管道沿程损失实验(总)
沿程水头损失实验报告数据
沿程水头损失实验报告数据
沿程水头损失实验是一种评估流体运行损失的有效方法，广泛应用于流体力学和水力学的研究中。
它具有测量快捷、精度高的优点，在实验室中往往只需几分钟即可完成。
因此，本次实验旨在通过实验测试流体运行在涡街管道内沿程水头损失，记录下运行过程中所有相关数据，并通过分析得出结论。
本实验的实验装置及其参数如下：1.实验装置：涡街管道，涡街管道长度30 cm，内径2.5 cm；2.实验介质：重力引水管，水温20℃；3.实验参数：流量0.5L/S，沿程压力表示300mmH2O。
实验过程中，分别在涡街管道的端头和中间穿越处安装沿程压力计，以监测沿程压力变化情况，并将沿程压力数据和流量数据采集记录，以供实验分析。
实验结果如下：在实验过程中，随着流量的增加，沿程压力也随之增加，最终得到的结果与涡街管道理论分析结果接近，说明管道本身对流体的运动损失比较小，估计管道中沿程水头损失也会较小。
随着流量减小，沿程压力也会随之减小，最终结果依然较接近理论结果，说明管道本身运动损失的影响并不明显，并且沿程水头损失量也会较小。
结论：从实验结果来看，涡街管道中沿程水头损失量较小，受管道结构的影响不大。
本实验为我们提供了一种有效的方法来评估流体运行在管道内的沿程水头损失，实验结果满足数学模型的预期，表明实验结果可靠，是一项有效的实验研究。
本次实验揭示了流体运行在涡街管道内沿程水头损失状况，为实际项目设计提供了有用的参考信息。
流体力学实验沿程水头损失实验
流体力学实验沿程水头损失实验1、实验背景流体力学实验沿程水头损失实验，是检测管道内沿程水头损失的一种实验。
水头损失是指在流体穿越管道时，因管道内部阻力的影响而导致的水头的损失，有时也被称作“压降”、“水柱损失”或“支路损失”。
2、实验简介流体力学实验沿程水头损失实验，以水为试介质研究水力学系统中管段内部沿程水头损失情况。
实验中，试介质以恒定流量从原始口流进管段，然后在管段的各个流量节点处（一般为管段的头、中、尾端）测量出口水头，以计算各流量节点的沿程水头损失力学量。
3、实验装置实验装置由源池、管道段1、管道段2、准确流量计及水头测量箱组成。
在源池中放入水，流量计控制入口水流量，管道段1将水从源池传输至水头测量箱，通过水头测量箱测量出口水头，管道段2从水头测量箱传输至终端保持绝对空间关系；准确流量计用于控制入口水流量，并以L/s作为单位。
4、实验方法（1）连接实验装置：将源池、管道段1、管道段2、准确流量计及水头测量箱依正确方法接连，并安排管道段1和管道段2在上下水头测量箱之间的水管分布形状为等距、均匀曲线分布。
（2）进行实验：在管段中逐步增加流量，记录出口水头及入口流量，并计算管段沿程水头损失量。
控制流量的步进及时间间隔，根据实验要求调节，实验中流量控制最好以步进方式增加，以获得较大量程的测量结果。
（3）测量出口水头：采用水头测量箱测量出口水头，并及时记录出口水头，一般多次测量后取平均值，以真实反映出口水头。
（4）数据处理：根据测量的结果，绘制出管段入口流量-出口水头的曲线，拟合该曲线，确定各流量点沿程水头损失量。
5、实验结果探讨通过流体力学实验沿程水头损失实验可以获得管段内各流量点的沿程水头损失量，从而更客观地分析管道水力特性，为更精确地计算水力系统水头和流量，以及实施管段针对性设计提供支持。
实验一 管路沿程阻力测定
实验一 管路沿程阻力测定一． 实验目的1. 掌握流体流经管道时沿程阻力损失的测定方法。
2. 测定流体流经直管时的摩擦阻力，确定摩擦系数λ与Re 的关系3. 测定流体流经管件时的局部阻力，并求出阻力系数ξ。
4. 学会压差计和流量计的使用。
二． 实验原理 1. 沿程阻力流体在水平均匀管道中稳定流动时，由截面1到截面2，阻阻力损失表现为压强降低：pp p h f 21-=湍流十分复杂需通过实验研究。
影响阻力损失因素：密度ρ，粘度μ，管径d ，管长l ，管壁粗糙度ε，流速u 。
变量关系式：△P=f （d ，l ，μ，ρ，u ，ε） 引入λ=φ（dR e ε,）则变为：22ud l ph f λρ=∆=上式中：λ称直管摩擦系数，滞流时，λ=64/e R ;湍流时：λ与e R 关系受管壁粗糙度影响。
由伯努利方程知沿程阻力损失由R 算出：ΔP=R （ρ指-ρ水）g2. 局部阻力当量长度法：2.2u d l l h e f ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=∑∑λ l 是管路长度，∑e l 是当量长度之和。
阻力系数法：2.2uh p ξ=ξ-局部阻力系数，无因次， u-在小截面管中流体的平均速度（m/s ）p h 可由伯努利方程由读数R 求出，流速u 的计算：u=24/dV s π（m/s ）三． 实验装置与流程1. 本实验装置及设备主要参数：被测元件：镀锌水管，管长20m ，管径（公称直径）0.0021m ，闸阀D=3/4 1) 测量仪表：U 形压差计（水银指示液）；LW-15型涡轮流量计 2) 循环水泵。
3) 循环水箱。
4) DZ15-40型自动开关。
5)数显温度表2.流程四．实验操作步骤及注意事项1.打开压差计上平衡阀，关闭各放气阀。
2.启动循环水泵。
3.排气：（1）管路排气（2）测压管排气（3）关闭平衡阀，缓慢旋转压差计上放气阀排除压差计中的气泡，排气完毕，4.读取压差计零位读数。
5.开启调节阀至最大，确定流量范围，确定试验点，测量直管部分阻力和局部阻力。
沿程水头损失实验
沿程水头损失实验..
沿程水头损失实验是通过设计实验，测定水流通过水管、水槽等管道的沿程水头损失，以研究其中流体力学和输水技术问题的实验方法。
实验步骤：
1.准备实验仪器，包括水泵、流量计、压力计、水管、水槽等。
2.将实验仪器连接好，并预备好测量所需的参数，如水流量、
水管径等。
3.将水泵启动，调节流量和压力，使水流通过管道。
4.在测量各轮水头损失的同时，记录流量、压力等参数，以便
后续分析。
5.根据所得数据计算出各段水头损失的数值，并分析其原因。
实验注意事项：
1.实验中需要精确测量各项参数，如流量、压力等，以保证数
据的准确性。
2.水泵和管道等设备要保持良好的状态，以确保实验的稳定性
和精确性。
3.实验过程中需要注意安全问题，如防止水管爆裂等设备异常
情况的发生。
4.实验结束后要清理实验仪器，保持其干净整洁。
流体力学及气体动力学综合实验报告册(二)
流体力学及气体动力学综合实验实验报告册（二）班级姓名学号成绩西北工业大学动力与能源学院2015年11月实验三沿程损失实验一、实验目的1、验证沿程水头损失与平均流速的关系。
2、掌握管道沿程阻力系数λ的测量方法。
二、实验设备实验设备为沿程损失实验装置，其主要由恒压水箱、进水阀、出水阀、测压计、接水盒以及自循环供水箱等部件组成，如图3-1所示。
接水盒图3-1 沿程损失实验原理图三、实验原理四、实验方法与步骤1． 确定出水阀完全开启，进水阀半开启。
启动水泵，排出实验管道、测压计中的气泡。
2． 逐渐开启进水阀，稳定2~3分钟，观测各个测压计中液面液高，并用体积法或称重法测定流量。
每次测量流量的时间应大于10秒。
3． 调整流量，继续测量，直至进水阀全开。
4． 如此测量10次以上，其中层流流动时测量3~5次。
5． 每次实验均要测量温度。
6． 实验完毕，先关闭进水阀，然后关闭出水阀，并切断电源，整理实验现场。
五、实验成果及要求实验台号No1.记录计算有关常数：管径d = cm ，管长l = cm ， 水温t = ℃，水的密度3______/kg m ρ=。
运动粘度621.7751010.03370.000221t t υ-⨯==++2/m s2．实验数据记录与计算六、实验分析与讨论:1.什么是沿程损失，影响沿程损失的因素有哪些？2.沿程损失系数 与雷诺数Re之间有什么关系，请采用经验公式验证所计算得到的沿程损失系数。
实验四局部损失实验一、实验目的1、掌握管路中测定局部阻力系数的方法。
2、通过对圆管突扩局部阻力系数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了解。
二、实验装置实验设备为局部损失实验装置，其主要由恒压水箱、出水阀、测压计、接水盒以及自循环供水箱等部件组成，如图4-1所示。
实验管道具有突扩与突缩段，在突扩与突缩段前后设置有测压计，用来测量突扩与突缩所造成的压力损失。
水力学实验报告之沿程阻力损失实验
沿程阻力损失实验1．本实验中，沿程阻力损失就是压差计的压差，如果管道有一定的倾角，压差计的压差是否还是沿程阻力损失？为什么？现以倾斜等径管道上装设的水银多管压差计为例说明（图中A —A 为水平线）： 如图示O —O 为基准面，以1—1和2—2为计算断面，计算点在轴心处，设21v v =，∑=0j h ，由能量方程可得⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-γγ221121p Z p Z h f 111222216.136.13H H h h H h h H p p +∆-∆-∆+∆+∆-∆+-=γγ 112226.126.12H h h H p +∆+∆+-=γ∴ ()()122211216.126.12h h H Z H Z h f ∆+∆++-+=-)(6.1221h h ∆+∆=这表明水银压差计的压差值即为沿程水头损失，且和倾角无关。
2．根据实测m 值判断本实验的流区。
f h lg ～v lg 曲线的斜率m=1.0～1.8，即f h 与8.10.1-v 成正比，表明流动为层流（m=1.0）、紊流光滑区和紊流过渡区（未达阻力平方区）。
3．管道的当量粗糙度如何测得？当量粗糙度的测量可用实验的方法测定λ及e R 的值，然后用下式求解：（1）考尔布鲁克公式⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆-=λλe R d 51.27.3lg 21莫迪图即是本式的图解。
（2）S ．J 公式()[]29.074.57.ln 325.1e R d +∆=λ（3）Barr 公式 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆-=89.01286.57.3lg 21e R d λ 其中（3）式精度最高。
在反求d ∆时，（2）式开方应取负号。
也可直接由λ～e R 关系在莫迪图上查得d∆，进而得出当量粗糙度∆值。
4．实验工程中的钢管中的流动，大多为光滑紊流或紊流过渡区，而水电站泄洪洞的流动，大多数为紊流阻力平方区，其原因何在？钢管的当量粗糙度一般为0.2mm ，常温下，s cm /01.02=ν，经济流速s cm /300，若实用管径D=（20～100）cm ，其5106⨯=e R ～6103⨯，相应的d∆=0.0002～0.001，由莫迪图可知，流动均处在过渡区。
沿程阻力损失实验.
沿程阻力损失实验一、实验目的1．加深了解圆管层流和紊流的沿程阻力损失变化的规律，绘制f h lg ～v lg 曲线。
2．掌握管道沿程阻力系数的测定和应用气—水压差计及电测仪测量压差的方法。
3．将测得的Re ～ 关系值与莫迪图对比，进一步提高实验成果分析能力。
10．实验流量调节阀 11．供水管与供水阀 12．旁通管与旁通阀 13．稳压筒1．实验装置配备 ● 自动水泵与稳压器自循环高压恒定全自动供水器由离心泵、自动压力开关、气—水压力罐式稳压器等组成。
压力超高时自动停机，过低时自动开机。
为避免因水泵直接向实验管道供水而造成压力波动等影响，离心泵的输水是先进入稳压器的压力罐，经稳压后再送向实验管道。
● 旁通管与旁通阀由于本实验装置所采用水泵的特性，在供小流量时有可能时开时停，从而造成压力的波动。
为了避免这种情况出现，供水器设有与蓄水箱直通的旁通管(图中未标出)，通过分流可使水泵持续稳定运行。
旁通管中设有调节分流量至蓄水箱的阀门，即旁通阀，实验流量随旁通阀开度减小(分流量减小)而增大。
实际上旁通阀又是本装置用以调节流量的重要阀门之一。
2．压差测量方法管道沿程阻力分别由压差计和电测仪量测，低压差用水压差计量测；而高压差用电子量测仪(电测仪)量测。
三、实验原理管道沿程阻力由达西公式gv d l h f 22⋅=λ得222241212Q h K Q d l gdh v lgdh f f f=⎪⎭⎫⎝⎛=⋅=πλ l gdK 852π=对于水平等直径圆管可得)(21p p h f -=f h 由压差计和电测仪量测，低压差用水压差计量测；高压差用电子量测仪(电测仪)量测。
四、实验方法与步骤1．实验准备●检查实验装置，连接好实验设备。
●开启所有阀门，包括进水阀、旁通阀、流量调节阀。
●打开水泵防尘罩，接通电源。
●排气。
测压架端软管排气：连续开关旁通阀数次，待水从测压架中经过即可。
排气完毕，打开旁通阀。
若测压管内水柱过高，可打开测压架顶部放气阀，（所有阀门都打开，）水柱自动降落，至正常水位拧紧放气阀即可。
管路沿程阻力测定实验报告
实验名称：管路沿程阻力测定班级： 学号： 姓名：一、实验目的1、掌握流体流经管道时沿程阻力损失的测定方法。
2、测定流体流过直管时的摩擦阻力，确定摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系。
3、测定流体流过管件时的局部阻力，并求出阻力系数ξ。
4、学会压差计和流量计的使用方法。
二、实验原理流体在管内流动时，机械能的消耗包括流体流经直管的沿程阻力和因流体运动方向改变所引起的局部阻力。
1．沿程阻力流体在水平均匀管道中稳定流动时，阻力损失表现为压力降低。
即：h f = ρfP ∆=22u d l λ= ρ21p p -， λ=22u P l d f∆⋅⋅ρ ， Re =μρ⋅⋅u d , △P=R （水水银ρρ-）g湍流流动时，影响阻力损失的因素十分复杂，目前尚不能完全用理论的方法求解，必需通过实验研究其规律。
为减少实验工作量，扩大实验结果的应用范围，可以采用因次分析法将各个变量综合成准数关系式。
影响阻力损失的因素有：1） 流体性质：密度ρ，粘度μ；2） 管路的几何尺寸：管径d ，管长l ，管壁粗糙度ε； 3） 流动条件：流速u式中：-d 管径 m ；-l 管长 m ；-u 流速 m / s ；-ρ流体的密度 kg / m 3；-μ流体的粘度 N ·s / m 2；-∆f P 直管阻力引起的压强降 Pa 。
雷诺数Re 定义是：层流时：λ=64/ Re ; 湍流时：λ与Re 和ξ/d 有关。
须由实验确定。
2．局部阻力系数ξ的测定： 22'u P h ff ξ=∆='ρ2'2u P f ∆⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ρξ式中：ξ-局部阻力系数，无因次；-∆'f P 局部阻力引起的压强降，Pa ；-'f h 局部阻力引起的能量损失，J ／kg 。
三、实验装置流程1．本实验装置及设备主要参数：被测元件：镀锌水管，管长2.0m ，管径（公称直径）0.021m ；闸阀D=¾。
测量仪表：U 压差计（水银指示液）；LW-15型涡轮流量计（精度0.5级，量程0.4~4.0m 3/ h ，仪器编号Ⅰ的仪表常数为599.41（次/升），仪器编号为Ⅱ的仪表常数为605.30（次/升），MMD 智能流量仪）。
管路沿程阻力测定实验报告
实验一管路沿程阻力测定一实验目的1. 掌握流体流经管道时沿程阻力损失的测定方法。
2. 测定流体流过直管时的摩擦阻力，确定摩擦系数3. 测定流体流过管件时的局部阻力，并求出阻力系数4. 学会压差计和流量计的使用。
二实验原理流体在管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地会引起压 强损耗。
这种损耗包括流体流经直管的沿程阻力以及流体流动方向的改变或因管 子大小、形状的改变所引起的局部阻力。
1. 沿程阻力称为直管摩擦系数，滞留时，；湍流时， 与R e 的关系受管壁粗糙度的影响, 需由实验测得。
64 R e根据伯努利方程可知，流体流过的沿程阻力损失，可直接得出所测得的液柱压 差计度数R （m ）算出：p R 指-水g2）阻力系数法h pE -局部阻力系数，无因次；u-在小截面管中流体的平均流速（m/s ）三实验装置与流程1.本实验装置及设备主要参数：被测元件：镀锌水管，管长2.0m ，管径（公称直径）0.021m ；闸阀D=3/4.1）测量仪表：U 型压差计（水银指示液）；LW — 15型涡轮流量计（精度0.5级, 量程0.4~4.0m /h,仪器编号I 的仪表常数为 599.41 （次/升），仪器编号II 的仪表常数为605.30 （次/ 升）, MM 智能流量仪）。
与Re 的关系2.局部阻力 1）当量长度法h fl e d2） 循环水泵。
3） 循环水箱。
4） DZ15-40型自动开关。
X- 2X 流体流动阻力损失实验流程图1) 水箱 6 ）放空阀 11 ）取压孔 2) 控制阀 7 ）排液阀 12 ）U 形压差计 3) 放空阀8 ）数显温度表 13 ）闸阀 4) 5) U 形压差计 平衡阀 9 ）泵10）涡轮流量计14取压孔四实验操作步骤及注意事项1. 水箱充水至80%2. 仪表调整（涡轮流量计、MM 智能流量计仪按说明书调节）3. 打开压差计上平衡阀，关闭各放气阀。
4. 启动循环水泵（首先检查泵轴是否转动，开全阀 13,全关阀2,后启动）。
沿程水头损失实验报告数据
沿程水头损失实验报告数据沿程水头损失实验是水力学中常用的实验方法，被用于对管径和高程曲线计算沿程水头损失。
本文具体报告了按照所提供规范实施沿程水头损失实验的详细情况，以及其结果。
实验前准备：本次实验所使用的设备主要有水压计、水表、吸水流量计和自由流水管等。
实验分为三步进行：恒定流量测定实验、测量沿程水头损失实验、多段测量沿程水头损失实验。
每步实验皆持续6h，共完成18小时实验。
流量断面示意图如下所示。
实验中，我们先以较慢的流量、可调速度推动水泵，通过部分控制水管上端风阀，调节待测管道内流速，以测量出管道内物理参数。
然后，用水压计对管道多处进行水压测量，一段段地完成沿程水头损失的测量工作。
实验数据如下所示：
节点高程(m) 沿程水头损失(m)
P1 0.0 <0.09
P2 2.2 <0.075
P3 4.4 0.089
P4 6.6 0.088
P5 8.8 <0.090
实验结果表明，沿程水头损失一般较小，表示水管内物理参数变化不太大，流量分布均衡。
总之，本次沿程水头损失实验取得了良好的结果，可作为管径和高程曲线计算沿程水头损失的参考。
另外，分析报告中还根据实验结论提出了改进设计建议，如采用高效水泵，采用最新技术，分析流线，改善水位计等等，以期提高管道内的流量稳定性，减少流量的波动，降低水头的损失。
通过这次沿程水头损失实验，我们可以得出结论，该实验工作取得了良好的结果，可提供有效的决策依据，帮助客户准确评估工程问题所需要采取的措施。
同时，本次实验也为后续相似实验提供了一定的参考价值，可供他人查阅、研究和参考。
沿程水头损失实验..
沿程水头损失实验..
沿程水头损失实验是十分重要的实验，它能帮助科学家和工程师深入了解水流在管道或其它结构物中的流动行为。
这个实验可以帮助我们准确地测量水流系统中的水头损失，从而更好地了解水力学原理，并能够更有效地设计水力结构物。
实验流程：
1.准备实验设备--实验的基本设备有测试计量罐，释放罐，测量管，连接管和夹紧螺丝。
2.准备液体--在进行实验前，在测试计量罐中加满水。
3.安装并组装测试设备—将实验设备安装好，把测试计量罐下方装上释放罐，再把测量管安装到水管上，在释放罐和测量管之间连接一根管。
4.测量流量和水头损失--把实验设备调节到想检测的流量，然后使用流量测量仪器测量释放罐上的流量和测量管上的水头损失，从而计算出水头损失和流量之间的关系。
5.记录结果--根据实验结果，用网格纸记录实验结果，然后将其作为参考，用曲线图表示出来。
这个实验能够帮助我们更准确地研究水流在管道中的水头损失，从而对水力学模型有更深入的理解，为设计水力结构提供参考。
沿程损失的简单分析
管道流动沿程损失的数值模拟及实验一、 背景流体在管道中流动时， 存在一定的能量损失，为克服摩擦阻力而损耗的能量称为沿程损失。
沿程损失与管道长度、管径、粗糙度及流体的流速都存在一定的关系。
二、原理如图所示，当流体从1点流至2点时，其流体的总能量（动能、压能和势能）将降低。
根据伯努利方程：2212112222l j V V p gz p gz E E ρρρρ++=++++（1.1）式中，111,,V p z 分别为1点处的流速、压强和高度；222,,V p z 分别为2点处的流速、压强和高度；ρ为流体的密度；g 为重力加速度；,l j E E 分别为沿程和局部能量损失。
沿程能量损失是指流体在直径不变的管道中流动，流动未发生急变时的能量损失。
用量纲分析的方法，沿程能量损失可用下面公式来计算：(Re)21),,,,(E 2λρμρd lV V d l f l ==，其中，l ，d 分别为管道的长度和直径；λ为沿程阻力系数，是雷诺数Re （Re Vd ν=，ν为流体的运动粘性系数）的函数。
三、 数值模拟用FLUENT 软件进行数值模拟，计算沿程阻力系数的方案：12（1）几何模型：建立三维管道模型，设置管径d=50mm ， l=20d=1m 如下图（1）：1 d 2图（1）（2）网格划分与计算：划分网格时，由于在边界上参量变化较大，边界层上网格应加密，设置相关系统参数后进行计算。
总体网格划分：边界层加密：·分析，直径d=0.5，根据边界 层与雷诺数和管道尺寸的关系2/1Re ~)(-d v d d δ，得出，边界层的厚度为0.01左右，如图 所示加密边界层。
lV（3）结果分析：对截面1、2进行分析，根据伯努利方程： 2212112222l j V V p gz p gz E E ρρρρ++=++++，由于从截面1到截面2没有截面突扩，没有高度差，管道尺寸也没有发生改变，则管道的局部损失0=j E ，两截面高度差021=-=∆z z z ，两截面处的速度V V V ==21，故沿程损失21p p E l -=，得沿程阻力系数221)(2lVdp p ρλ-=。
重大流体力学实验5(沿程水头损失)
1）关闭压差计连通管上的止水夹，全开流量调节阀，15秒时间测算流量、测读电测仪读数、测量水体的温度。
2）逐步关小循环水泵上的旁通阀，使电测仪读数第一次递增150cm，第二次关闭，分别记录相应数据。
五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)
沿程水头损失与沿程阻力系数计算表
序号
体积V/
时间t/s
371.14
27.4
0.00850
30000
103
7
1816
7.2
252.2
664.79
27.9
0.00840
55000
283
8
1534
4.8
319.6
842.46
28.5
0.00829
71000
407
六、实验结果及分析
流量Q/( /s)
流速v/(cm/s)
水温T/
黏度 /(c /s)
雷诺数Re
压差计读数
沿程水头损失 /cm
沿程阻力系数
Re<2000 =64/Re
1
460
180
2.56
6.75
24.8
0.009
520
23.6
23.3
0.3
0.12
2
808
180
4.49
11.84
25.9
0.00898
916
23.7
23.1
4、分析沿程阻力系数与雷诺数 的关系。
二、实验原理
两过流断面之间的总水头损失等于沿程损失，等于两断面的测压管水头差。 ，有压圆管流的沿程水头损失计算公式变为：
在层流运动中，沿程阻力系数为：
管道沿程损失实验
实验三 管道沿程损失实验实验类型：验证性实验 学时: 2适用对象：热能与动力工程专业、建筑环境与设备工程专业、环境工程专业、测控技术与仪器专业一、实验目的1、通过实验理解和掌握管道沿程损失的计算方法；2、了解沿程损失的影响因素。
二、实验要求1、掌握管道沿程损失系数与雷诺数和管壁相对粗糙度间的定性和定量关系；2、学会用三角堰测量流量的方法和波纹管差压计的使用方法。
三、实验原理1、沿程损失的表达式流体沿等直径管道流动时，将产生沿程损失f h ，f h 与管长L 、管内径d 、管壁当量粗糙度∆、平均流速、流体密度、动力粘度及流态间存在一个复杂的函数关系。
根据相似原理分析，f h 可表示如下：2f Re,2L h f d d g υ∆⎛⎫= ⎪⎝⎭令 Re,f d λ∆⎛⎫= ⎪⎝⎭则 gd L h 22f υλ= （3-1）式中——沿程损失系数。
2、沿程损失的测量原理沿程损失f h 由实验方法求得。
在水平实验管道的两个测点处，取和两个缓变流截面，以管道中心线为基准面，则管内不可压缩定常流动在两缓变流面间的伯努利方程为：f 2222211122h gg p z g g p z +++=++υρυρ（3-2）由于管道水平放置，故上式中，z 12；同时因实验管道为等直径圆管，所以有gg222221υυ=。
因此，式（3-2）可改写为：gp p h ρ21f -=（3-3）式中 ()12p p -——两缓变流截面间的压强差（），由波纹管差压计测得。
实验管道内的平均流速由三角堰所测流量及管道内径计算求得：24πVq d υ=（3-4）实验管道两测点间的长度L 和管道内径d 均已知，因此，可求出该管道在某一工况下的沿程损失系数：2f2υλL gdh =（3-5）通过调节实验管道上流量调节阀的开度可改变管道内流体的平均流速，从而可测得不同数下的沿程损失系数。
3、沿程损失的变化规律沿程损失f h 服从以下四种不同的规律： （1）层流区沿程损失f h 与平均流速成一次方关系，可按下式计算：Re64=λ ， 2300Re < （3-6）（2）紊流水力光滑管区沿程损失f h 与平均流速的1.75次方成正比，可按下面的经验公式计算：25.03164.0Re=λ ，5400010Re << （3-7）0.2370.2210.0032Reλ=+，5610310Re <<⨯ （3-8）（3）紊流水力粗糙管过渡区沿程损失f h 与平均流速的（1.75~2）次方成正比，可按下面的经验公式计算：21g()3.7d Re λλ∆=-+ ，8/70.8526.9841602d d Re ⎛⎫⎛⎫<< ⎪ ⎪∆∆⎝⎭⎝⎭（3-9）式中 Δ——绝对粗糙度。
沿程水头损失实验报告
沿程水头损失实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过实际操作，探究沿程水头损失的特点和规律，加深对流体力学中水头损失的理解，并提高实验操作技能。
二、实验原理。
沿程水头损失是指流体在管道中流动过程中由于摩擦力和局部阻力等因素导致的水头损失。
根据伯努利方程，流体在不同位置的水头损失可表示为Δh=ΣhL，其中Δh为总水头损失，ΣhL为各种损失的总和。
在实际管道中，水头损失主要包括摩擦损失、局部阻力损失和突然扩大或收缩处的损失。
三、实验仪器和设备。
1. 水泵。
2. 直径不同的管道。
3. 流量计。
4. 压力表。
5. 水桶。
6. 水尺。
7. 实验台架。
四、实验步骤。
1. 将水泵接通电源，使其工作正常。
2. 将流量计、压力表等设备连接到管道上。
3. 打开水泵，调节流量，记录不同流速下的压力和水位。
4. 根据实验数据计算不同位置的水头损失。
5. 对实验数据进行分析和总结。
五、实验数据及结果。
通过实验测得不同流速下的压力和水位数据，根据实验数据计算得到不同位置的水头损失。
实验结果表明，在管道内部摩擦力较大的地方，水头损失较大；而在突然扩大或收缩处，水头损失也较为显著。
实验数据与理论计算结果基本吻合，验证了水头损失的特点和规律。
六、实验分析。
通过本次实验，我们深刻认识到了沿程水头损失的特点和规律。
在实际工程中，合理减小水头损失对于提高管道输送效率至关重要。
因此，我们需要在设计和施工中充分考虑水头损失的影响因素，采取有效措施减小水头损失，确保管道运行的稳定和高效。
七、实验总结。
本次实验通过实际操作，深入探究了沿程水头损失的特点和规律，加深了对流体力学中水头损失的理解。
通过实验数据的分析和计算，验证了水头损失的影响因素和计算方法。
在今后的学习和工作中，我们将继续努力，不断提高实验操作技能，加深对流体力学理论知识的理解，为工程实践提供坚实的理论基础和技术支持。
八、参考文献。
1. 《流体力学》，朱光华，清华大学出版社。
2. 《流体力学实验指导》，李强，北京大学出版社。
最新实验报告：管路沿程水头损失实验
最新实验报告：管路沿程水头损失实验
实验目的：
本实验旨在研究管路系统中水流沿程水头损失的规律，验证达西-韦斯
巴赫方程，并探讨不同管径、流速和管道材料对沿程水头损失的影响。
实验设备：
1. 稳态水流装置一套，包括不同管径的管道、流量计、压力传感器等。
2. 水泵，用于提供稳定的水流。
3. 数据采集系统，用于记录压力和流量数据。
4. 直尺，用于测量管道长度。
5. 计时器，用于测量水流通过特定距离的时间。
实验方法：
1. 根据实验要求选择合适的管道，并安装好流量计和压力传感器。
2. 开启水泵，调节至预定流速，使水流通过管道。
3. 使用数据采集系统记录不同管道长度下的压力和流量数据。
4. 重复实验，改变流速和管道直径，收集多组数据。
实验结果：
1. 通过实验数据，绘制出沿程水头损失与管道长度的关系图。
2. 利用达西-韦斯巴赫方程计算理论值，并与实验数据进行比较，分
析误差来源。
3. 分析不同管径、流速对沿程水头损失的影响，得出相关性结论。
4. 探讨管道材料对水头损失的影响，对比不同材料管道的实验结果。
实验结论：
实验结果表明，沿程水头损失与管道长度、流速和管径有关。
通过对
比实验数据和理论计算，验证了达西-韦斯巴赫方程的适用性。
此外，
实验还发现，管道材料的粗糙度对沿程水头损失有显著影响。
通过本次实验，可以为管路设计和水力计算提供参考依据。
沿程水头损失实验报告
沿程水头损失实验报告沿程水头损失实验报告引言：沿程水头损失是指水流在河道或管道中流动过程中由于摩擦、扩散等原因而损失的能量。
对于水力工程设计和水资源管理来说，准确测定和计算沿程水头损失至关重要。
本实验旨在通过实际操作和数据分析，探究沿程水头损失的特点和影响因素。
实验设备和方法：本次实验使用了一条模拟河道和一台流量计。
实验过程如下：1. 将流量计安装在模拟河道的起点，并校准流量计，确保测量结果准确可靠。
2. 在模拟河道的不同位置设置测点，并测量每个测点处的水位和流量。
3. 根据实测数据，计算出每个测点处的水头。
实验结果与分析：通过实验测量和数据分析，我们得到了以下结果：1. 沿程水头损失随着流动距离的增加而逐渐增大。
这是由于水流在河道或管道中摩擦阻力的存在，使得水流的动能逐渐转化为内能而损失掉。
2. 沿程水头损失与水流的流速和管道材料有关。
在相同流速下，不同材料的管道会产生不同的摩擦阻力，从而导致不同程度的水头损失。
3. 沿程水头损失还与河道或管道的形状和横截面积有关。
当河道或管道的横截面积变化较大时，水流的速度和压力也会发生变化，从而导致水头损失的增加。
4. 沿程水头损失还与流量的大小有关。
在相同河道或管道条件下，流量越大，摩擦阻力越大，水头损失也就越大。
结论：通过本次实验，我们深入了解了沿程水头损失的特点和影响因素。
在实际水力工程设计中，准确测定和计算沿程水头损失对于保证工程的安全运行和有效利用水资源至关重要。
因此，我们应该根据实际情况选择合适的计算方法和模型，以减小水头损失，提高水力工程的效益。
进一步研究：虽然本实验对沿程水头损失进行了初步的探究，但仍有许多方面可以进一步研究。
例如，可以通过改变河道或管道的形状、材料和横截面积，来研究它们对水头损失的影响。
同时，可以探究不同流量下的水头损失规律，并与理论模型进行比较，以验证模型的准确性和适用性。
结语：沿程水头损失是水力工程中一个重要的问题，对于保证工程的安全运行和有效利用水资源具有重要意义。
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实验三 管道沿程损失实验
实验类型：验证性实验 学 时: 2
适用对象：热能与动力工程专业、建筑环境与设备工程专业、环境工程专业、测控技术与仪器专业
一、实验目的
1、通过实验理解和掌握管道沿程损失的计算方法；
2、了解沿程损失的影响因素。
二、实验要求
1、掌握管道沿程损失系数与雷诺数和管壁相对粗糙度间的定性和定量关系；
2、学会用三角堰测量流量的方法和波纹管差压计的使用方法。
三、实验原理
1、沿程损失的表达式
流体沿等直径管道流动时，将产生沿程损失f h ，f h 与管长L 、管内径d 、管壁当量粗糙度∆、平均流速υ、流体密度ρ、动力粘度μ及流态间存在一个复杂的函数关系。
根据相似原理分析，f h 可表示如下：
2f Re,2L h f d d g υ∆⎛
⎫= ⎪⎝⎭
令 Re,
f d λ∆⎛
⎫= ⎪⎝⎭
则 g
d L h 22
f υλ= （3-1）
式中 λ——沿程损失系数。
2、沿程损失的测量原理
沿程损失f h 由实验方法求得。
在水平实验管道的两个测点处，取I-I 和II-II 两个缓变流截面，以管道中心线为基准面，则管内不可压缩定常流动在两缓变流面间的伯努利方程为：
f 2
2
22211122h g
g p z g g p z +++=++
υρυρ （3-2）
由于管道水平放置，故上式中，z 1=z 2；同时因实验管道为等直径圆管，所以有g
g
222
2
2
1υυ=。
因此，式（3-2）可改写为：
g
p p h ρ2
1f -=
（3-3）
式中 ()12p p -——两缓变流截面间的压强差（Pa ），由波纹管差压计测得。
实验管道内的平均流速υ由三角堰所测流量及管道内径计算求得：
2
4πV
q d
υ=
（3-4）
实验管道两测点间的长度L 和管道内径d 均已知，因此，可求出该管道在某一工况下
的沿程损失系数：
2
f
2υ
λL gdh =
（3-5）
通过调节实验管道上流量调节阀的开度可改变管道内流体的平均流速υ，从而可测得不同Re 数下的沿程损失系数。
3、沿程损失的变化规律
沿程损失f h 服从以下四种不同的规律： （1）层流区
沿程损失f h 与平均流速成一次方关系，λ可按下式计算：
Re
64
=
λ ， 2300Re < （3-6）
（2）紊流水力光滑管区
沿程损失f h 与平均流速的1.75次方成正比，λ可按下面的经验公式计算：
25
.03164.0Re
=
λ ，5
400010Re << （3-7）
0.237
0.2210.0032Re
λ=+
，56
10310Re <<⨯ （3-8）
（3）紊流水力粗糙管过渡区
沿程损失f h 与平均流速的（1.75~2）次方成正比，λ可按下面的经验公式计算：
)
3.7d ∆=-+ ，8/7
0.85
26.9841602d d Re ⎛⎫
⎛⎫
<< ⎪ ⎪
∆∆⎝⎭
⎝⎭
（3-9）
式中 Δ——绝对粗糙度。
（4）紊流水力粗糙管区（平方阻力区）
沿程损失f h 与平均流速的平方成正比，λ可按下面的经验公式计算：
2
141g 3.7d λ=
⎡⎤⎛⎫ ⎪⎢⎥
∆⎝⎭⎣⎦
或 21
(21g 1.74)
2d λ=+∆
， 0.85
41602d Re ⎛⎫
> ⎪∆⎝⎭
（3-10）
根据雷诺数Re 及管壁相对粗糙度，用上述四个区域的经验公式计算出不同流动状态下的沿程损失系数λ，并与实验测得的沿程损失系数进行比较，若偏差太大，试分析原因。
四、实验所需仪器、设备、材料（试剂）
1、实验用水循环系统
本实验用水为一循环系统，装置如图3-1所示。
图3-1 实验用水循环系统图
1—高位恒位水箱；2—上水管；3—供水管；4—实验管路；5—水源泵组；6—三角堰；7—溢流管。
在图3-1所示的实验室地下，有一个容积为150m3的地下水库，由水源泵组5将水库中的水经上水管2打入五楼恒位水箱1保持恒定水位。
恒位水箱中的水，一部分经供水管3供实验系统使用，经过实验管道4和流量测量水箱6后流回到地下水库；另一部分则通过溢流管7进入地下水库，形成一个水循环系统。
2、沿程损失实验装置
该实验装置由实验管路、三角堰流量测量水箱及波纹管差压计等设备组成，如图3-2所示。
该装置中的实验段分别为Φ50mm的镀锌钢管和Φ20mm黄铜管，两测点间长度L=6m。
三角堰流量计如图3-3所示，该三角堰为直角堰，即
2
θ
=45︒。
三角堰流量水箱外侧装有连通玻璃管和标尺，连通玻璃管内的水位指示三角堰中的水位，水位变化高度可从标尺上读出，即∆H ＝H －H 0（m ），称为堰顶淹深。
其中H 为某一测量工况下的连通玻璃管标尺读数，单位为mm ；H 0为堰顶水位起始值（如图3-3所示），对于1＃实验台H 0＝153mm ，2＃实验台H 0=156mm 。
按下式即可求出体积流量V q 值。
侧视图
主视图
图3—3 三角堰流量计示意图
52
1.4tg
2
V q H θ
=∆ （m 3/s ）
（3-11）
五、实验预习要求、实验条件、方法及步骤
1、实验前复习教材中与沿程损失相关的理论知识。
2、实验步骤
本实验涉及高位恒位水箱、水源泵、地下水库及各种管道。
实验系统较为庞大，因此，实验时必须注意按步骤进行。
（1）启动水源泵，向五楼高位恒位水箱供水，等溢流水返回地下水库时，稳定5分钟后再进行实验。
（2）黄铜管沿程损失实验
① 实验时，通过调节阀的开度来改变流量，实验顺序规定流量由小到大，共进行15个工况点的测量。
记好黄铜管上的调节阀手轮的初始位置，每次开启调节阀手轮1/2周，开启时必须缓慢。
② 调节阀开启后，当有流体经过堰顶时，待三角堰流量水箱液面稳定后，读出连通管标尺读数和差压计读数，记录在表3-1a 中，作为第一个工况点。
依次记录其它工况点，方法同上。
③ 待所有工况点测量完毕后，记录下水温，关闭流量调节阀，使连通管标尺读数接近
H O 后，准备下一组实验。
（3）镀锌管沿程损失实验
其方法和步骤与黄铜管沿程损失实验相同，共测量15个工况点，并将实验数据记录在表3-1b 中。
实验中注意以下事项：
① 水源泵启动时，首先检查电机、开关柜和水泵是否处于备用状态，若处于备用状态，方可启动；
② 实验中要保持水流恒定，不可随意改变调节阀阀门开度；
③ 由于水流的脉动作用，压差计读数略有波动，读数时可取其平均值；
④ 实验时，要确保差压计及联接胶管中没有气泡，以免造成测量误差。
发现有气泡时，应将差压计上的排气阀阀门由小到大慢慢打开，将管内气体排除。
（4）依据表3-1a 和表3-1b 进行实验数据处理，记录在表3-2a 、表3-2b 和表3-3
中，并将f Re d λ∆⎛⎫
= ⎪⎝
⎭，曲线绘制在双对数坐标纸（图3-4）上。
六、思考题
1、由实验结果分析流体处于何种流态：层流还是紊流？若为紊流流态，又处在哪种流
动区域？
2、为什么采用双对数坐标绘制Re -λ曲线？
附：《管道沿程损失实验》结果与数据处理用表
1．实验原始数据记录表
表3-1a（黄铜管）实验原始数据记录
水堰初始水位H0：mm 差压计满量程：kPa 实验台编号：＃
按水温为10 ℃查得水的运动粘度v＝ 1.308E-6 m2/s
表3-1b（镀锌管）实验原始数据记录
水堰初始水位H0：mm 差压计满量程：kPa 实验台编号：＃
按水温为10 ℃查得水的运动粘度v＝ 1.308E-6 m2/s
2．实验计算结果用表
根据流量
q计算出平均流速υ，再根据υ及h f计算出λ值，记入表3-2中。
V
表3-2a（黄铜管）实验计算结果
表3-2b（镀锌管）实验计算结果
3．实验计算结果汇总表
表3-3 实验计算结果汇总
..页脚.
4．对数坐标纸（以此绘制()/f Re d λ=∆，曲线）
Re
2 3 4 5
6
7 8
9
2 3 4 5 6 7 8
9 104 105
106
λ
0.1
0.08
0.07
0.06
0.05
0.04
0.03
0.02
0.09
0.01 λ
0.1
0.08 0.07
0.06
0.05
0.04
0.03
0.02
0.09 0.01
8 9 21
图3 4 双对数坐标..页脚.
.。