7 局部阻力损失实验

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管路上局部阻力损失课件

分类
根据产生原因，局部阻力损失可分为摩擦阻力和撞击阻力两类。
产生原因
01
02
03
04
流道截面积变化
如管道直径缩小、分支、汇合等。
流道方向改变
如弯头、三通、四通等。
流道内壁粗糙度
粗糙的管道内壁会增加流体与管壁的摩擦阻力。
流体内部摩擦
流体的内部摩擦也会导致局部阻力损失。
对流体流动的影响
降低流体输送效率
在空调系统中的应用
空调系统中的风管、水管等管道部件也会产生局部阻力，导致能量损失。为了减小这种损失，需要合理地选择管材、管径和设计管路布局。
通过对空调系统进行调试和优化，可以减小因局部阻力造成的能量损失，提高空调系统的运行效率。
在其他领域的应用
01
除了供热和空调系统，管路局部阻力损失在其他领域也有广泛应用，如化工、制药、食品加工等领域中的管道输送系统。
02
在这些领域中，合理地减小管路局部阻力损失可以提高生产效率、节约能源和减少环境污染。
THANKS
感谢观看
测量仪器
包括压力计、流量计、温度计等，用于实时监测管路中的压力、流量和温度等参数。
数据采集系统
用于自动采集实验数据，包括阻力损失、流速、流量等。
实验方法
准备实验管路和测量仪器，设置实验参数。
对实验数据进行分析，计算局部阻力损失。
进行实验，记录各项参数的变化情况。
实验结果分析
分析不同因素对局部阻力损失的影响，如管路直径、长度、弯曲角度等。
管路上局部阻力损失课件
contents
目录
• 局部阻力损失概述 • 管路局部阻力损失的计算 • 减小局部阻力损失的方法 • 管路局部阻力损失的实验研究 • 管路局部阻力损失的实际应用

局部阻力系数实验报告

局部阻力系数实验报告局部阻力系数实验报告引言：局部阻力系数是研究流体力学中的一个重要参数，用来描述流体在通过管道、河道等局部几何构造时所产生的阻力。

本实验旨在通过测量和分析局部阻力系数，深入了解流体在不同局部几何构造中的流动特性，并为相关工程设计提供参考依据。

实验装置：本次实验使用的装置主要包括一个实验水槽、一系列不同形状的模型以及相应的测量设备。

实验水槽具有透明的侧面，便于观察流动现象。

模型的形状包括圆柱体、球体、锥体等，以模拟实际工程中常见的局部几何构造。

测量设备包括流速计、压力计等，用于测量流体的速度和压力。

实验步骤：1. 准备工作：清洗实验装置，确保无杂质干扰。

校准流速计和压力计，保证测量结果的准确性。

2. 测量局部阻力系数：选取不同形状的模型，将其放置在水槽中，并调整流速，使流体通过模型。

同时记录流速计和压力计的读数。

3. 数据处理：根据测得的数据，计算流体通过不同模型时的局部阻力系数。

利用流体力学的基本原理和公式，结合实验数据进行分析和计算。

4. 结果分析：对实验结果进行统计和比较，分析不同模型的局部阻力系数差异。

探讨局部几何构造对流体流动的影响，并提出相应的结论。

实验结果与讨论：通过实验测量和计算，得到了不同模型的局部阻力系数。

以圆柱体为例，其局部阻力系数随流速的增加而增加，但增幅逐渐减小。

这是由于流体在通过圆柱体时，会产生较大的湍流现象，增加了阻力。

而随着流速的增加，流体在圆柱体周围形成的涡流逐渐稳定，阻力增加的速度减缓。

与圆柱体相比，球体的局部阻力系数较小。

这是因为球体的流体流动更加均匀，湍流现象较少，阻力相对较小。

而锥体的局部阻力系数则介于圆柱体和球体之间，其形状导致了一定的湍流现象，但相对于圆柱体而言，阻力较小。

实验结果表明，局部几何构造对流体的阻力有着显著影响。

在工程设计中，合理选择和优化局部几何构造，可以降低流体的阻力，提高工程效率。

例如，在管道设计中，可以采用球体或锥体等较为流线型的构造，减少流体的阻力损失。

局部阻力损失实验报告

局部阻力损失实验报告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：1．突然扩大采用三点法计算，下式中实测hje?[(Z1?p1hf1?2由hf2?3按流长比例换算得出。

p2)?)?12g2]?[(Z2?22g2hf12]ehje/12g2理论?e?(1A1A22)hjee,12g22．突然缩小采用四点法计算，下式中B点为突缩点，换算得出。

局部阻力系数测定实验报告

局部阻力系数测定实验报告局部阻力系数测定实验报告引言：阻力是物体在流体中运动时所受到的阻碍力，它是流体动力学中的重要概念。

在实际的工程设计和流体力学研究中，准确地测定局部阻力系数对于预测流体运动的行为和优化设计至关重要。

本实验旨在通过测定不同物体在流体中的阻力，计算出局部阻力系数，从而对流体力学的研究和应用提供实验依据。

实验设计：本实验采用静水槽法进行局部阻力系数测定。

实验装置包括一长方形静水槽、一台流量计、一台电子天平、一组试验物体和一台计算机。

实验过程如下：1. 准备工作：a. 检查实验装置是否完好，确保流量计和电子天平的正常工作。

b. 根据实验要求，选择合适的试验物体，如球体、圆柱体等，并记录其几何参数。

2. 实验步骤：a. 将静水槽填满流体，确保流体表面平稳。

b. 将流量计安装在静水槽的一侧，并校准流量计的读数。

c. 将待测试验物体放置在流体中，并调整其位置，使其与流体的运动方向垂直。

d. 打开流量计，并记录流量计的读数和试验物体的质量。

e. 重复步骤c和d，分别测定不同试验物体的阻力和质量。

3. 数据处理：a. 根据测得的流量计读数和试验物体的质量，计算出流体通过试验物体的体积流量。

b. 利用流体动力学的基本原理，计算出试验物体所受到的阻力。

c. 根据阻力和流体的特性参数，计算出试验物体的局部阻力系数。

d. 对实验数据进行统计分析，得出不同试验物体的局部阻力系数的平均值和标准差。

结果与讨论：通过实验测定，得到了不同试验物体的局部阻力系数。

以球体为例，其局部阻力系数的平均值为0.47，标准差为0.03。

而对于圆柱体，其局部阻力系数的平均值为0.62，标准差为0.04。

通过对比不同试验物体的局部阻力系数，可以发现不同形状和尺寸的物体在流体中所受到的阻力也不同。

这与流体力学的基本原理相符合。

在实验过程中，可能存在一些误差，如流量计的读数误差、试验物体表面的粗糙度等。

为了提高实验的准确性和可靠性，可以采取一些措施，如增加实验重复次数、改进实验装置等。

局部水头损失实验报告

《局部水头损失实验》实验报告
开课实验室：2010年月日
学院
城环学院
年级、专业Leabharlann 班姓名成绩课程
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
指导教师
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。
测点间距；L1-2= ；L2-3= ；L3-4= ；L4-b= ；Lb-5= ；L5-6=
（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
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
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
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. 水箱
5. 溢流板 6. 稳水孔板 7突然扩大实验管段 8.测压管
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
1
2
3

流动流体综合实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 掌握流体流动阻力测定的基本原理和方法。

2. 学习使用流体力学实验设备，如流量计、压差计等。

3. 通过实验，了解流体流动阻力在工程中的应用，如管道设计、流体输送等。

4. 分析实验数据，验证流体流动阻力理论，并探讨其影响因素。

二、实验原理流体流动阻力主要分为直管摩擦阻力和局部阻力。

直管摩擦阻力是由于流体在管道中流动时，与管道壁面产生摩擦而导致的能量损失。

局部阻力是由于流体在管道中遇到管件、阀门等局部阻力系数较大的部件时，流动方向和速度发生改变而导致的能量损失。

直管摩擦阻力计算公式为：hf = f (l/d) (u^2/2g)式中：hf为直管摩擦阻力损失，f为摩擦系数，l为直管长度，d为管道内径，u 为流体平均流速，g为重力加速度。

局部阻力计算公式为：hj = K (u^2/2g)式中：hj为局部阻力损失，K为局部阻力系数，u为流体平均流速。

三、实验设备与仪器1. 实验台：包括直管、弯头、三通、阀门等管件。

2. 流量计：涡轮流量计。

3. 压差计：U型管压差计。

4. 温度计：水银温度计。

5. 计时器：秒表。

6. 量筒：500mL。

7. 仪器架：实验台。

四、实验步骤1. 准备实验台，安装直管、弯头、三通、阀门等管件。

2. 连接流量计和压差计，确保仪器正常运行。

3. 在实验台上设置实验管道，调整管道长度和管件布置。

4. 开启实验台水源，调整流量计，使流体稳定流动。

5. 使用压差计测量直管和管件处的压力差，记录数据。

6. 使用温度计测量流体温度，记录数据。

7. 计算直管摩擦阻力损失和局部阻力损失。

8. 重复步骤4-7，改变流量和管件布置，进行多组实验。

五、实验数据记录与处理1. 记录实验管道长度、管径、管件布置等信息。

2. 记录不同流量下的压力差、流体温度等数据。

3. 计算直管摩擦阻力损失和局部阻力损失。

4. 绘制直管摩擦阻力损失与流量关系曲线、局部阻力损失与流量关系曲线。

六、实验结果与分析1. 通过实验数据，验证了流体流动阻力理论，即直管摩擦阻力损失和局部阻力损失随流量增加而增大。

局部阻力损失的计算方法

局部阻力损失的计算方法弯头的局部阻力损失计算方法：1.直线风阻系数法根据实验公式，可得到弯头的局部阻力系数，然后用风阻系数乘以管道中的动压即可得到弯头的局部阻力损失。

2.公式法根据实验数据，可以通过一系列的实验得到弯头的局部阻力损失公式，其中包括弯度角、弯头半径、流速等参数。

3.经验公式法根据实际工程经验，可以得到一些常用的弯头的局部阻力损失经验公式，通过对比实际工程和经验公式计算结果的准确性，可得到适用于实际工程的公式。

管嘴的局部阻力损失计算方法：1.静压法根据连续性方程和伯努利定律，可得到管嘴的局部阻力损失计算公式，其中包括入口速度、喉部速度、出口速度等参数。

2.动量法根据动量平衡原理，可以推导出管嘴的局部阻力损失计算公式，其中包括入口速度、出口速度等参数。

3.经验公式法通过实验得到一些常用的管嘴的局部阻力损失经验公式，可直接计算。

管套的局部阻力损失计算方法：1.静压法根据连续性方程和伯努利定律，可得到管套的局部阻力损失计算公式，其中包括入口速度、喉部速度、出口速度等参数。

2.动量法根据动量平衡原理，可以推导出管套的局部阻力损失计算公式，其中包括入口速度、出口速度等参数。

3.经验公式法通过实验得到一些常用的管套的局部阻力损失经验公式，可直接计算。

在计算局部阻力损失时，首先需要确定液体的流速、管道的直径等基本参数。

然后根据不同的计算方法，选择对应的公式或实验数据，计算得到局部阻力系数或经验公式，并将其与流体的动压相乘，得到局部阻力损失。

总之，计算局部阻力损失可以采用不同的方法，如实验法、公式法和经验公式法。

根据具体的工程情况和可用的数据，选择适合的方法进行计算，以得到准确的局部阻力损失值。

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。

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。

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： 1．突然扩大采用三点法计算，下式中12f h -由23f h -按流长比例换算得出。

实测 2211221212[()][()]22je f p p h Z Z h ggαυαυγγ-=++-+++理论 212(1)e AA ζ'=-2．突然缩小采用四点法计算，下式中B 点为突缩点，4f Bh -由34f h -换算得出，5fB h -由56f h -换算得出。

局部阻力分析实验

管道内的局部阻力实验报告一、实验目的：1.了解各种局部阻力的形成原因及影响状况。

2.掌握能量损失以及损失计算方法二、实验设备：压力测量计，管道，阀门三、实验原理：在实际的管路系统中，不但存在上一节所讲的在等截面直管中的沿程损失，而且也存在有各种各样的其它管件，如弯管、流道突然扩大或缩小、阀门、三通等，当流体流过这些管道的局部区域时，流速大小和方向被迫急剧地发生改变，因而出现流体质点的撞击，产生旋涡、二次流以及流动的分离及再附壁现象。

此时由于粘性的作用，流体质点间发生剧烈的摩擦和动量交换，从而阻碍着流体的运动。

这种在局部障碍物处产生的损失称为局部损失，其阻力称为局部阻力。

因此一般的管路系统中，既有沿程损失，又有局部损失。

四、局部损失的产生的原因及计算：一、产生局部损失的原因对于突然扩张的管道，由于流体从小管道突然进入大管道如图 4.9 （）所示，而且由于流体惯性的作用，流体质点在突然扩张处不可能马上贴附于壁面，而是在拐角的尖点处离开了壁面，出现了一系列的旋涡。

进一步随着流体流动截面面积的不断的扩张，直到 2 截面处流体充满了整个管截面。

在拐角处由于流体微团相互之间的摩擦作用，使得一部分机械能不可逆的转换成热能，在流动过程中，不断地有微团被主流带走，同时也有微团补充到拐角区，这种流体微团的不断补充和带走，必然产生撞击、摩擦和质量交换，从而消耗一部分机械能。

另一方面，进入大管流体的流速必然重新分配，增加了流体的相对运动，并导致流体的进一步的摩擦和撞击。

局部损失就发生在旋涡开始到消失的一段距离上。

图4.9（）给出了弯曲管道的流动。

由于管道弯曲，流线会发生弯曲，流体在受到向心力的作用下，管壁外侧的压力高于内侧的压力。

在管壁的外侧，压强先增加而后减小，同时内侧的压强先减小后增加，这样流体在管内形成螺旋状的交替流动。

综上所述，碰撞和旋涡是产生局部损失的主要原因。

当然在 1-2之间也存在沿程损失，一般来说，局部损失比沿程损失要大得多。

局部阻力损失实验报告解析

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。

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。

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：1．突然扩大采用三点法计算，下式中12f h -由23f h -按流长比例换算得出。

实测 2211221212[()][()]22je f p p h Z Z h ggαυαυγγ-=++-+++21/2e je h gαυζ=理论 212(1)e AA ζ'=-2,12je eh gαυζ'=2．突然缩小采用四点法计算，下式中B 点为突缩点，4f B h -由34f h -换算得出，5fB h -由56f h-换算得出。

局部损失实验

局部阻力损失实验局部水头定义及局部阻力产生的原因：在边界急剧变化的区域，由于速度的大小和方向发生急剧变化而产生漩涡，导致流动阻力大大增加，形成了比较集中的能量损失，叫局部水头损失，记作h。

一般发生在j渐扩渐缩段（如发动机喷管，风洞发散段），突扩突缩段(输送流体的管路直径变化俗称变径部位），阀门，弯管，分流合流等部位。

局部水头损失在流体运行系统中是大量存在的，雷诺数越大，在计算中越要被充分考虑。

局部损失种类繁多，大部分不能用理论方法计算，需要用实验来测定。

本实验指定用三点法和四点法测量突扩和突缩这种类型局部阻力损失系数。

一、实验目的要求1、掌握三点法、四点法量测局部阻力系数的技能。

2、通过对园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的实验验证与分析，熟悉用理论分析法和经验法建立函数式的途径。

3、仔细观察流动图谱，加深对局部阻力损失机理的理解。

4、了解测量局部阻力损失的一般思路和方法。

二、实验装置实验装置如图7.1所示。

由实验平台系统、实验管路系统、压差测量系统组成。

实验平台系统由下游水箱、水泵、实验台桌、可控硅无级调速器、恒压水箱、溢流板、稳水板、流量调节阀、辅助连接管路等组成，提供溢流式恒定水头，流量连续可调。

实验D D D，标示与上游水箱管路系统由三种不同直径有机玻璃圆管组成，直径分别为、、123正面，上边布置6个测压管测点。

压差测量系统由测压管、滑动测量尺、连接软管等组成。

实验管道由小→大→小三中已知管径的管道组成，测点1—3用来测量突扩的局部水头损失系数，用了三个测点，就是所谓三点法。

3—6测点用来测量突缩的局部阻力损失系数。

用了四个测点，这就是所谓四点法。

其中测点1位于突扩界面处，用以测量小管出口端压强值。

6个测点和测压板的6个测压管用透明软管一一对应连接，当连接测点和测压板的软管充满连续的液体，测点的压力就可以在测压管上准确的反应出来。

待测压管水面稳定下来后，通过滑动测尺就可以测记测点的压力值。

5.7 局部损失

式中，p 为涡流区环形面积
A2 A1 上的平均压强，
l
为1、2断面之间的距离。
2 2 p1 p2 v1 v2 hj z1 g z2 g 2g
p1 A1 p2 A2 p A2 A1 gA2l cos Qv2 v1
局部能量损失

二、局部损失的通用公式 2
hj
v
2g
三、局部阻力系数
1 管道截面突然扩大的局部损失
求局部水头损失关键在于局部阻力系数的确定。绝大部分局部阻力系数都由实验确定，只有突扩管可用解析方法求得其局部阻力系数。
列1－1、2－2断面的伯努利方程
p v p v z1 1 1 1 z2 2 2 2 h j g 2 g g 2g
与壁面发生碰撞
流体从1-1截面流动方向改变
2-2截面
流体与固体壁面→ 力的作用碰撞→产生能量损失
§4.5 管中局部阻力计算
一、局部损失产生的原因
碰撞损失
转向损失
2-2截面上壁面的阻力
主流折向中间方向流动
平行于主流方向
具有垂直于管道轴心的速度分量流体流动方向改变→ 径向方向速度出现、消失→产生能量损失
hw h f 1 h f 2 h f 3
5.8.2 并联管路并联管路概念：并联管路的流动特点：总流量等于各分路流量之和，各分路水头损失相等。即
Q Q1 Q2 Q3
h f 1 h f 2 h f 3 h f AB
注意：并联管路各分路的水头损失相等，但能量损失不一定相等。

5 流体通过弯管的局部损失
过流面积不变 →流体质点离心力作用 →内侧压强沿程增大，外侧减小。 →流速外侧减小，内侧增大。

流体力学综合实验装置——流体流动阻力测定实验---实验报告

流体流动阻力测定实验一、实验目的1．掌握测定流体流经直管、管件和阀门时阻力损失的一般实验方法。

2．测定直管摩擦系数λ与雷诺准数Re的关系，验证在一般湍流区内λ与Re 的关系曲线。

3．测定流体流经管件、阀门时的局部阻力系数ξ。

4．学会倒U形压差计和涡轮流量计的使用方法。

5．识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。

二、基本原理流体通过由直管、管件（如三通和弯头等）和阀门等组成的管路系统时，由于粘性剪应力和涡流应力的存在，要损失一定的机械能。

流体流经直管时所造成机械能损失称为直管阻力损失。

流体通过管件、阀门时因流体运动方向和速度大小改变所引起的机械能损失称为局部阻力损失。

1．直管阻力摩擦系数λ的测定流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为：即，式中：λ—直管阻力摩擦系数，无因次；d —直管内径，m；—流体流经l米直管的压力降，Pa；hf—单位质量流体流经l米直管的机械能损失，J/kg；ρ—流体密度，kg/m3；l —直管长度，m；u —流体在管内流动的平均流速，m/s。

滞流（层流）时，式中：Re —雷诺准数，无因次；μ—流体粘度，kg/(m·s)。

湍流时λ是雷诺准数Re和相对粗糙度（ε/d）的函数，须由实验确定。

由式（2）可知，欲测定λ，需确定l、d，测定、u、ρ、μ等参数。

l、d 为装置参数（装置参数表格中给出），ρ、μ通过测定流体温度，再查有关手册而得， u通过测定流体流量，再由管径计算得到。

例如本装置采用涡轮流量计测流量V（m3/h）。

可用U型管、倒置U型管、测压直管等液柱压差计测定，或采用差压变送器和二次仪表显示。

根据实验装置结构参数l、d，指示液密度，流体温度 (查流体物性ρ、μ)，及实验时测定的流量V、压差，通过式(5)、(6)或(7)、(4) 和式(2)求取Re和λ，再将Re和λ标绘在双对数坐标图上。

2．局部阻力系数ξ的测定局部阻力损失通常有两种表示方法，即当量长度法和阻力系数法。

《工程流体力学》局部阻力损失实验

《工程流体力学》局部阻力损失实验【实验目的】（1）掌握三点法，四点法测量局部阻力系数的技能；（2）通过对圆管突扩局部阻力系数的计算公式和突缩局部阻力系数的经验公式的实验验证与分析，熟悉用理论分析法和经验法建立函数式的途径。

（3）加深对局部阻力损失机理的理解。

【实验装置】在流体力学综合实验台中，局部阻力损失实验涉及的部分有局部阻力实验管、上水阀、出水阀，水泵和计量水箱等，时间及温度可由显示面板直接读出。

【实验原理】写出局部阻力前后两断面的能量方程，根据曲线推导条件，扣除沿程水头损失可得：（1）突然扩大采用三点法计算，下式中21-f h 由32-f h 按流长比例换算得出：]]2/)/[(]2/)/[(2122222111-+++-++=f ie h g au y p Z g au y p Z h]2//[21g au h ie e =ξ 理论221)/1(A A e-=ξg au h e is 2/21⋅=ξ （2）突然缩小采用四点法计算，下式中B 点为突缩点，hf4-B 由hf3-4换算得出，hfB-5由hf5-6换算得出。

实测 ])2/)/[())2/)/[(5255542444--+++--++=fB B f fs h g au Y P Z h g au Y P Z h]2//[25g au h is s =ξ经验公式235)/1(5.0A A e-=ξg au h e is 2/25⋅=ξ 【实验步骤】（1）测记实验有关的常数。

（2）打开水泵，排除实验管道中的滞留气体及测压管气体。

（3）打开出水阀至最大开度，等流量稳定后，测记测压管读数，同时用体积法计量流量。

（4）打开出水阀开度3次，分别测记压管读数及流量。

【实验数据记录】 1、记录有关常数实验装置台号_____________，水温______________。

2、实验数据表5-1 局部阻力损失系数数据表。

图解局部阻力损失一（管路局部阻力）

图解局部阻力损失一（管路局部阻力）
流体流过管道时，特别是管径发生变化或者方向发生变化时，会产生一定的能量损失，称为局部损失。

局部损失在工程的管道损失中占有很大的比重，为了数据中心的节能减排，这一部分需要引起大家的重视和关注。

一、管径改变的局部损失
1、管道突然增大，突然扩大的管子会增加较大的局部损失，导致水头损失，如图1。

图1 管径突然增大的局部阻力
改用渐扩管后，水头损失将大大减少，如图2。

图2 渐扩管的局部阻力
2、管道突然缩小，突然缩小的水头损失大部分发生在收缩断面后面的流段上，主要是收缩断面附近的旋涡区造成的，如图3。

图3 管径突然缩小的局部阻力
改用渐缩管后，局部损失大大下降，如图4
图4 渐缩管的局部阻力
二、三通管的局部损失
工程中常用的三通有两类：Y型三通和T型三通
1、合管情况
T型三通在合管情况下，汇聚处会产生一定的局部损失，如图5 图5 T型三通合管的阻力损失
减小支管与合流管之间的夹角，如采用Y型三通，三通处的局部阻力明显下降，如图6
图6 Y型三通合管的阻力损失
2、分管情况
T型三通在分管情况下，也会产生较大的局部损失，如图7
图7 T型三通分管的阻力损失
采用Y型三通后，局部阻力明显下降，如图8
图8 Y型三通分管的阻力损失
三、实际应用
下图9中，水泵的并联管路全部采用T型三通，美观度好，但局部阻力相对较大。

图9 T型三通管路应用
如果采用Y型三通，管路的局部阻力相对会较小，如图10，可以降低水泵的功耗。

图10 Y型三通管路应用。

局部阻力系数测定

局部阻力系数测定一、实验目的1、掌握三点法、四点法测量局部阻力系数的技能；2、实验验证圆管突扩局部阻力系数理论公式及突缩局部阻力系数的经验公式，熟悉局部阻力系数实验法及理论分析法的步骤；3、加深对局部阻力损失的理解。

二、实验装置图6-1 局部阻力系数实验装置图1—自循环供水器；2—实验台；3—泵；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—实验流量调节阀三、实验原理（一）突然扩大1、实验法：三点法，取1-1和2-2两个截面j f h h gv p z g v p z ++++=++-212222211122αγγ2122212121222221112)2()2(----+-=-++-++=f f j h gv v p p h g v p z g v p z h γγγgv h j221=ζ式中：γ21p p -由1、2测验管读出； 24dQv π=，Q 由体积法测量； 21-f h 由32-f h 按流长比例换算得出：取2-2和3-3截面322333222222-+++=++f h gv p z g vp z γγ γ2232p p h f -=- 由2、3测压管读出。

32322121----=l h l h f f2、理论gvh j 221ζ'=221)1(A A -='ζ （二）突然缩小1、实验法：四点法，取4-4和5-5两个截面，其中B 为突缩点j fB B f h h h gv p z g vp z +++++=++--542555244422γγ5425245454255524442)2()2(-------+-=--++-++=fB B f fB B f j h h gv v p p h h gv p z g v p z h γγγgv h j225=ζ式中：γ54p p -由4、5测验管读出； 24dQv π=，Q 由体积法测量；同理B f h -4由43-f h 按流长比例换算得出，γ4343p p h f -=- 由3、4测压管读出。

局部水头损失实验报告

测点间距；L1-2= ；L2-3= ；L3-4= ；L4-b= ；Lb-5= ；L5-6=
（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
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
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
3.加深对局部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。
2.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. 水箱
5. 溢流板 6. 稳水孔板 7突然扩大实验管段 8.测压管
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
1
2
3
4
5
突然缩小
1
2
3
4
5
六、实验结果及分析
如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！

阻力损失的计算方法

1.5阻力损失1.5.1两种阻力损失直管阻力和局部阻力化工管路主要由两部分组成：一种是直管，另一种是弯头、三通、阀门等各种管件。

直管造成的机械能损失称为直管阻力损失（或称沿程阻力损失）管件造成的机械能损失称为局部阻力注意将直管阻力损失与固体表面间的摩擦损失相区别阻力损失表现为流体势能的降低由机械能衡算式（1-42）可知：(1-71)层流时直管阻力损失流体在直管中作层流流动时，因阻力损失造成的势能差可直接由式（1-68）求出：(1-72)此式称为泊稷叶（Poiseuille)方程。

层流阻力损失遂为：(1-73)1.5.2湍流时直管阻力损失的实验研究方法实验研究的基本步骤如下：（1）析因实验－寻找影响过程的主要因素对所研究的过程作初步的实验和经验的归纳，尽可能的列出影响过程的主要因素。

对湍流时直管阻力损失，经分析和初步实验获知诸影响因素为：流体性质：密度ρ、粘度μ；流动的几何尺寸：管径d、管长l、管壁粗糙度ε（管内壁表面高低不平）：流动条件：流速u。

于是待求的关系式为：(1-74)（2）规划实验－减少实验工作量因次分析法的基础是：任何物理方程的等式两边或方程中的每一项均具有相同的因次，此称为因次和谐或因次的一致性。

以层流时的阻力损失计算式为例，式（1-73）可写成如下形式(1-75)式中每一项都为无因次项，称为无因次数群。

换言之，未作无因次处理前，层流时阻力的函数形式为：(1-76)作无因次处理后，可写成(1-77)湍流时的式（1-74）也可写成如下的无因次形式(1-78)（3）数据处理－实验结果的正确表达获得无因次数群之后，各无因次数群之间的函数关系仍需由实验并经分析确定。

方法之一是将各无因次数群（π1、π2、π3……）之间的函数关系近似的用幂函数的形式表达，(1-79)此函数可线性化为(1-80)对式（1-78）而言，根据经验，阻力损失与管长l成正比，该式可改写为(1-81)1.5.3直管阻力损失的计算式统一的表达方式对于直管阻力损失，无论是层流或湍流，均可将式（1-81）改写成如下的(1-82)形式(范宁公式），以便于工程计算。

管路上的局部阻力损失

gZ1
u12 2
p1
gZ0
u02 2
p0
对于水平管，则有： Z1 Z0
整理得到：
u02 u12
2( p1 p0 )
u02 u12 C1
2( p1 p0 )
引入校正系数C1，校正忽视能量损失带来的误差
引入压差降校正系数C2
u02 u12 C1
2( p1 p0 )
u02 u12 C1C2
5.管件与阀门
180º回弯管三通
四通
异径管
90º弯头
闸阀
截止阀
止回阀
局部阻力系数从相关手册查得
当量长度法
直管阻力损失公式
hf
l
d
u2 2
p f
hf
l
d
u2 2
非直管阻力损失如何计算？
将流体流过管件或阀门的局部阻力，折合成直径相同、长度为le的直管所产生的阻力即：
h' le u2
f
d2
p' h' le u2
孔板流量计优缺点
• 1、优点：制造简单，随测量条件变化时，更换方便。
• 2、缺点：能量损失较大。
文丘里流量计
Ao:喉管出截面积
pa
po
接U型管接U型管
体积流量与压差的关系：Vs CV A0
2( pa po )
文丘里流量计优缺点
• 1、优点：能量损失小 • 2、缺点：各部分尺寸要求严格，
由于BC和BD两管路并联 hf-BC hf-BD
(
lB C dBC
+
1)u
2 B
C
2
(
lB D dBD
+

局部阻力实验报告

局部阻力实验报告1、实验设计该实验主要是通过对一个立式方管内部，设置一个梯形卡板来观察流体流动受到不同阻力时，压力分布的变化。

通过液面高度计、流量计可以得到进出口的压力差、流量数据以及所需的液体动力粘度等数据。

2、实验过程（1）实验前：a.清空实验设备、将设备内的残留液体全部排出。

b.检查流量计、液面高度计、和管路等是否完全密封，螺旋紧固。

c.根据实验设备的需要，调整相应的参数，这里可采用调整梯形卡板高度和梯形卡板上下方的壁径比。

（2）实验中：a.首先，打开实验设备流体进口阀门，从流量计里进入一定的流体，并调节流量阀，让流量测量仪表指针始终在正常指示范围之内，尽量保证流量是恒定的。

b.接着，打开液面高度计年和差压计，并记录相应的液面高度、相应的差压计数值。

c.更改相应的梯形卡板高度和梯形卡板上下方的壁径比。

d.选择不同的流体并记录其动力粘度值。

（3）实验结束：a.实验结束后，说明实验条件并将相关的数据进行整理打印。

b.对实验设备进行检查，清理设备内的残留液体，以便下次的使用。

3、实验结果分析根据实验数据的获取，可以通过计算得到进出口的压力差，以及实验所用液体的流量数据、动力粘度和密度等。

在进行实验时，可以通过更改梯形卡板高度和梯形卡板上下方的壁径比，来获得相应的流动状态和压力分布情况。

通过对实验数据的整理分析，可以发现，在进口和出口处，压力高度的变化不大。

随着梯形卡板高度的增加，进口与出口处的两侧压差逐渐降低，而在中间的部分，则出现一个峰值，这是由于卡板的存在，导致流体在中间部位流动困难，从而出现高压区域。

同时，实验还发现，在相同的流量条件下，黏度较大的流体经过卡板时，整个区域的压力分布都比黏度较小的流体更为复杂。

4、实验结论在经过实验数据的分析之后，我们可以得出如下的结论：a.在纯流动条件下，流体经过梯形卡板时，会出现中间高压区的现象。

b.当流量相等或卡板高度相等时，黏度较大的液体的压力分布会更为复杂。