,全开上水阀门,使水箱注满水,再调节上开启水泵,全开上水阀门,使水箱注满水,再调节上水阀门,使水箱的水位保持不变,并有少量流体溢流
水阀门,使水箱的水位保持不变,并有少量流体溢流
记录有关常数记录有关常数水温水温tt==ooC