局部阻力损失实验报告
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。
局部阻力实验报告
局部阻力实验报告概述在物理学中，阻力是指物体在运动中受到的阻碍其前进速度的力量。
本实验旨在通过对局部阻力的观察与分析，深入了解物体受到的阻力与各种因素的关系。
实验目的1. 通过实验观察，了解不同形状、不同材质物体受到的阻力大小有何差异；2. 探究不同物体在相同条件下受到阻力时的运动规律。
实验设备与材料1. 床单或大块布料；2. 钢珠或小球（两个）；3. 牛尾巴毛或羽毛（两根）；4. 溶液容器（一个）；5. 水（适量）。
实验原理1. 阻力的定义与影响因素：阻力是物体在流体或其他介质中前进时遇到的阻碍力量。
其大小与物体运动速度、物体形状、物体表面积、介质的粘稠度等因素有关。
通常可以通过安培法进行测量。
2. 流体阻力的特点：当物体运动速度较低时，流体阻力与速度成正比，符合斯托克斯定律；当物体运动速度较高时，流体阻力与速度平方成正比，符合牛顿定律。
实验过程1. 制备实验装置：将布料铺在光滑的实验台上，将溶液容器放在布料上。
2. 求解钢珠阻力：将一个钢珠放入溶液容器中，观察其在水中的运动情况。
通过观察钢珠在水中的速度变化，可以推测出阻力的大小。
进一步改变钢珠的半径，重复实验，得出与半径大小和速度的关系。
3. 求解球形阻力：将一个小球放入溶液容器中，观察其在水中的运动情况，并记录下其速度变化。
通过观察小球在水中的速度变化，可以推测球形物体受到的阻力大小。
4. 求解羽毛阻力：将一根牛尾巴毛和一根羽毛放入溶液容器中，观察它们在水中的运动情况。
对比两种物体在相同条件下受到的阻力差异，得出结论。
实验结果分析1. 钢珠实验：根据观察发现，钢珠半径越大，则在相同条件下受到的阻力越大。
这是因为钢珠半径增大，有效面积增加，与流体接触面积增加，从而增大了阻力。
2. 球形实验：通过观察小球在水中的运动情况，发现小球在初速度较快的情况下，逐渐减速直至停止。
这说明小球受到了一个与速度平方成正比的阻力。
根据牛顿定律，可以得出速度越大，受到的阻力越大的结论。
流体流动阻力的测定实验报告
流体流动阻力的测定实验报告一、实验目的1、掌握测定流体流经直管和管件时阻力损失的实验方法。
2、了解摩擦系数λ与雷诺数 Re 之间的关系。
3、学习压强差的测量方法，掌握 U 形管压差计和倒 U 形管压差计的使用。
4、熟悉实验装置的结构和操作流程。
二、实验原理流体在管内流动时，由于内摩擦力的存在会产生阻力损失。
阻力损失包括沿程阻力损失和局部阻力损失。
沿程阻力损失是由于流体在直管中流动时，流体层之间的内摩擦力以及流体与管壁之间的摩擦力所引起的能量损失。
其计算公式为：＄h_f ＝＼lambda ＼frac{l}｛d} ＼frac{u^2}｛2}＄，其中$h_f$为沿程阻力损失，＄＼lambda$为摩擦系数，＄l$为直管长度，＄d$为管道内径，＄u$为流体流速。
摩擦系数$＼lambda$与雷诺数 Re 有关，雷诺数$Re ＝＼frac{du\rho}｛＼mu}＄，其中$＼rho$为流体密度，＄＼mu$为流体粘度。
在层流区，＄＼lambda ＝＼frac{64}｛Re}＄；在湍流区，＄＼lambda$与 Re 及相对粗糙度$＼frac{＼varepsilon}｛d}＄有关，可通过实验测定。
局部阻力损失是由于流体流经管件（如弯头、三通、阀门等）时，由于流道的突然改变而引起的能量损失。
其计算公式为：＄h_j ＝＼xi ＼frac{u^2}｛2}＄，其中$h_j$为局部阻力损失，＄＼xi$为局部阻力系数。
三、实验装置本实验装置主要由水箱、离心泵、不同管径的直管、各种管件（弯头、阀门等）、U 形管压差计、倒 U 形管压差计、温度计、流量计等组成。
水箱用于储存实验流体，离心泵提供流体流动的动力。
直管和管件用于产生沿程阻力和局部阻力。
U 形管压差计和倒 U 形管压差计用于测量流体流经直管和管件前后的压强差。
温度计用于测量流体温度，流量计用于测量流体流量。
四、实验步骤1、熟悉实验装置，了解各设备的名称、用途和操作方法。
2、检查装置各连接处是否密封良好，确保无泄漏。
流体流动阻力的测定实验报告
流体流动阻力的测定实验报告一、实验目的1、掌握流体流经直管和管件时阻力损失的测定方法。
2、了解摩擦系数λ与雷诺数 Re 之间的关系。
3、学习压强差的测量方法和数据处理方法。
二、实验原理流体在管内流动时，由于黏性的存在，必然会产生阻力损失。
阻力损失包括直管阻力损失和局部阻力损失。
1、直管阻力损失根据柏努利方程，直管阻力损失可表示为：＼（h_f ＝＼frac{＼Delta p}｛ρg}＼）其中，＼（h_f\）为直管阻力损失，＼（＼Delta p\）为直管两端的压强差，＼（ρ\）为流体密度，＼（g\）为重力加速度。
摩擦系数\（λ\）与雷诺数\（Re\）及相对粗糙度\（＼frac{＼epsilon}｛d}＼）有关，其关系可通过实验测定。
当流体在光滑管内流动时，＼（Re ＜ 2000\）时，流动为层流，＼（λ ＝＼frac{64}｛Re}＼）；＼（Re ＞ 4000\）时，流动为湍流，＼（λ\）与\（Re\）和\（＼frac{＼epsilon}｛d}＼）的关系可由经验公式计算。
2、局部阻力损失局部阻力损失通常用局部阻力系数\（＼zeta\）来表示，其计算式为：＼（h_f' ＝＼frac{＼zeta u^2}｛2g}＼）其中，＼（h_f'＼）为局部阻力损失，＼（u\）为流体在管内的流速。
三、实验装置1、实验设备本实验使用的主要设备包括：离心泵、水箱、不同管径的直管、各种管件（如弯头、三通、阀门等）、压差计、流量计等。
2、实验流程水箱中的水经离心泵加压后进入实验管路，依次流经直管和各种管件，最后流回水箱。
通过压差计测量直管和管件两端的压强差，用流量计测量流体的流量。
四、实验步骤1、熟悉实验装置，了解各仪器仪表的使用方法。
2、检查实验装置的密封性，确保无泄漏。
3、打开离心泵，调节流量至一定值，稳定后记录压差计和流量计的读数。
4、逐步改变流量，重复上述步骤，测量多组数据。
5、实验结束后，关闭离心泵，整理实验仪器。
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。
局部阻力系数实验报告
局部阻力系数实验报告
本实验报告是基于研究局部空气阻力系数研究而撰写。
首先，实验室进行局部空气阻力系数的应力测试，其目的是为了获得空气的阻力系数。
其次，实验室采用了一种名为“局部空气阻力系数模拟实验”的物理实验方法，目的在于获取模拟实验中不同表面结构及条件下局部空气阻力系数的数值。
实验室研究了不同表面和条件下的空气阻力系数。
实验室实施基于该方法的空气阻力系数测量，在不同的条件下，实验室建造了各种不同的空气阻力模型，包括使用板材、柱杆和龙门架结构，测试了不同尺寸和几何构型的空气流条件下的局部空气阻力系数。
各测试试验的数据和实验结果报告由实验室提供，其中包括空气阻力模型各种参数、测试条件（即空气流速、压力状态、温度以及流体介质）以及各结构物表面状态等。
测量得到的数据用于计算各种表面构造结构介质空气阻力系数。
实验结果表明，不同表面构造和不同条件下的空气阻力系数均呈显著差异。
在同一表面构造的情况下，空气流的速度越快，局部空气阻力系数也越大。
压力及温度的变化也会引起空气阻力系数的增长，以及表面凹凸状态的变化也会导致阻力系数的变化。
同样的，空气的动力学性质也会影响空气阻力系数的值。
总之，通过本次对局部空气阻力系数文献研究，得到了一系列有助于深入理解和研究局部空气阻力系数特性的实验结果。
这些结果为现有空气动力学研究提供了有益的实验经验基础，可以为未来的空气动力学方面的研究提供重要的参考。
局部阻力损失实验报告
D1=D5=1.4cm D2=D3=D4=2.0cm L1-2=20.0cm L2-3=19.8cm
L3-b=6.5cm Lb-4=3.5cm L4-5=20.0cm
e
(1
A1 A2
)2
0.2601，
s
'
1.2255
A5 A3
4
2.2096
A5 A3
Hje(cm) ζe
2.49 2.58 1.77 1.65 1.21
0.2361 0.2619 0.2009 0.2293 0.1795 0.2216
ζe 理 论
0.2601 0.2601 0.2601 0.2601 0.2601 0.2601
N0.3 收缩段实验数据
v5*v5/2g v4*v4/2g （cm） （cm）
1．突然扩大
采用三点法计算，下式中 hf 12 由 hf 23 按流长比例换算得出。
实测
h je
[(Z1
p1
)
12 2g
]
[(
Z
2
p2 ) 22 2g
hf 12 ]
e
h je
/
12 2g
理论
e
(1
A1 A2
)2
h
je
, e
12 2g
1 10.53
2.53
2 9.86
2.37
3 8.79
2.11
4 7.18
1.72
5 6.74
1.62
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。
单向流体阻力实验报告
一、实验目的1. 掌握测定流体流经直管时阻力损失的一般实验方法。
2. 测定直管摩擦系数与雷诺准数Re的关系，验证在一般湍流区内与Re的关系曲线。
3. 测定流体流经管件时的局部阻力系数。
4. 识辨组成管路的各种管件，并了解其作用。
二、实验原理当流体流经管道时，由于流体与管道壁面之间的摩擦以及流体内部的压力差，会产生阻力损失。
阻力损失包括直管阻力损失和局部阻力损失。
1. 直管阻力损失：流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为：\[ h_f = \frac{fL}{D} \cdot \frac{v^2}{2g} \]其中，\( h_f \) 为直管阻力损失，\( f \) 为摩擦系数，\( L \) 为直管长度，\( D \) 为直管直径，\( v \) 为流体流速，\( g \) 为重力加速度。
2. 局部阻力损失：流体流经管件时，由于流体运动方向和速度大小的改变，会产生局部阻力损失。
局部阻力损失与管件类型、管件尺寸、流体流速等因素有关。
三、实验仪器1. 水箱2. 离心泵3. 流量计4. 压差计5. 管道6. 管件（如三通、弯头等）四、实验步骤1. 将实验装置连接好，确保各连接部位密封良好。
2. 打开离心泵，调节流量计，使流体在管道中稳定流动。
3. 使用压差计测量流体在管道不同位置的压差，记录数据。
4. 根据压差数据，计算直管摩擦系数和局部阻力系数。
5. 分析实验数据，验证实验原理。
五、实验数据及结果1. 直管摩擦系数与雷诺准数Re的关系：| Re | f ||----|----|| 2000 | 0.016 || 3000 | 0.019 || 4000 | 0.022 || 5000 | 0.025 || 6000 | 0.028 |从实验数据可以看出，直管摩擦系数与雷诺准数Re呈线性关系。
2. 局部阻力系数：| 管件类型 | 局部阻力系数 ||----------|--------------|| 三通 | 1.5 || 弯头 | 1.2 |从实验数据可以看出，不同管件的局部阻力系数不同。
局部阻力损失实验分析报告
局部阻力损失实验报告————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：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12f h -由23f h -按流长比例换算得出。
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 B h -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。
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。
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。
局部阻力系数的实验报告
一、实验目的1. 理解局部阻力系数的概念及其在流体力学中的应用；2. 掌握局部阻力系数的测定方法；3. 通过实验，验证局部阻力系数与不同因素的关系。
二、实验原理局部阻力系数（ε）是流体在管路中通过局部收缩或扩张时，因流速变化而产生的能量损失与通过相同管径的均匀流动能量损失之比。
其计算公式为：ε = (hf_local / hf_uniform) (A_uniform / A_local)其中，hf_local为局部收缩或扩张时的能量损失，hf_uniform为均匀流动时的能量损失，A_uniform为均匀流动时的管道截面积，A_local为局部收缩或扩张时的管道截面积。
三、实验仪器与材料1. 实验台：包括直管段、局部收缩或扩张段、流量计、压力表等；2. 水源：提供实验用水；3. 计时器：用于记录实验时间；4. 计算器：用于计算实验数据；5. 实验记录表：用于记录实验数据。
四、实验步骤1. 准备实验台，连接好直管段、局部收缩或扩张段、流量计、压力表等设备；2. 打开水源，调节流量，使水在实验管路中稳定流动；3. 在直管段和局部收缩或扩张段两端安装压力表，记录压力值；4. 记录实验管路的尺寸、材料、温度等参数；5. 在流量计处测量流量，记录流量值；6. 计算直管段和局部收缩或扩张段的能量损失，即：hf_uniform = (4 f L ρ u^2) / (2 g d)hf_local = (4 f L ρ u^2) / (2 g d) (A_uniform / A_local)其中，f为摩擦系数，L为管路长度，ρ为流体密度，u为流速，g为重力加速度，d为管径；7. 计算局部阻力系数：ε = (hf_local / hf_uniform) (A_uniform / A_local)8. 改变实验管路参数（如流量、管径、材料等），重复实验步骤，记录数据；9. 分析实验数据，验证局部阻力系数与不同因素的关系。
水力学实验报告
河海大学水利水电学院水利水电工程专业局部阻力实验报告局部阻力实验实验报告一、 实验概述有压管道恒定流遇到管道边界的局部突变 → 流动分离形成剪切层 → 剪切层流动不稳定，引起流动结构的重新调整，并产生旋涡 → 平均流动能量转化成脉动能量，造成不可逆的能量耗散。
与沿程因摩擦造成的分布损失不同，这部分损失可以看成是集中损失在管道边界的突变处，每单位重量流体承担的这部分能量损失称为局部水头损失。
局部水头损失常用流速水头与一系数的乘积表示：22j v h gξ= 式中：ξ——局部水头损失系数，也叫做局部阻力系数。
系数ξ是流动形态与边界形状的函数，即ξ=f(Re ，边界形状)。
一般水流Re 数足够大时，可认为系数ξ不再随Re 数变化，而看作一常数。
管道局部水头损失目前仅有突然扩大可采用理论分析，并可得出足够精确的结果。
其他情况则需要用实验方法确定ξ值。
二、 实验装置及实验方法（一）、实验设备及各部分名称如图所示：局部水头损失实验仪（二）、实验步骤1、对照实物了解仪器设备的使用方法和操作步骤，做好准备工作后，启动抽水机，打开进水开关，使水箱充水，并保持溢流状态，使水位恒定。
2、 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。
3、 核对设备编号，确认数据记录表上列出的断面管径等数据。
4、 开启下游阀门，待水流恒定后，观察测管水头的变化，正确选择实验配件前后的量测断面，进行数据的量测，用体积法测量管道流量，并登录到数据记录表的相应位置。
5、 改变阀门开度，待水流恒定后，重复上述步骤，并按序登录数据。
本实验要求做三个流量。
三 、实验数据及分析实验数据见后面的列表excel 的计算实验分析：声明：由于在实验的过程中，我们小组的实验器材出现了问题，采取排气的措施后，部分测压管还存在问题。
由于本实验要求不画突然扩大的测压管水头线，所以，我们选取了测验管编号1、9、11、14、21、22、23、24、25、26的测压管作为计算标准。
流体流动阻力的测定实验报告
流体流动阻力的测定实验报告一、实验目的1、掌握流体流动阻力的测定方法，了解摩擦系数与雷诺数之间的关系。
2、学会压差计和流量计的使用方法，能够准确测量流体流经管道时的压力差和流量。
3、观察流体流动的状态，分析直管阻力和局部阻力的产生原因及影响因素。
二、实验原理流体在管道中流动时，由于内摩擦力和涡流等因素的存在，会产生阻力损失。
阻力损失包括直管阻力损失和局部阻力损失。
1、直管阻力损失直管阻力损失通常采用范宁公式计算：＄h_f ＝＼lambda ＼frac{l}｛d} ＼frac{u^2}｛2}＄其中，＄h_f$为直管阻力损失（J/kg），＄＼lambda$为摩擦系数，＄l$为直管长度（m），＄d$为管道内径（m），＄u$为流体流速（m/s）。
摩擦系数$＼lambda$与雷诺数$Re$及相对粗糙度$＼frac{＼varepsilon}｛d}＄有关。
雷诺数$Re ＝＼frac{du\rho}｛＼mu}＄，其中$＼rho$为流体密度（kg/m³），＄＼mu$为流体粘度（Pa·s）。
2、局部阻力损失局部阻力损失通常采用阻力系数法计算：＄h_f' ＝＼xi ＼frac{u^2}｛2}＄其中，＄h_f'＄为局部阻力损失（J/kg），＄＼xi$为局部阻力系数。
三、实验装置1、实验设备本实验使用的主要设备包括：离心泵、水箱、不同管径的直管、各种局部阻力管件（如弯头、阀门等）、压差计、流量计等。
2、实验流程水箱中的水在离心泵的作用下，流经管道系统。
通过调节阀门改变流量，测量不同流量下直管和局部阻力管件前后的压差，以及对应的流量。
四、实验步骤1、熟悉实验装置，了解各仪器仪表的使用方法和测量范围。
2、检查设备是否正常，关闭所有阀门，向水箱中注水至一定高度。
3、启动离心泵，缓慢打开调节阀，使流体在管道中稳定流动。
4、调节流量，从小到大依次测量不同流量下直管段的压差和流量。
记录压差计的读数和流量计的示数。
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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。
实测 2255444455[()][()]22js f B fB p p h Z h Z h ggαυαυγγ--=++--+++经验公式，计算中的速度应取小管径中的速度值。
当53/0.1A A <时，可简化为530.5(1)s A A ζ'=-实验装置本实验装置如图所示。
局部阻力系数实验装置图1.自循环供水器；2.实验台；3.可控硅无级调速器；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.流量调节阀；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。
实验方法与步骤1．测记实验有关常数。
2．打开电源开关，使恒压水箱充水，排除实验管道中的滞留气体。
3．打开出水阀至最大开度，待流量稳定后，测记测压管读数，同时用体积法测记流量。
4．改变出水阀开度3~4次，分别测记测压管读数及流量。
5．实验完成。
实验成果及要求1．记录、计算有关常数： 实验装置台号No 4 D1=D5=1.4cm D2=D3=D4=2.0cm L1-2=20.0cm L2-3=19.8cm L3-b=6.5cm Lb-4=3.5cm L4-5=20.0cm212(1)e A A ζ'=-= 0.2601， =0.2994注：由于A5/A4=0.49>0.1,故采用以上经验公式计算值 2．整理记录、计算表。
3.扩张段 ζe/ζe 理论=0.2216/0.2601=85.19% 收缩段 ζs/ζs 理论=0.2453/0.2994=83.27% 实验分析与讨论1．结合实验成果，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 gv h j 22ζ=及 )(21d d f =ζ表明影响局部阻力损失的因素是v 和21d d ，由于有 突扩：221)1(A A e -=ζ 突缩：)1(5.021A A s -=ζ 则有 212212115.0)1()1(5.0A A A A A A K e s -=--==ζζ 当 5.021<A A 或 707.021<d d时，突然扩大的水头损失比相应突然收缩的要大。
在本实验中D1/D2=0.7，突扩损失与突缩损失应接近，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21d d 接近于1时，突扩的水流形态接近于逐渐扩大管的流动，因而阻力损失显着减小。
2．结合流动仪演示的水力现象，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，而且与扩大系数有关，扩大系数越大，旋涡区也越大，损失也越大，所以产生突扩局部阻力损失的主要部位在突扩断面的后部。
而突缩段的旋涡在收缩断面前后均有。
突缩前仅在死角区有小旋涡，且强度较小，而突缩的后部产生了紊动度较大的旋涡环区。
可见产生突缩水头损失的主要部位是在突缩断面后。
从以上分析知。
为了减小局部阻力损失，在设计变断面管道几何边界形状时应流线型化或尽量接近流线型，以避免旋涡的形成，或使旋涡区尽可能小。
如欲减小本实验管道的局部阻力，就应减小管径比以降低突扩段的旋涡区域；或把突缩进口的直角改为园角，以消除突缩断面后的旋涡环带，可使突缩局部阻力系数减小到原来的1/2~1/10。
突然收缩实验管道，使用年份长后，实测阻力系数减小，主要原因也在这里。
3．现备有一段长度及联接方式与调节阀（图8.1）相同，内径与实验管道相同的直管段，如何用两点法测量阀门的局部阻力系数？两点法是测量局部阻力系数的简便有效办法。
它只需在被测流段（如阀门）前后的直管段长度大于（20~40）d 的断面处，各布置一个测压点便可。
先测出整个被测流段上的总水头损失21-w h ，有式中：ji h — 分别为两测点间互不干扰的各个局部阻力段的阻力损失；jn h — 被测段的局部阻力损失； 21-f h — 两测点间的沿程水头损失。
然后，把被测段（如阀门）换上一段长度及联接方法与被测段相同，内径与管道相同的直管段，再测出相同流量下的总水头损失'21-w h ，同样有所以 '2121---=w w jn h h h☆4．实验测得突缩管在不同管径比时的局部阻力系数（510e R >）如下：利用Excel 中最小二乘法线性拟合可以得到：ξ=-0.6（d2/d1）+0.64其中R2 = 0.9626，说明拟合效果很好。
若采用A2/A1为参数，则结果如下：ξ=0.5（1-（A2/A1））显然，采用A2/A1作为变量推导出的公式更符合实际情况。
理论推导过程如下:由实验数据求得等差)/(12d d x x =∆令相应的差分)(ζ=∆y y 令，其一、二级差分如二级差分y 2∆为常数，故此经验公式类型为：2210x b x b b y ++= （1）（2）用最小二乘法确定系数 令 ][22110i i x b x b b y ++-=δδ是实验值与经验公式计算值的偏差。
如用ε表示偏差的平方和，即()[]∑∑==++-==512221012i i i i ni ix b x b b y δε （2）为使ε为最小值，则必须满足于是式（2）分别对0b 、1b 、2b 求偏导可得⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=---=---=---∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑===========515142513151202515132512151051515122100005i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i x b x b x b x y x b x b x b x y x b x b b y （3）⎪⎩⎪⎨⎧=---=---=---0567.18.12.23164.008.12.236.002.2354.1210210210b b b b b b b b b （4）解得5.00=b ，01=b ，5.02-=b ，代入式（1） 有)1(5.02x y -=于是得到突然收缩局部阻力系数的经验公式为 或 )1(5.012A A -=ζ ☆5．试说明用理论分析法和经验法建立相关物理量间函数关系式的途径。
突扩局部阻力系数公式是由理论分析法得到的。
一般在具备理论分析条件时，函数式可直接由理论推演得，但有时条件不够，就要引入某些假定。
如在推导突扩局部阻力系数时，假定了“在突扩的环状面积上的动水压强按静水压强规律分布”。
引入这个假定的前提是有充分的实验依据，证明这个假定是合理的。
理论推导得出的公式，还需通过实验验证其正确性。
这是先理论分析后实验验证的一个过程。
经验公式有多种建立方法，突缩的局部阻力系数经验公式是在实验取得了大量数据的基础上，进一步作数学分析得出的。
这是先实验后分析归纳的一个过程。
但通常的过程应是先理论分析（包括量纲分析等）后实验研究，最后进行分析归纳。