沿程水头损失实验
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实验:沿程阻力系数测量装置设计实验(粗糙管)
1.实验原理
粗糙圆管流动沿程水头损失计算过程如下:
根据达西公式:h f=λ(v为管内过流断面的平均流速);
再根据圆管上被测的两个点1,2过流断面的液面高度差,根据伯努利方程,即可
求得h f1-2=- ,该数值即为上面达西公式液流的水头损失h f。
于是有:λ=- 。
代入即可得λ=。
对于每一个给定的流量Q(m3/s),都可以相应求出被测点1,2两个过流断面流动中的沿程阻力系数;并可根据实验时的Re值,判断管流的流态,从而选用不同的计算式,验算结果。
最后将实验测得的λ值与莫地图进行对比验证。
2.实验装置原理图
U型管的两端接一定管长的两端,通过测量U型管内水位差可以获得ΔH
3.验装置加工设计计算
粗糙管的直径为20cm,第一因为取材方便,第二通过水泵抽水,20cm的管径可以获得比较比较理想的实验数据U型管的最大的高度为100cm,因为可以解决管道两端压力差过
大时候导致水位相差过大的问题。
4验装置使用前标定
光滑管的标定在于对U型管的标定,首先将U型管安装在机架上,然后往U型管中加少量的水,令U型管的上端与大气相通,在两个U型管中标记0刻度,然后通过刻度尺标定其他的数值
5实验材料汇总
20cm管径的水管一根,100cm的透明管两根,另外总长为150cm左右的软管,五个阀门
6实验步骤
(1)型管顶端的阀门一点点开度
(2)型管的两个下端的阀门,令U型管进入一些水,再关闭顶端的阀门
(3)的两个阀门,打开U型管想通的阀门,再关闭,
(4)开U型管下端的两个阀门
7验数据记录表。
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。
流体力学实验-沿程水头损失实验沿程水头损失实验是一种常用的流体力学实验方法。
本实验旨在通过测量不同流量下导管内水头的变化,探究水流在管道中的特性,并计算出沿程水头损失的大小。
实验过程中,需要使用一定量的设备和仪器,并依照操作规程严格进行。
一、实验原理在流体运动的过程中,由于各种因素的影响,水流到达管道出口时就会形成一定的水头损失。
这种损失会导致水的动能和势能的减少。
导致水头损失的因素很多,例如摩擦力、弯头和阀门等等。
沿程水头损失是影响管道流量的重要因素之一。
通过实验测量可以发现,当液体在管中流动时,由于各种因素的作用,流速呈现先逐渐增大,后逐渐减小的趋势。
在这个过程中,水头随着流速的变化而发生变化。
沿程水头损失实验能够检测和量化这种损失,帮助我们更好地理解流体在管道内的运动规律。
二、实验所需设备和仪器(1)液体水箱:用于储备待测液体;(2)毒品测量器(由简单涡街流量计构成):测量深度流速;(3)压力计:测量流体在管道中的压力;(4)导管:作为流体运动的通道;(5)阀门:控制导管内流体的流量;(6)流速表:快速计算流速。
三、实验操作流程1. 准备实验设备和仪器,将液体水箱放在实验桌上,管道立管和直管网络由导管、液压复位气缸和阀门等组成,将导管挂在垂直的脚手架上,管径不小于50mm2. 开启导管上部的阀门,逐渐调整下部阀门大小,将待检液体注入导管中,在该示教器试验过程中,我们用的是清水。
3. 将导管上、下部的阀门均调节到合适位置,以确保在导管内的液体水头的压力和流速稳定,然后测量液体水头的压力,记录数据。
4. 依次打开各阀门,逐渐调整流量,测量不同流量情况下的水头压力,记录数据。
5. 计算不同流量下导管内水头损失的大小。
四、实验注意事项1. 操作前需要进行充分的安全措施,确保实验过程安全。
2. 实验过程中应当注意,避免液体溅出,尤其是在调节水流时。
3. 在测量时应当减少干扰,尽可能保证测量数据的精确性。
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流动过程中由于各种因素的作用而导致能量损失的现象。
在工程设计和水力学研究中,准确估计和控制沿程水头损失对于保证工程安全和水资源的合理利用至关重要。
本实验旨在通过实际测量和分析,探究沿程水头损失的特点和影响因素,为相关领域的研究和应用提供参考。
实验装置与方法:本实验采用了一条直管道模型,模拟了实际工程中的水流情况。
实验装置包括进水管、直管道和出水管,通过调节流量控制阀来控制水流的速度。
实验中使用了压力传感器和流量计等仪器设备,对水流的压力和流速进行了测量。
实验过程与结果:首先,我们设置了不同的流量条件,分别测量了不同位置处的水流压力和流速。
通过实验数据的分析,我们得到了沿程水头损失的变化规律。
结果表明,在相同流量条件下,沿程水头损失随着流动距离的增加而逐渐增大。
这是因为水流在通过直管道时,受到了阻力、摩擦和弯曲等因素的影响,从而导致了能量的损失。
同时,我们还发现水头损失的增加速度随着流量的增加而加快,这意味着在高流量条件下,沿程水头损失更为显著。
进一步分析发现,沿程水头损失还受到管道粗糙度、流速和管道长度等因素的影响。
实验中我们通过改变管道的材质和长度,以及调节流量控制阀来模拟不同工程条件下的水头损失情况。
结果表明,管道的粗糙度越大,水头损失越明显;管道长度的增加也会导致水头损失的增加。
此外,流速的变化对水头损失的影响较为复杂,低流速时水头损失较小,但过高的流速同样会导致能量的损失。
讨论与结论:通过本次实验,我们对沿程水头损失的特点和影响因素有了初步的认识。
实验结果表明,沿程水头损失是一个复杂的现象,受到多种因素的综合影响。
在实际工程中,我们应该根据具体情况,综合考虑各种因素,并采取相应的措施来减小水头损失,提高水流的利用效率。
总之,沿程水头损失是水力学研究和工程设计中的一个重要问题。
本实验通过实际测量和分析,揭示了水头损失的变化规律和影响因素,为相关领域的研究和应用提供了参考。
沿程水头损失实验报告一、实验目的1、掌握测定沿程水头损失系数的方法。
2、观察沿程水头损失与平均流速的关系。
3、熟悉实验设备和操作流程,提高实验技能。
二、实验原理沿程水头损失是由于液体在等直径直管中流动时,由于液体与管壁以及液体内部的摩擦而产生的能量损失。
根据达西威斯巴赫公式:\h_f =\lambda \frac{l}{d} \frac{v^2}{2g}\其中,\(h_f\)为沿程水头损失,\(\lambda\)为沿程阻力系数,\(l\)为管长,\(d\)为管径,\(v\)为平均流速,\(g\)为重力加速度。
通过测量不同流速下的沿程水头损失,绘制\(h_f v\)关系曲线,从而确定沿程阻力系数\(\lambda\)。
三、实验设备1、实验装置:沿程水头损失实验台,包括水箱、水泵、稳压筒、实验管道、测压管等。
2、测量仪器:流量计、压差计、卷尺、秒表等。
四、实验步骤1、熟悉实验设备,检查各连接处是否密封良好,确保仪器正常工作。
2、打开水泵,调节流量,使水流稳定。
3、测量不同流量下的测压管水头差,同时记录对应的流量值。
4、改变流量,重复上述步骤,测量多组数据。
5、实验结束后,关闭水泵,整理实验仪器。
五、实验数据处理实验中测量得到的流量\(Q\)、测压管水头差\(\Delta h\)、管径\(d\)、管长\(l\)等数据,按照以下公式进行计算和处理:1、平均流速\(v =\frac{Q}{A}\),其中\(A =\frac{\pi d^2}{4}\)。
2、沿程水头损失\(h_f =\Delta h\)。
将不同流速下的沿程水头损失计算出来后,绘制\(h_f v\)关系曲线。
以下是一组实验数据示例:|流量\(Q\)(L/s) |测压管水头差\(\Delta h\)(cm) |平均流速\(v\)(m/s) |沿程水头损失\(h_f\)(m) ||||||| 10 | 105 | 052 | 0105 || 20 | 305 | 104 | 0305 || 30 | 555 | 156 | 0555 || 40 | 850 | 208 | 0850 || 50 | 1200 | 260 | 1200 |根据上述数据,绘制\(h_f v\)关系曲线如下:通过对曲线的分析,可以发现沿程水头损失与平均流速的平方成正比关系,符合达西威斯巴赫公式的预期。
《工程流体力学》沿程水头损失与平均流速的关系实验
【实验目的】
验证沿程水头损失与平均流速的关系。
【实验装置】
在流体力学综合实验台中,本实验涉及的部分有沿程水头损失实验管、阀门、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】
对沿程阻力两测点的断面列伯努利方程
w
h g u a pg P Z g u a pg P Z +++=++2//2//2
2
11112222
因实验管段水平,且为均匀流动:f w h h u u d d Z Z ====∴;;;212121
得:h pg P pg P h f ∆=-=//21,本式中: w h 为测压管水头差即为沿程水头损失。
由此式求得沿程水头损失,同时根据实测流量计算平均流速u ,将所得w h ,u 数据点绘在对数坐标纸上,就可确定沿程水头损失与流速的关系。
【实验内容】
测定沿程水头损失h ∆及其对应平均流速,绘制lghf-lgu 关系曲线。
【实验步骤】
(1)开启调节阀门,读出测压计水面差; (2)用体积法测量流量,并计算出平均流速;
(3)将实验的w h 与计算得出的u 值标入对数坐标纸内,绘出lghf-lgu 关系曲线; (4)调节阀门逐次由大到小,共测定8次;
【实验数据记录】
仪器常数:d= cm, A= cm2 L= m, t= ℃
表 3-1 沿程水头损失及平均流速记录表。
2.沿程水头损失实验一、实验目的1.通过实验了解圆管层流和紊流的沿程损失随平均流速变化的规律,绘制lgh f ~-lgv 曲线;2.掌握管流沿程阻力系数的量测技术和应用压差计的方法; 3.将测得的Re-λ关系值与莫迪图对比,提高实验成果分析能力。
二、实验原理对于圆管稳定流动,达西公式给出:gv d L h f 22⋅⋅=λ 对于给定管径、管长的圆管稳定流,由达西公式可得:22522228422Qh K Qh Lgd d Q L gdh Lvgdh f f f f ⨯=⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛==ππλ式中:Lgd K 852π=对水平安装的等直径圆管,由能量方程可得:γ21P P h f -=对于指示液,被测液体均为水的U 形管压差计,有:2121h h P P h f -=-=γ式中h f ——测定管段L 的沿程水头损失,cmH 2Oγ——实验水温和大气压力下的水容重三、实验装置1.沿程水头损失实验装置1套,结构示意如图1所示2.秒表1块3.温度计1支4.管径d=1.0cm 。
图1 沿程水头损失实验装置示意图1.水箱(内置潜水泵)2.供水管3.电器插座4.`流回水管5. 整流栅板6. 溢流板7.水箱8. 测压嘴9.实验管道10.差压计11.调节阀门12.调整及计量水箱13.回水管14.实验桌 15旁通管阀门 16 进水阀门本装置有下水箱、自循环水泵、供水阀、稳压水箱、实验管道、流量调节阀,计量水箱、回水管、压差计等组成。
实验时应将管道、胶管及压差计内的空气排出,接通电源水泵启动,开启供水阀,逐次开大流量调节阀,调整两个阀门开度。
每次调节流量时,均需稳定2-3分钟,流量愈小,稳定时间愈长;测流量时间不小于8-10秒;测流量的同时,需测记压差计、温度计[自备]应挂在水箱中读数。
四、实验步骤1.对照装置图和说明,搞清各组成部件的名称、作用及其工作原理,记录有关常数管道内径d ,测量管段长度L ,水箱长a 和宽b ;2.检查储水箱水位(不够高时冲水),旁通阀是否已关闭;3.接通电源,启动水泵,全开进水阀16,水泵自动开启供水,保持溢流板有稍许溢流。
(三)沿程水头损失实验一、实验目的要求:1、掌握管道沿程阻力系数的测量技术和应用气—水压差计及水—水银多管压差计测量压差的方法;2、加深了解圆管层流和湍流的沿程损失随平均流速变化的规律;3、将测得的λ~e R曲线与莫迪图对比,分析其合理性,进一步提高实验结果分析能力。
二、实验装置:自循环沿程水头损失实验装置图本实验装置如图8.1所示,图中:1.自循环高压恒定全自动供水器;2.实验台;3.可控硅无级调速器;4.水压差计;5.测压计6. 实验管道;7.水银压差计;8.滑动测量尺;9. 测压点;10. 实验流量调节阀门;11.供水管与供水阀;12.分流管与分流阀。
三、实验原理:由Darcy-Weisbach 公式g d l h f 22νλ= 得沿程损失系数222Q h Kl dgh f f ==νλ其中:l gd K 852π=四、实验方法与步骤:1、搞清各组成部件的名称、作用及工作原理。
检查蓄水箱水位并记录有关实验常数。
2、供水装置有自动启闭功能,接上电源以后,打开阀门,水泵能自动开机供水,关掉阀门, 水泵会随之断电停机。
若水泵连续运转,则供水压力恒定,但在供水流量很小时(如层流实验),水泵会时转时停,供水压力波动很大。
旁通阀门12的作用是为了小流量是用分流来增加水泵的出水量,以避免时转时停造成的压力波动现象。
3、排气:按下列程序进行[对水压差计] 开启分流阀12 / 松开止水夹 / 开启供水阀11 / 启闭流量调节阀10若干次 / 关闭阀11 / 开启阀10 / 旋开旋塞F1 /(待水压差计中水位降至近零高程)再拧紧F1 / 开启阀10和11。
[对调压筒充水排气] 当筒中水位过低(接近进口高程时),开启供水阀11 / 关闭调节阀10 / 斜置调压筒,自动充水至2/3以上筒高 / 启闭阀10若干次,直至气泡排尽为止。
4、不允许水压计上的止水夹没有夹紧时,用水银差压计进行大流量实验,否则会使"U"型测压管内的气体流入连通管里,而且测压点上的水静压能有部分转换成流速动能,造成实测水银压差严重失真。
实验二沿程水头损失量测实验实验二沿程水头损失量测实验对于一段固定长度的管道运行有一定流速的流体而言,沿程水头损失量测实验就是一种研究和测量流体沿着管道系统沿程水头损失特性的实验。
沿程水头损失就是流体在流经管道系统的过程中,每经过一个单位管长的距离,即使恒定的流速不变,仍然损失水头。
一般而言,对水头损失的实验有两大类:一类是水力学实验室实验,通过大型仿真实验,使用一定尺寸、形状和流量的模型管道来研究水头损失特性;另一类是真实水系统实验,研究不同水头到达管路和设备时水头损失的量化特征,以及水头损失对设计参数的影响,也就是沿程水头损失量测实验。
沿程水头损失量测实验的步骤主要包括准备实验材料、实验设备的安装、设备的调试、收集实验数据和绘制结果等等:一、准备实验材料:主要是水力学实验室的实验设备和材料,包括测量仪器、Deflector tube(喷注缸)和测量水池等。
二、实验设备的安装:根据实验原理设计管路,将测量仪器和喷注缸以及水池安装到管道中,确保实验设备的稳定安装。
三、设备的调试:包括校正流量计,设置恒定流量,向测量水池加入恒定量的水分,以调节测量所需的恒定流量,调节流量传感器的灵敏度,和调节测量控制装置的输出是否合适等等。
四、收集实验数据:开始进行流量测量,逐点收集实验数据,并持续收集多个点,以获取足够的数据。
五、绘制结果图:将收集到的实验数据画出更弗拉格纳(Frances)图,并根据实验结果,对水头损失做出分析。
实验结果中常用的水头损失量参数有水力学压头损失系数(K)、水头损失系数(Cv)、水头损失减提率(KL)等,它们都是流体沿着管道系统沿程水头损失的直观反映,可以用来评价沿程水头的数量,以及比较不同的管道系统对水头损失量的影响等。
沿程水头损失量测实验是求解流体沿管道系统沿程水头损失量特性的重要实验课题,实验可以帮助设计者了解管道系统沿程水头损失量的大小,从而更好地设计管道系统的安装和操作参数,以达到更好的运行效果。
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。
沿程水头损失实验沿程水头损失实验一、实验目的要求1、加深了解圆管层流和紊流的沿程水头损失随平均流速变化的规律,绘制lghf~lgv曲线;2、掌握管道沿程阻力系数的量测技术和应用气—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,分析其合理性,进一步提高实验成果分析能力。
二、实验装置本实验的装置如图7.1所示图7.1 自循环沿程水头损失实验装置图1.自循环高压恒定全自动供水器; 2.实验台; 3.回水管; 4.水压差计;6.实验管道; 7.水银压差计;8.滑支测量尺; 9.测压点; 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。
根据压差测法不同,有两种方式测压差: 1、低压差时用水压差计量测;2、高压差时用电子量测仪(简称电测仪)量测(但本仪器暂时不能测定高压)。
本实验装置配备有: 1、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。
压力超高时能自动停机,过低时能自动开机。
为避免因水泵直接向实验管道供水而造成的压力波动等影响,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。
24图7.21.压力传感器;2.排气旋钮;3.连接管;4.主机2、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,从而造成供水压力的较大波动,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。
3、稳压筒为了简化排气,并防止实验中再进气,在传感器前连接由2只充水(不满顶)之密封立筒构成。
4、电测仪由压力传感器和主机两部分组成,经由连通管将其接入测点(图7.2),压差读数(以厘米水柱为单位)通过主机显示。
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
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。
武汉大学教学实验报告
学院:水利水电学院 专业:水利类 2011年12月27日 实验名称 沿程水头损失实验 指导老师
杨小亭 姓名
赵亮
年级
10
学号
2010301580103
成绩
一:预习部分
1:实验目的 2:实验基本原理
3:主要仪器设备(含必要的元器件,工具)
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 ~λ关系值与莫迪图对比,进一步提高实验成果分析能力。
二、实验装置
沿程阻力损失实验装置如下图所示。
自循环沿程阻力损失实验装置图
1.自循环高压恒定全自动供水器 2.实验台 3.回水管 4.水压差计 5.测压计 6.实验管道 7.电测仪 8.滑动测量尺 9.测压点 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。
● 电测仪
接测点3
接测点4
压差电子量测仪原理图
1.连通管 2.压力传感器 3.排气旋钮 4.电测仪
由压力传感器和主机两部分组成,经由连通管将其接入测点(如下图所示图)。
压差读数(以厘米水柱为单位)通过电测仪显示。
● 稳压筒
为简化排气,并防止实验中再进气,在传感器前连接由两只充水(不满顶)之密封立筒。
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
g
v
d l h f 22
⋅=λ
得 2
2
2
2
4
1212Q
h K
Q d l
gdh v
l
gdh f f
f
=⎪⎭
⎫ ⎝⎛=
⋅
=
πλ
l gd
K 85
2
π=
对于水平等直径圆管可得
γ)(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。
二:实验操作部分
1:实验数据,表格及数据处理 2:实验操作过程(可用图表示) 3结论
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。
传感器端软管排气:关闭流量调节阀,打开传感器端排气阀,传感器内连续出水,关闭排气阀,排气完成。
●关闭流量调节阀,观察测压架内两水柱是否齐平,如果不平,找出原因并排除;如果齐平,实验准备完成,开始实验。
2.层流实验
●全开进水阀、旁通阀、微开流量调节阀,当实验管道两点压差小于2cm(夏天)~3cm (冬天)时,管道内呈层流状态,待压力稳定,用体积法测定流量,同时测量水温、测压管内压差。
●改变流量3~4次,重复上述步骤。
其中第一次实验压差H ∆=0.5~0.8cm ,逐次增加H ∆=0.3~0.5cm 。
3.紊流实验
●关闭流量调节阀,将电测仪读数(即管道两测点压差)调零。
●夹紧测压架两端夹子,防止水流经测压架。
●全开流量调节阀、进水阀,适当关小旁通阀开度,增大实验管道内流量,待流量稳定之后,用重量法测定流量,同时测量水温、记录电测仪读数(即两测点压差)。
●改变流量5~6次,重复上述步骤。
其中第一次实验压差H ∆=50~100cm ,逐次增加H ∆=100~150cm ,直至流量最大。
4.实验完成,打开所有阀门,关闭电源。
五、实验成果及要求
1.有关常数 实验台号No. _______
圆管直径=d _______cm 测量段长度cm l 85= 常数l gd K 85
2
π== 2
5
s
cm
`
2.实验记录及计算表
次 序
体积 V cm 3
时 间 t s
流量 Q cm 3
/s
流速 v
cm/s
水 温
t
˚C
粘度
ν cm 2
/s
雷 诺 数 Re
压差cm
沿程 阻力
f
h
cm 沿程 阻力 系数
λ
Re<2320
Re
64=
λ
h 1 h 2 1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
3.绘图分析
根据实验数据成果分别绘制f h lg ~v lg 曲线,并确定指数关系值的大小。
在厘米纸
上以v lg 为横坐标,以f h
lg 为纵坐标,点绘所测的f h lg ~v lg 关系曲线,根据具体情况连成一段或
几段直线,求厘米纸上直线的斜率1
212lg lg lg lg v v h h m f f --=。
将从图上求得的m 值与已知各流区的m 值(即层流1=m ,光滑管流区75.1=m ,紊流过渡区1.75<m <2.0,粗糙管紊流区0.2=m )进行比较,确定流区。
、
教
师
评
语
指导教师年月日。