局部阻力系数测定(给学生)

局部阻力系数测定

实

验

报

告

班级：___________

学号：___________

姓名：___________

课程：___________

一、实验目的

1、学会量测突扩、突缩圆管局部阻力损失系数的方法。

2、加深对局部阻力损失的感性认识

3、加深局部阻力损失机理的理解。

二、实验原理

1、有压管道恒定流遇到管道边界局部突变的情况时，流动会分离形成剪切层， 剪切层流动不稳定，引起流动结构的重新调整，并产生旋涡，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在管道边界的突变处，单位质量流体的能量损失称为局部水头损失，参见图1。

2、局部水头损失系数是局部水头损失与速度水头的比例系数，即

2

h j

ζ=

当上下游断面平均流速不同时，应明确它对应的是那个速度水头。例如对于

突扩圆管就有

=ζj

h 1和2h j

ζ=之分。其他情况的局部水头损失系数在查表或使用经验公式确定时也应该注意这一点。通常情况下对应下游的速度水头。

3、局部水头损失的机理复杂，除了突扩圆管的情况以外，一般难于用解析

方法确定，而要通过实测来得到各种局部水头损失系数。

对于突扩圆管，在不考虑突扩段沿程阻力损失的前提下，可推导出局部阻力损失因数的表达式

( )-1=1ζ2

,

2ζ2=1

-A 2

( )1

2

1A

对于突缩圆管，局部阻力损失因数的经验公式：

1-( )=ζ1

2

0.5

三、实验步骤

1、做好实验前的各项准备工作，记录与实验有关的常数。

2、往恒压水箱中充水，排除实验管道中的滞留气体。待水箱溢流后，检查泄水阀全关时，各测压管液面是否齐平，若不平，则需排气调平。

3、打开泄水阀至最大开度，等流量稳定后，测记测压管读数，同时用体积法测量流量。

4、调整泄水阀不同开度，重复上述过程5次，分别测记测压管读数及流量。

5、实验完成后关闭泄水阀,检查测压管液面是否齐平，如平齐，关闭电源实验结束，否则，需重做。

四、实验数据及整理

1、基础数据：d 1= m; d 2= m; d 3= m ; 水温= ℃

2、实验数据整理表

3、计算过程（每项速度的计算，实测阻力因素和实际阻力因素的计算）

五、分析与思考

1、结合实验成果，分析比较突扩与突缩在相应条件下下的局部损失大小。

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因素是哪些？怎样减小局部阻力损失？

3、将实验测得到的ζ值与理论公式计算值（突扩）与经验公式值（突缩）相比

较，并对结果作出分析。

实验三 管路局部阻力系数测定实验

实验三 管路局部阻力系数测定实验 一、实验目的要求： 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表达公式和突缩局部阻力系数的经验公式的实验与分析，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。 二、实验成果及要求 1.记录计算有关常数。 实验装置台号No d 1=D 1= 1.4 cm ， d 2=d 3= d 4= D 2=1.9 cm ， d 5=d 6=D 3= 1.4 cm ， l 1—2=12cm ， l 2—3=24cm ， l 3—4=12cm ， l 4—B =6cm ， l B —5=6cm ， l 5—6=6cm ， 2 2 1) 1(A A e - ='ξ= 0.21 ，) 3 1(5.05A A s - ='ξ= 0.23 。 2．整理记录、计算表。 表1 记录表

表2 计算表 3．将实测ζ值与理论值（突扩）或公认值（突缩）比较。 三、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： 1）不同R e 的突扩ξe 是否相同？ 2）在管径比变化相同的条件下，其突扩ξe 是否一定大于突缩ξs ？ 答：由式 g v h j 22 ζ = 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：2 211???? ? ?-=A A e ζ

突缩：???? ? ?-=2115.0A A s ζ 则有 () () 2 12 212115.0115.0A 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的突然收缩的要大。在本实验最大流量Q 下，突然扩大损失较突然缩小损失约大一倍，即817.160.3/54.6==js je h h 。 21d d 接近于1时，突然扩大的水流形态接近于逐渐扩大管的流动， 因而阻力损失显著减小。 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？ 答：流动演示仪1-7型可显示突扩、突缩、渐扩、渐缩、分流、合流、阀道、绕流等三十多种内、外流的流动图谱。据此对于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，形成大小不一的漩涡区。漩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，相互磨擦，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，突扩段的漩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，漩涡区也越大，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。而突缩段的漩涡在收缩断面均有。突缩前仅在死角区有小漩涡，且强度较小，而突缩的后部产生了紊动度较大的漩涡环区。可见产生突缩水头损失的主要部位是在突缩断面后。 从以上分析可知，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昼接近流线形，以避免漩涡的形成，或使漩涡区尽可能小。如欲减小管道的局部阻力，就应减小管径比以降低突扩段的漩涡区域；或把突缩进口的直角改为圆角，以消除突缩断面后的漩涡环带，可使突缩局部阻力系数减小到原来的21～101。突然收缩实验管道使

局部阻力系数测定(给学生)

局部阻力系数测定 实 验 报 告 班级：___________ 学号：___________ 姓名：___________ 课程：___________

一、实验目的 1、学会量测突扩、突缩圆管局部阻力损失系数的方法。 2、加深对局部阻力损失的感性认识 3、加深局部阻力损失机理的理解。 二、实验原理 1、有压管道恒定流遇到管道边界局部突变的情况时，流动会分离形成剪切层， 剪切层流动不稳定，引起流动结构的重新调整，并产生旋涡，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在管道边界的突变处，单位质量流体的能量损失称为局部水头损失，参见图1。 2、局部水头损失系数是局部水头损失与速度水头的比例系数，即 2 h j ζ= 当上下游断面平均流速不同时，应明确它对应的是那个速度水头。例如对于 突扩圆管就有 =ζj h 1和2h j ζ=之分。其他情况的局部水头损失系数在查表或使用经验公式确定时也应该注意这一点。通常情况下对应下游的速度水头。 3、局部水头损失的机理复杂，除了突扩圆管的情况以外，一般难于用解析

方法确定，而要通过实测来得到各种局部水头损失系数。 对于突扩圆管，在不考虑突扩段沿程阻力损失的前提下，可推导出局部阻力损失因数的表达式 ( )-1=1ζ2 , 2ζ2=1 -A 2 ( )1 2 1A 对于突缩圆管，局部阻力损失因数的经验公式： 1-( )=ζ1 2 0.5 三、实验步骤 1、做好实验前的各项准备工作，记录与实验有关的常数。 2、往恒压水箱中充水，排除实验管道中的滞留气体。待水箱溢流后，检查泄水阀全关时，各测压管液面是否齐平，若不平，则需排气调平。 3、打开泄水阀至最大开度，等流量稳定后，测记测压管读数，同时用体积法测量流量。 4、调整泄水阀不同开度，重复上述过程5次，分别测记测压管读数及流量。 5、实验完成后关闭泄水阀,检查测压管液面是否齐平，如平齐，关闭电源实验结束，否则，需重做。 四、实验数据及整理 1、基础数据：d 1= m; d 2= m; d 3= m ; 水温= ℃

管道内的局部阻力及损失计算

管道内的局部阻力及损失计算 第四节管道内的局部阻力及损失计算 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。 4.4.1 局部损失的产生的原因及计算 一、产生局部损失的原因 产生局部损失的原因多种多样,而且十分复杂,因此很难概括全面。这里结合几种常见的管道来说明。 , ， , ， 图4.9 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。在测量局部损失的实验中,实际上也包括了沿程损失。 二、局部损失的计算 如前所述,单位重量流体的局部能量损失以表示 式中,—局部损失,阻力，系数,是一个无量纲的系数,它的大小与局部障碍物的结构形式有关,由实验确定。—管中的平均速度,通常指局部损失之后的速度，。 局部压强损失为 式中, —流经局部障碍物前后的压强差,或总压差，。 突然扩张管道的局部损失计算

局部阻力系数

阻力分为多种阻力，其中空气阻力Fw它的计算公式是：Fw=1/16·A·Cw·v2(kg)，v为行车速度，单位：m／s；A为汽车横截面面积，单位：m2：Cw为风阻系数。 局部阻力系数(coefficient of local resistance) 与流体方向和速度变化有关的系数 具体指:流体流经设备及管道附件所产生的局部阻力与相应动压的比值，其值为无量纲数。 功能:用于计算流体受局部阻力作用时的能量损失。 公式:动压= 局部阻力系数*ρ*V*V*1/2 其中λ为摩擦系数，量纲为一;1为管长;d为管径;ρ为流体密度;u为流速。 本式表明流体流动阻力△pf与流动管道长度呈正比;与管道直径呈反比，与流体动能pu2/2呈正比。 其中le为当量长度，即将局部阻力折合成相当长度的直管来计算;ζ成为局部阻力系数。le和ζ都是由实验来确定的。 空气阻力跟速度成平方正比关系，也就是说：速度增加1倍，汽车受到的阻力就会增加3倍。因此高速行驶汽车对空气阻力的影响非常明显，车速高，发动机就要将相当一部分的动力，或者说燃油能量用于克服空气阻力。换句话讲，空气阻力小不仅可以节约燃油，在发动机功率相同的条件下，还能达到更高的车速。 风阻是车辆行驶时来自空气的阻力，一般空气阻力有三种形式： 第一是气流撞击车辆正面所产生的阻力，就像拿一块木板

顶风而行，所受到的阻力几乎都是气流撞击所产生的阻力。 ◆第二是摩擦阻力，空气与划过车身一样会产生摩擦力，然 而以一般车辆能行驶的最快速度来说，摩擦阻力小到几乎可以忽略。 ◆第三则是外型阻力(下图可说明何谓外型阻力)，一般来说， 车辆高速行驶时，外型阻力是最主要的空气阻力来源

阀门局部阻力系数的测定指导书

阀门局部阻力系数的测定 一、 实验目的 （1）掌握管道沿程阻力系数和局部阻力系数的测定方法。 （2）了解阻力系数在不同流态，不同雷诺数下的变化情况。 （3）测定阀门不同开启度时（全开、约30°、约45°三种）的阻力系数。 （4）掌握三点法、四点法量测局部阻力系数的技能。 二、实验仪器 图1实验仪器简图 1． 水箱2.供水管3. 水泵开关4. 进水阀门5．细管沿程阻力测试段6.突扩7.粗管沿程阻力测试段8. 突缩9.测压管10.实验阀门 11．出水调节阀门 12．计量箱 13．量筒14．回水管15.实验桌 三、阀门阻力实验原理 图2 阀门的局部水头损失测压管段 对1、4两断面列能量方程式，可求得阀门的局部水头损失及2（L 1+ L 2）长 度上的沿程水头损失，以h w1表之，则 14 11h p p h w ?=-= γ 对2、3两断面列能量方程式，可求得阀门的局部水头损失及（L 1+ L 2）长 度上的沿程水头损失，以h w2表之，则

23 22h p p h w ?=-= γ ∴阀门的局部水头损失h 1应为： 1212h h h ?-?= 亦即 122 22h h g v ?-?=ζ ∴阀门的局部水头损失系数为： 2122) 2(v g h h ?-?=ζ 式中v 为管道的平均流速 四、实验步骤及要求 （1）本实验共进行三组实验：阀门全开、开启30°、开启45°，每组实验做三个实验点。 （2）开启进水阀门，使压差达到测压计可量测的最大高度。 （3）测读压差，同时用体积法量测流量 （4）每组三个实验点的压差植不要太接近 （5）绘制d=f （ζ）曲线。 （五）问题讨论： （1）同一开启度，不同流量下，ζ值应为定值抑或变值，何故？ （2）不同开启度时，如把流量调至相等，ζ值是否相等？ （六）绘图：

(完整版)管道内的局部阻力及损失计算

第四节管道内的局部阻力及损失计算 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。 4.4.1 局部损失的产生的原因及计算 一、产生局部损失的原因 产生局部损失的原因多种多样，而且十分复杂，因此很难概括全面。这里结合几种常见的管道来说明。 （）（） 图4.9 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。 在测量局部损失的实验中，实际上也包括了沿程损失。 二、局部损失的计算 如前所述，单位重量流体的局部能量损失以表示

流体流动阻力的测定

实验名称：流体流动阻力的测定 一、实验目的及任务： 1.掌握测定流体流动阻力实验的一般方法。 2.测定直管的摩擦阻力系数及突然扩大管的局部阻力系数。 3.验证湍流区内摩擦阻力系数为雷诺数和相对粗糙度的函数。 4.将所得光滑管的方程与Blasius方程相比较。 二、实验原理： 流体输送的管路由直管和阀门、弯头、流量计等部件组成。由于粘性和涡流作用，流体在输送过程中会有机械能损失。这些能量损失包括流体流经直管时的直管阻力和流经管道部件时的局部阻力，统称为流体流动阻力。 1.根据机械能衡算方程，测量不可压缩流体直管或局部的阻力 如果管道无变径，没有外加能量，无论水平或倾斜放置，上式可简化为： Δp为截面1到2之间直管段的虚拟压强差，即单位体积流体的总势能差，通过压差传感器直接测量得到。 2.流体流动阻力与流体性质、流道的几何尺寸以及流动状态有关，可表示为： 由量纲分析可以得到四个无量纲数群： 欧拉数，雷诺数，相对粗糙度和长径比 从而有 取，可得摩擦系数与阻力损失之间的关系：

从而得到实验中摩擦系数的计算式 当流体在管径为d的圆形管中流动时，选取两个截面，用压差传感器测出两个截面的静压差，即可求出流体的流动阻力。根据伯努利方程摩擦系数与静压差的关系，可以求出摩擦系数。改变流速可测得不同Re下的λ，可以求出某一相对粗糙度下的λ-Re关系。 在湍流区内摩擦系数，对于光滑管（水力学光滑），大量实验证明，Re在氛围内，λ与Re的关系遵循Blasius关系式，即 对于粗糙管，λ与Re的关系以图来表示。 3.对局部阻力，可用局部阻力系数法表示： 4. 对于扩大和缩小的直管，式中的流速按照细管的流速来计算。 对一段突然扩大的圆直管，局部阻力远大于其直管阻力。由忽略直管阻力时的伯努利方程 可以得到局部阻力系数的计算式： 式中，、分别为细管和粗管中的平均流速，为2,1截面的压差。 突然扩大管的理论计算式为：，、分别为细管和粗管的流通截面积。 三、实验流程： 本实验装置如图1所示，管道水平安装，水循环使用，其中管5为不锈钢管，测压点之间距，内径；管6为镀锌钢管，测压点间距离，内径22..5mm；管7为突然扩大管，由扩大至。各测量元件由测压口与压差传感器相连，通过管口的球阀切换被测管路，系统流量由涡

谈通风管道局部阻力计算方法

谈通风管道局部阻力计算方法 胡宝林 在通风除尘与气力输送系统中,管道的局部阻力主要在弯头、变径管、三通、阀门等管件与重杂物分离器、供料器、卸料器、除尘器等设备上产生。由于管件形状与设备结构的不确定性以及局部阻力的复杂性,目前许多局部阻力系数还不能用公式进行计算,只能通过大量的实验测试阻力再推算阻力系数,并制成表格供设计者查询。例如在棉花加工生产线上,常规的漏斗形重杂物分离器压损为300a P 左右,离心式籽棉卸料器压损为400a P 左右,这些都就是实测数据,由于规格结构不同差异也会很大,所以仅供参考。只有一些常见的形状或结构比较确定的管件及设备可通过公式计算阻力系数,例如弯头、旋风除尘器等。局部阻力就是管道阻力的重要组成部分,一个4R D = 90°弯头的阻力相当于2、5～6、5m 的直管沿程阻力。由于涉及到局部阻力的管件种类繁多,不便一一列举,因此,本文以弯头等常用管件为例重点讨论在纯空气下与带料运行时的局部阻力系数的变化及局部阻力计算方法。 一、纯空气输送时局部阻力与系数 1、局部阻力 当固体边界的形状、大小或者两者之一沿流程急剧变化,流体的流动速度分布就会发生变化,阻力大大增加,形成输送能量的损失,这种阻力称为局部阻力。在产生局部损失的地方,由于主流与边界分离与漩涡的存在,质点间的摩擦与撞击加剧,因而产生的输送能量损失比同样长的直管道要大得多,局部阻力与物料的密度及速度的平方成正比,局部阻力计算公式: 2 2 j d H H ρυξξ=?=? 式中:j H —局部阻力,a P ; ξ—局部阻力系数,实验取得或公式计算; d H —动压,a P ; ρ—空气密度,1、2053/kg m (20°℃); υ—空气流速,/m s

局部阻力系数测定实验

局部阻力系数的测定 一、实验目的 1、用实验方法测定两种局部管件（实扩、突缩）在流体流经管路时的局部阻力系数。 2、学会局部水头损失的测定方法。 1、实验原理及实验装置 局部阻力系数测定的主要部件为局部阻力实验管路，它由细管和粗管组成一个突扩和一个突缩组件，并在等直细管的中间段接入一个阀门组件。每个阻力组件的两侧一定间距的断面上都设有测压孔，并用测压管与测压板上相应的测压管相联接。当流体流经实验管路时，可以测出各测压孔截面上测压管的水柱高度及前后截面的水柱高度差 h。实验时还需要测定实验管路中的流体流量。由此可以测算出水流流经各局部阻力组件的水头损失hζ，从而最后得出各局部组件的局部阻力系数ζ。 ①突然扩大：

2 1-A 2 1( )=ζ2g 1 V 2 ( )1 2 A A -1=j h 理论上： 在实验时，由于管径中即存在局部阻力，又含有沿程阻力，当对突扩前后两断面列能量方程式时，可得hw=hj+hf ,其中hw 可由（h 1-h 3）测读，hf 可由（h 2-h 3）测读，按流长比例换算后，hj=hw-h f 。由此得出： 2 h j ζ=② 突然收缩： 理论上，ζ缩=0.5（1-A 2/A 1），实验时，同样，在读得突缩管段的水头损失后，按流长比例换算，分别将两端沿程损失除去，由此得： 缩 缩 2 h j ζ= 二、实验操作 1、实验前的准备 ①熟悉实验装置的结构及其流程。 ②进行排气处理。 ③启动水泵，然后慢慢打开出水阀门时水流经过实验管路。在此过程中（并关闭其他实验管的进水阀和出水阀），观察和检查管路系统和测压管及其导管中有无气泡存在，应尽可能利用试验管路上的放气阀门或用其它有效措施将系统中存在的气体排尽。 2、进行实验，测录数据 ①调节进水阀门和出水阀门，使各组压差达到测压管可测量的最大高度。 ②在水流稳定时，测读测压管的液柱高和前后的压差值。 ③在此工况下测定流量。 ④调节出水阀门，适当减小流量，测读在新的工况下的实验结果。 如此，可做3～5个实验点。（注意：实验点的压差值不宜太接近）。 三、实验数据处理 1、将实验所得测试结果及实验装置的必要技术数据记入如下附表1中。

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12 f h -由 23 f h -按流长比例换算得出。 实测 2 2 1 12 21212[()][()]22je f p p h Z Z h g g αυαυγ γ -=+ + -+ + + 理论 212 (1)e A A 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 34 f h -换算得出， 5 fB h -由 56 f h -换算 得出。 实测 2 2 5 54 44455[()][()]22js f B fB p p h Z h Z h g g αυαυγ γ --=+ + --+ + +

实验四 摩擦系数和局部阻力系数的测定

汕 头 大 学 实 验 报 告 学院:工学院系:机电系年级:2014级 姓名:成吉祥学号:2014124089 成绩: 实验四 摩擦系数和局部阻力系数的测定 一、实验目的 摩擦系数和局部阻力系数是管道系统设计中用以计算能量损耗的重要参数，它的数值大小，遵循着一定的规律，实验的目的是通过测定，了解和掌握这些系数的规律。 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，不可避免地会引起流体压力损失。流体在流动时所产生的阻力有直管摩擦阻力和局部阻力。 1、直管阻力 流体流过直管时的摩擦系数与阻力损失之间的关系可用下式表示 2 2 u d l h f ??=λ 式中：f h :直管阻力损失，J/kg ； l :直管长度，m ； d :直管内径，m ； u :流体的速度，m/s ； λ:摩擦系数。 在一定的流速和雷诺数下，测出阻力损失，按下式即可求出摩擦系数λ。 2 2 u l d h f ? ?=λ 阻力损失f h 可通过对两截面间作机械能衡算求出 2 )(2 2 21 2 121u u p p g z z h f -+-+ -=ρ 对于水平等径直管21z z =，21u u =，上式可简化为 ρ 2 1p p h f -=

式中：f h :两截面的压强差，N/m2； ρ:流体的密度，kg/m3。 只要测出两截面上静压强的差即可算出f h 。两截面上静压强的差可用U 形管或倒U 型管压差计测出。流速由流量计测得，在已知d 、u 的情况下只需测出流体的温度t ，查出该温度下流体的ρ、μ，则可求出雷诺数Re ，从而得出流体流过直管的摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系。 2、局部阻力 流体流过阀门、扩大、缩小等管件时，所引起的阻力损失可用下式计算 )2 (2 u h f ζ=（J/kg ） (5) 式中z 为局部阻力系数, z 的值一般都由实验测定。计算局部阻力系数时应注意扩大、缩小管件的阻力损失f h 的计算。 三、实验注意事项 1、各自循环供水实验均需注意：计量后的水必须倒回原实验装置的水斗内，以保持自循环供水（此注意事项后述实验不再提示）。 2、稳压筒内气腔越大，稳压效果越好。但稳压筒的水位必须淹没连通管的进口，以免连通管进气，否则需拧开稳压筒排气螺丝提高筒内水位；若稳压筒的水位高于排气螺丝口，说明有漏气，需检查处理。 3、传感器与稳压筒的连接管要确保气路通畅，接管及进气口均不得有水体进入，否则需清除。 四、实验原始数据记录 1、2 号测头距离0.25米，3、4号测头距离0.5米，规格：大管内径：21.2mm ， 水温：20℃，零流速水位：580.0mm ，左小管内径12.9mm ，右小管内径：13.4mm 序号 各测点水位（mm ） 流量 流量（升/秒） 1 2 3 4 5 6 体积（升） 时间（秒） 1 541.9 526.0 529.5 527.8 516.5 474.0 1.05 16.09 0.0653 2 529.6 510.0 515.7 513.0 498.0 444.5 1.15 15.56 0.0739 3 505.5 482.0 489.4 486.6 464.0 389.3 1.15 12.90 0.0891 4 495.0 465.0 475.0 470.1 445.0 357.5 1.10 11.24 0.0979 5 484.4 452.0 462.0 458.1 427.8 331.2 1.20 11.80 0.1017 6 438.0 394.0 420.0 412.1 357.5 223.0 1.15 9.40 0.1223

通风管道阻力计算

通风管道阻力计算 风管内空气流动的阻力有两种，一种是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失，称为摩擦阻力或沿程阻力；另一种是空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部阻力。 一、摩擦阻力根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计算： ΔPm=λν2ρl/8Rs 对于圆形风管，摩擦阻力计算公式可改写为： ΔPm=λν2ρl/2D 圆形风管单位长度的摩擦阻力（比摩阻）为： Rs=λν2ρ/2D 以上各式中 λ————摩擦阻力系数 ν————风管内空气的平均流速，m/s; ρ————空气的密度，Kg/m3; l ————风管长度，m ; Rs————风管的水力半径，m; Rs=f/P f————管道中充满流体部分的横断面积，m2； P————湿周，在通风、空调系统中既为风管的周长，m； D————圆形风管直径，m。 矩形风管的摩擦阻力计算 我们日常用的风阻线图是根据圆形风管得出的，为利用该图进行矩形风管计算，需先把矩形风管断面尺寸折算成相当的圆形风管直径，即折算成当量直径。再由此求得矩形风管的单位长度摩擦阻力。当量直径有流速当量直径和流量当量直径两种； 流速当量直径：Dv=2ab/(a+b) 流量当量直径：DL=1.3（ab）0.625/(a+b)0.25 在利用风阻线图计算是，应注意其对应关系：采用流速当量直径时，必须用矩形中的空气流速去查出阻力；采用流量当量直径时，必须用矩形风管中的空气流量去查出阻力。 二、局部阻力当空气流动断面变化的管件（如各种变径管、风管进出口、阀门）、流向变化的管件（弯头）流量变化的管件（如三通、四通、风管的侧面送、排风口）都会产生局部阻力。

摩擦系数和局部阻力系数的测定详解

汕头大学实验报告 学院:工学院系:机电系年级: 14机电姓名:莫智斌学号:2014124066 组:￥ 实验四、摩擦系数和局部阻力系数的测定 实验小组成员：#####费玉洁，薛栋栋等五人计算：## 莫智斌校核：# 实验时间2016 年5 月5 日晚上8 时 一、实验目的和要求 摩擦系数和局部阻力系数是管道系统设计中用以计算能量损耗的重要参数，它的数值大小，遵循着一定的规律，实验的目的是通过测定，了解和掌握这些系数的规律。 二、主要仪器设备 伯努利实验仪 设备流程图

三、实验步骤 1．泵启动：首先对水箱进行灌水，然后关闭出口阀，打开总电源和仪表开 关，启动水泵，待电机转动平稳后，注意观察水箱水位是否稳定。 2. 静水压强：在水箱水位稳定、管路出口阀关闭的情况下，记录零流速水 位于表4。 3．流量调节：开启管路出口阀，调节流量，让流量从1 到3m3/h 范围内变 化。每次改变流量，待流动达到稳定后，在表4 记下对应测点的压差值。 4．实验结束：关闭出口阀，关闭水泵和仪表电源，清理装置。 四、实验数据记录 表4 阻力测定记录表格 实验日期：实验者莫智斌等六人设备号：ZB-3 型第2 号 1、2 号测头距离0.25 米；3、4号测头距离0.5米； 规格：大管内径：21.2mm， 水温：24.5 C ，零流速水位：582.1mm ，左小管内径12.9mm ，右小管内径： 13.4mm 序号各测头水位（mm）流量流量 l/s 1 2 3 4 5 6 体积/ml 时间/s 零流速58 58 2.5 582 .5 582 .5 581.5 581. 5 # # # 1 57 8.5 57 4.5 575 574 .5 573 566 1640 70 0.234

风管选择计算

11.2风管的沿程压力损失 11.2.1 沿程压力损失的基本计算公式 1. 风量 （1）通过圆形风管的风量 通过圆形风管的风量L （m 3/h ）按下式计算： L=900πd 2V （11.2-1） 式中d ——风管径，m ； V ——管风速，m/s 。 （2）通过矩形风管的风量 通过矩形风管的风量L （m 3/h ）按下式计算： L=3600abV （11.2-2） 式中 a ，b ——风管断面的净宽和净高，m 。 2. 风管沿程压力损失 风管摩擦损失m P ?（Pa ），可按下式计算： l p P m m ?=? （11.2-3） 式中 m p ?——单位管长沿程摩擦阻力，Pa/m ； l ——风管长度，m 。 3. 单位管长沿程摩擦阻力 单位管长沿程摩擦阻力m p ?，可按下式计算： 22ρ λV d p e m = ? （11.2-4） 式中 λ——摩擦阻力系数； ρ——空气密度，kg/m 3； e d ——风管当量直径，m ； 对于圆形风管： d d e = 对于非圆行风管： P F d e 4= (11.2-5) 例如，对于矩形风管： b a ab d e +=2

对于扁圆风管： )(4 2 A B A A F -+= π )(2A B A F -+=π F ——风管的净断面积，m 2； P ——风管断面的湿周，m ； a ——矩形风管的一边，m ； b ——矩形风管的另一边，m ； A ——扁圆风管的短轴，m ； B ——扁圆风管的长轴，m 。 4.摩擦阻力系数 摩擦阻力系数λ，可按下式计算： )51 .271.3log( 21 λ λ e e R d K +-= （11.2-6） 式中 K ——风管壁的绝对粗糙度，m ； e R ——雷诺数： ν e e Vd R = （11.2-7） ν——运动粘度，s m /2。 11.2.2 沿程压力损失的计算 风管沿程压力损失的确定，有两种方法可以选择。第一，按上述诸公式直接进行计算；第二，查表计算：可以按规定的制表条件事先算就单位管长沿程摩擦阻力)/(m Pa p m ?，并编成表格供随时查用，当已知风管的计算长度为)(m l 时，即可使用式（11.2-3）算出该段风管的沿程压力损失m P ?（Pa ）了。下面仅介绍与计算表有关的容。 1.制表条件 （1）风管断面尺寸 风管规格取自国家标准《通风与空调工程施工质量验收规》（GB 50243) 。 （2）空气参数 设空气处于标准状态，即大气压力为101.325kPa ，温度为20℃，密度 3/2.1m kg =ρ，运动粘度s m /1006.1526-?=ν。 （3）风管壁的绝对粗糙度 以m K 31015.0-?=作为钢板风管壁绝对粗糙度的标准。其他风管的壁绝对粗糙度见表11.2-1.

(八)局部阻力损失实验

局部阻力损失实验 实验人：王琦PB10030015 苏拓 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表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、加深对局部阻力损失机理的理解。 二、实验装置 本实验装置如图8.1所示 4567891011 12 321 1 2 3 4 5 6 图 8.1 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.实验流量调节阀. 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3—6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。 三、实验原理 写出局部阻力前后两断面能量方程，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21-f h 由32-f h 按流长比例换算得出。 实测 ]2)[(]2)[(212 2 2 22 11 1-++ + -+ + =f je h g p z g p z h αυγ αυγ g h je e 2/ 2 1αυζ= 理论 2 2 1)1(A A e - =' ζ

g a h e je 22 1υζ'=' 2、突然缩小 采用四点法计算，下式中B 点为突缩点，B f h -4由43-f h 换算得出，5-fB h 由65-f h 换算得出。 实测 ]2)[(]2)[(52 55 5424 4 4--++ + --+ + =fB B f js h g p Z h g p Z h αυγ αυγ g h js s 2/ 2 5αυζ= 经验 )1(5.03 5 A A s - =' ζ g h s js 22 5αυζ'=' 实验结果及要求 1.记录，计算有关常数： d1=D1=1.03cm, d2=d3=d4=D2=1.95cm, d5=d6=D3=1.01cm, 122334455612,24,12,6,6,6B B l cm l cm l cm l cm l cm l cm ------======5198.0)1(2 21'=- =A A e ζ 3659.0)1(5.03 5'=-=A A s ζ 2.整理、记录并计算： 表1 局部阻力损失实验记录表 次数 流量，cm^3/s 测压管读数/cm 体积 时间 流量 1 2 3 4 5 6 1 915 7.15 127.972 14.3 18.5 18.1 18 0 0 2 1120 9.07 123.484 15.6 19.7 19.3 19.2 2.8 0 3 1420 13.04 108.8957 19.3 22.6 22.3 22.2 8.8 7.5 4 1150 15.06 76.36122 27.9 29.5 29.4 29.4 22.6 21.8 表2 局部阻力损失实验记录表 次数 阻力 流量cm^3/s 前断面cm 后断面 cm hj,cm § hj',cm αv^2/2g E αv^2/2g E 1 突扩 127.97 2 12.04719 26.6390 3 0.93777 19.81532 6.619626 0.549475 6.2621 2 123.484 11.21701 27.13538 0.873148 20.97519 5.956109 0.530989 5.8306 3 108.8957 8.723228 28.41711 0.679028 23.74025 4.523792 0.518591 4.5343

化工原理实验流体流动阻力系数的测定实验报告

流体流动阻力系数的测定实验报告 一、实验目的： 1、掌握测定流体流动阻力实验的一般实验方法。 2、测定直管的摩擦阻力系数λ及突然扩大管和阀门的局部阻力 系数ξ。 3、验证湍流区内摩擦阻力系数λ为雷诺系数Re和相对粗糙度的 函数。 4、将所得光滑管的λ—Re方程与Blasius方程相比较。 二、实验器材： 流体阻力实验装置一套 三、实验原理： 1、直管摩擦阻力 不可压缩流体（如水），在圆形直管中做稳定流动时，由于黏性和涡流的作用产生摩擦阻力；流体在流过突然扩大、弯 头等管件时，由于流体运动的速度和方向突然变化，产生局部 阻力。影响流体阻力的因素较多，在工程上通常采用量纲分析 方法简化实验，得到在一定条件下具有普遍意义的结果，其方 法如下。 流体流动阻力与流体的性质，流体流经处的几何尺寸以及流动状态有关，可表示为 △P=f (d, l, u,ρ,μ,ε) 引入下列无量纲数群。

雷诺数Re=duρ/μ 相对粗糙度ε/ d 管子长径比l / d 从而得到 △P/(ρu2)=ψ(duρ/μ，ε/ d， l / d) 令λ=φ（Re，ε/ d） △P/ρ=（l / d）φ（Re，ε/ d）u2/2 可得摩擦阻力系数与压头损失之间的关系,这种关系可 =△P/ρ=λ（l / d）u2/2 用试验方法直接测定。h f ——直管阻力，J/kg 式中，h f l——被测管长，m d——被测管内径，m u——平均流速，m/s λ——摩擦阻力系数。 当流体在一管径为d的圆形管中流动时，选取两个截面，用U形压差计测出这两个截面间的静压强差，即为流体流过两截面间的流动阻力。根据伯努利方程找出静压强差和摩擦阻力系数的关系式，即可求出摩擦阻力系数。改变流速可测出不同Re下的摩擦阻力系数，这样就可得出某一相对粗糙度下管子的λ—Re关系。 （1）、湍流区的摩擦阻力系数 在湍流区内λ=f（Re，ε/ d）。对于光滑管，大量实验

局部阻力系数测定实验

伯努力压差板供水箱 恒压水箱 颜色罐 压差板沿程实验管局部实验管文丘里实验管 伯努力实验管 雷诺实验管 计量水箱 回水管 局部阻力系数的测定 一、实验目的 1、用实验方法测定两种局部管件（实扩、突缩）在流体流经管路时的局部阻力系数。 2、学会局部水头损失的测定方法。 1、实验原理及实验装置 局部阻力系数测定的主要部件为局部阻力实验管路，它由细管和粗管组成一个突扩和一个突缩组件，并在等直细管的中间段接入一个阀门组件。每个阻力组件的两侧一定间距的断面上都设有测压孔，并用测压管与测压板上相应的测压管相联接。当流体流经实验管路时，可以测出各测压孔截面上测压管的水柱高度及前后截面的水柱高度差h 。实验时还需要测定实验管路 中的流体流量。由此可以测算出水流流经各局部阻力组件的水头损失h ζ，从而最后得出各局部 组件的局部阻力系数ζ。 ① 突然扩大：

2 1-A 2 1( )=ζ2g 1V 2 ( )12 A A -1=j h 理论上： 在实验时，由于管径中即存在局部阻力，又含有沿程阻力，当对突扩前后两断面列能量方程式时，可得hw=hj+hf,其中hw 可由（h 1-h 3）测读，hf 可由（h 2-h 3）测读，按流长比例换算后，hj=hw-h f 。由此得出： 2 h j ζ=② 突然收缩： 理论上，ζ缩=0.5（1-A 2/A 1），实验时，同样，在读得突缩管段的水头损失后，按流长比例换算，分别将两端沿程损失除去，由此得： 缩 缩 2 h j ζ= 二、实验操作 1、实验前的准备 ①熟悉实验装置的结构及其流程。 ②进行排气处理。 ③启动水泵，然后慢慢打开出水阀门时水流经过实验管路。在此过程中（并关闭其他实验管的进水阀和出水阀），观察和检查管路系统和测压管及其导管中有无气泡存在，应尽可能利用试验管路上的放气阀门或用其它有效措施将系统中存在的气体排尽。 2、进行实验，测录数据 ①调节进水阀门和出水阀门，使各组压差达到测压管可测量的最大高度。 ②在水流稳定时，测读测压管的液柱高和前后的压差值。 ③在此工况下测定流量。 ④调节出水阀门，适当减小流量，测读在新的工况下的实验结果。 如此，可做3～5个实验点。（注意：实验点的压差值不宜太接近）。 三、实验数据处理 1、将实验所得测试结果及实验装置的必要技术数据记入如下附表1中。

局部阻力系数-实验报告

1 局部阻力系数实验台-实验报告 XXX XXX 年XX 月XX 日 （一）实验目的 ⒈学会用实验方法测定突扩、突缩局部管件在流体流经管路时的局部阻力系数。 2、测定管道局部水头损失系数，将突扩管的实测值与理论值比较，将突缩管的实测值与经验值比较。 3、掌握用测压管测量压强和用体积法测流量的实验技能。 （二）实验原理 局部阻力系数测定实验的主要部件为局部阻力实验管路，它由细管和粗管组成一个突扩和突缩组件。在阻力组件的两侧一定间距的断面上设有测压点，由测压点与测压板上相应的测压管相连接。当流体流经实验管路时，就可以测出各测压点所在截面上测压管水柱高及前后截面的水柱高差h ?；通过设置在实验台上的计量水箱，对实验管中的流体进行单位时间内的体积流量测定，可得到流体的平均流速，由此计算局部管件的局部阻力系数ζ。 1、突然扩大：（理论上） 2 21122 12 (1) 2(1)j A V h A g A A ζ=-=- 测定时采用三点法计算，由于水柱高差w h h ?=中既存在局部阻力j h ，又含有沿程阻力f h ，所以可通过设置在突扩前后各测点读取数值后，经流长比例换算后，可得出j w f h h h =-。计算ζ： 2 1/2j V h g ζ= 2、突然收缩：

经验值：2 1 0.5(1)A A ζ=- 缩，实验用四点法计算，同样，在读得突缩管段的水头损失后，按流长比例换算，分别将两端沿程损失除去，由此得： 2/ 2j V h g ζ=缩缩缩 （三）实验操作 1、启动水泵，然后慢慢打开出水阀门，使水流经过实验管路。在此过程中，观察和检查管路系统和测压管及其软管中有无气泡存在，应利用有效措施将系统中存在的气体排尽。 2、配合调节进水阀门和出水阀门，使各组压差达到测压管可测量的最大高度。在水流稳定时，测读各测压管的液柱高和前后的压差值。并在此工况下测定流量。 3、调节出水阀门，适当减小流量，测读在新的工况下的实验结果。 如此，可做3～5个实验点。（注意：各实验点的压差值不宜太接近）。 （四）实验报告 实验中各测量点的位置如下图所示： 其中水流方向从左到右，各测量点的距离为： 1,22,33,44,,55,6=12cm =24cm =12cm =6cm B B l l l l l l ==，，， 右端h6流出的水进入盛水箱的面积为21518.2273S cm =?=，盛水时间t 从5cm 处开始计时，到20cm 出停止计时，15h cm ?=，因此流量为S h Q t ??=。 管的横截面积为： 24211/4 1.53910S D m π-==?，2 4222/4 4.90910S D m π-==?，