实验二沿程水头损失量测实验一、实验目的1.学会测定管道沿程水头损失系数的方法。2.分析圆管恒定流动的水头损失规律，验证在各种情况下沿程水头损失与平均流速的变化规律。二、实验原理对于通过直径不变的圆管的恒定水流，沿程水头损失为：即上下游量测断面的测压计读数差。沿程水头损失也常表达为：称为沿程水头损失系数，为上下游量测断面之间的管段长度，为管道直径，为断面平均流速。若在实验中测得和断面平均流速，则可直接得到沿程水头损失系数：其中为水的运动粘滞系数，不同流动型态及流区的水流，其沿程水头损失与断面平均流速的关系是不同的。层流流动中的沿程水头损失与断面平均流速的1次方成正比；紊流流动中的沿程水头损失与断面平均流速的次方成正比。沿程水头损失系数是相对粗糙度与雷诺数的函数，为管壁当量粗糙，圆管层流流动光滑圆管紊流流动可取可见在层流流动和紊流光滑区，沿程水头损失系数只取决于雷诺数。粗糙圆管紊流流动，沿程水头损失系数完全由粗糙度决定，与雷诺数无关，此时沿程水头损失与断面平均流速的平方成正比，所以紊流粗糙区通常也叫做“阻力平方区”。在紊流光滑区和紊流粗糙区之间存在过渡区，此时沿程水头损失系数与雷诺数和粗糙度都有关。三、实验设备四、实验步骤1.预习实验指示书，认真阅读实验目的要求、实验原理和注意事项。2.查阅用测压管量测压强和用体积法量测流量的原理和步骤。3.开启上下游阀门排气，检查下游阀门全关时，各个测压管水面是否处于同一水平面上。如不平，则需排气调平。4.核对设备编号，记录所用设备的断面管径、量测段长度。5.开启下游阀门，流量应先放到最大，待水流恒定后，观察测管水头的变化。量测流量及相应的水头损失，登录到数据表格上。6.减小阀门开度，重复上述步骤，并按序登录数据。流量的调整逐步由大到小，每改变一次流量需要等待1～2分钟，待水流恒定后再进行量测。水流的紊动使比压计的水面有波动，应记录水面的时均值。7.检查数据记录表是否有缺漏？是否有某组数据明显地不合理？若有此情况，进行补正。为了提高实验精度，便于分析整理，实验点尽可能多一些。要求改变流量不少于12次。8.在实验开始和结束时分别量测水温，加以平均作为实验水温。五、实验数据记录仪器编号：实验管道的基本参数如下：有机玻璃；内径：；实验段长度：；绝对粗糙度：量水箱底面积：（36.5*23.5）；（36.5*4.5）水温：＝℃；运动粘滞系数：＝测次测压计读数体积法计算(cm)(cm)(cm)体积V(cm3)时间T(s)流量Q(m3/s)流速(m/s)雷诺数Re123456789101112六、实验结果分析将实测的数据整理计算，在坐标纸上，以为纵坐标，点绘所测的关系曲线，并分析不同的区间随的变化规律，与已知一般规律进行比较。七、实验注意事项1.实验时一定要待水流恒定后，才能量测数据。2.两个以上同学参加量测实验，读测压管高程、掌握阀门、测量流量的同学要相互配合。3.注意爱护秒表等仪器设备。4.实验结束后，将上游阀门关闭。
