1、沿程水頭損失實驗姓 名班 級學 號 實驗日期 同組姓名 北京航空航天大學流體所沿程水頭損失實驗一、實驗目的要求1加深了解圓管層流和紊流的沿程損失隨平均流速變化的規律，繪制曲線；2掌握管道沿程阻力系數的量測技術和應用水壓差計及電測儀測量壓差的方法；3將測得的Re-關系值與莫迪圖對比，分析其合理性，并且與莫迪圖比較，進一步提高實驗成果分析能力。二、實驗裝置 本實驗的實驗裝置，如圖所示。 圖 自循環沿程水頭損失實驗裝置圖1自循環高壓恒定全自動供水器； 2實驗臺； 3回水管； 4水壓差計； 5測壓計； 6實驗管道 8滑動測量尺； 9測壓點； 10實驗流量調節閥；11供水管與供水閥； 12旁通管路與旁通

2、閥； 13穩壓筒實驗裝置配備如下：1測壓裝置：U形管水壓差計和電子量測儀。低壓差用U形管水壓差計量測，而高壓差需要用電子量測儀來量測。電子量測儀（見圖2）由壓力傳感器和主機兩部分組成，經由連通管將其接入測點。壓差讀數（以厘米水柱為單位）通過主機顯示。圖2 電子量測儀1壓力傳感器； 2排氣旋鈕； 3連通管； 4主機2自動水泵與穩壓器： 自循環高壓恒定全自動供水器由離心泵、自動壓力開關、氣-水壓力罐式穩壓器等組成。壓力超高時能自動停機，過低能自動開機。為避免因水泵直接向實驗管道供水而造成的壓力波動等影響，離心泵的輸水是先進入穩壓器的壓力罐，經穩壓后再送向實驗管道。3旁通管與旁通閥：由于本實驗裝置所

3、采用水泵的特性，在供小流量時有可能時開時停，從而造成供水壓力的較大波動。為避免這種情況出現，供水器設有與蓄水箱直通的旁通管，通過分流可使水泵持續穩定運行。旁通管中設有調節分流量至水箱的閥門，即旁通閥。實驗流量隨旁通閥開度減小（分流量減小）而增大。設計上旁通閥又是本裝置用以調節流量的閥門之一。所以調節流量有兩種方法：一是調節實驗流量調節閥（見圖1）；二是調節旁通閥。4穩壓筒：為了簡化排氣，并防止實驗中再進氣，在傳感器前連接穩壓筒(2只充水不滿頂的密封立筒)。三、實驗原理由達西公式得 式中，由能量方程對水平等直徑圓管可得即為壓差計水柱的高度差或電測計讀數。四、實驗方法與步驟準備 對照裝置圖和說明，

4、搞清各組成部件的名稱、作用及工作原理，檢查蓄水箱水位是否夠高及旁通閥12是否關閉。否則予以補水并關閉旁通閥12。記錄有關實驗常數。準備 啟動水泵（接通電源）。全開旁通閥12，打開供水閥11，水泵自動開啟供水。準備 調通量測系統并且檢查管路是否暢通。1夾緊水壓差計止水夾，打開出水閥10和進水閥11，關閉旁通閥12，啟動水泵排除管道中的氣體。2全開旁通閥12，關閉出水閥10。松開水壓差計止水夾，旋松水壓差計旋塞F1，排除水壓差計中的氣體。隨后，關進水閥11，開出水閥10，使水壓差計的液面降至標尺零指示附近，即旋緊F1。再次開啟進水閥11并立即關閉出水閥10，檢查U形管水位是否平齊，如不平則需要重調

5、。3水壓差計平齊時，則可旋開電測儀排氣旋鈕，對電測儀的連接水管通水、排氣，將電測儀調至“000”顯示。 4在閥12和閥11全開的情況下，逐次開大出水閥10，每次調節流量時，均需穩定23分鐘，流量越小，穩定時間越長。測流時間不小于810秒。測流量的同時，需測記水壓差計（或電測儀 ）、溫度計等讀數。層流段：應在水壓差計h20 cm H2O(夏季) h30 cm H2O（冬季）量程范圍內測記35組數據。紊流段：夾緊水壓差計止水夾，開大流量，用電測儀記錄值，每次增量可按h100 cm H2O遞增，直至測出最大的值。閥的操作次序是當閥11、閥10開至最大后，逐漸關閥12，直至顯示最大值。5結束實驗前，應

6、全開閥12，關閉閥10，檢查U形管和電測儀是否回零，若均為零，關閥11，切斷電源。否則重做實驗。6收拾實驗臺，整理數據。五、實驗報告要求 1簡要寫出實驗原理和實驗步驟，畫出實驗裝置。 2記錄有關常數。 測量段長度 L=85cm， 圓管直徑（cm ）d = 。3記錄實驗數據并計算。記錄及計算表次序重量Kg時間s流量Q流速V水溫粘度雷諾數Re水壓計、電測儀讀數cm沿程損失cm沿程損失系數fRe2320h1h21234567891011121314 4繪圖分析：繪制曲線，并確定指數關系值m的大小。在厘米紙上以為橫坐標，以為縱坐標，點繪所測的關系曲線， 根據具體情況連成一段或幾段直線。求厘米紙上直線的斜率 m = 將從圖上求得的值與已知各流區的值進行比較（層流m =1， 光滑管流區m =1.75，粗糙管流區m =2.0，紊流過渡區1.75 m 2.