實(shí)驗(yàn)三 管路局部阻力系數(shù)測定實(shí)驗(yàn)

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1、實(shí)驗(yàn)三管路局部阻力系數(shù)測定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊螅?.掌握三點(diǎn)法，四點(diǎn)法測量局部阻力系數(shù)的技能。2.通過對圓管突擴(kuò)局部阻力系數(shù)的表達(dá)公式和突縮局部阻力系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式的實(shí)驗(yàn)與分析，熟悉用理論分析法和經(jīng)驗(yàn)法建立函數(shù)式的途徑。3.加深對局部阻力損失機(jī)理的理解。二、實(shí)驗(yàn)成果及要求1.記錄計(jì)算有關(guān)常數(shù)。實(shí)驗(yàn)裝置臺號Nod1=D1=1.4cm，d2=d3=d4=D2=1.9cm，d5=d6=D3=1.4cm，l1—2=12cm，l2—3=24cm，l3—4=12cm，l4—B=6cm，lB—5=6cm，l5—6=6cm，=0.21，=0.23。2．整理記錄、計(jì)算表

2、。表1記錄表序號流量cm3/s測壓管讀數(shù)cm體積時間流量119201512828.0229.9327.5527.1123.555.75215201510135.2336.3334.5234.4232.2917.8231040156942.8243.2942.0042.0041.0633.884760155046.8146.9846.5246.5245.9941.115678表2計(jì)算表阻力形式次序流量cm3/s前斷面后斷面hjcmξhj′cmcmEcmcmEcm突然擴(kuò)大11283.731.721.031.010.770.220.7821012.337.

3、530.737.010.500.210.483691.043.820.343.590.230.210.224500.647.410.247.180.120.220.13突然縮小11281.028.113.727.250.850.230.8421010.735.122.334.590.530.220.523690.342.301.042.060.240.230.234500.246.720.646.590.130.240.143．將實(shí)測值與理論值（突擴(kuò)）或公認(rèn)值（突縮）比較。三、實(shí)驗(yàn)分析與討論1．結(jié)合實(shí)驗(yàn)成果，分析比較突擴(kuò)與突縮在相應(yīng)條件下的局部損失大

4、小關(guān)系：1）不同Re的突擴(kuò)ξe是否相同？2）在管徑比變化相同的條件下，其突擴(kuò)ξe是否一定大于突縮ξs？答：由式及表明影響局部阻力損失的因素是和。由于有突擴(kuò)：突縮：則有當(dāng)或時，突然擴(kuò)大的水頭損失比相應(yīng)的突然收縮的要大。在本實(shí)驗(yàn)最大流量Q下，突然擴(kuò)大損失較突然縮小損失約大一倍，即。接近于1時，突然擴(kuò)大的水流形態(tài)接近于逐漸擴(kuò)大管的流動，因而阻力損失顯著減小。2．結(jié)合流動儀演示的水力現(xiàn)象，分析局部阻力損失機(jī)理何在？產(chǎn)生突擴(kuò)與突縮局部阻力損失的主要部位在哪里？怎樣減小局部阻力損失？答：流動演示儀1-7型可顯示突擴(kuò)、突縮、漸擴(kuò)、漸縮、分流、合流、閥道、繞流等三十

5、多種內(nèi)、外流的流動圖譜。據(jù)此對于局部阻力損失的機(jī)理分析如下：從顯示的圖譜可見，凡流道邊界突變處，形成大小不一的漩渦區(qū)。漩渦是產(chǎn)生損失的主要根源。由于水質(zhì)點(diǎn)的無規(guī)則運(yùn)動和激烈的紊動，相互磨擦，便消耗了部分水體的自儲能量。另外，當(dāng)這部分低能流體被主流的高能流體帶走時，還須克服剪切流的速度梯度，經(jīng)質(zhì)點(diǎn)間的動能交換，達(dá)到流速的重新組合，這也損耗了部分能量。這樣就造成了局部阻力損失。從流動儀可見，突擴(kuò)段的漩渦主要發(fā)生在突擴(kuò)斷面以后，而且與擴(kuò)大系數(shù)有關(guān)，擴(kuò)大系數(shù)越大，漩渦區(qū)也越大，損失也越大，所以產(chǎn)生突擴(kuò)局部阻力損失的主要部位在突擴(kuò)斷面的后部。而突縮段的漩渦在收

6、縮斷面均有。突縮前僅在死角區(qū)有小漩渦，且強(qiáng)度較小，而突縮的后部產(chǎn)生了紊動度較大的漩渦環(huán)區(qū)?？梢姰a(chǎn)生突縮水頭損失的主要部位是在突縮斷面后。從以上分析可知，為了減小局部阻力損失，在設(shè)計(jì)變斷面管道幾何邊界形狀時應(yīng)流線型化或晝接近流線形，以避免漩渦的形成，或使漩渦區(qū)盡可能小。如欲減小管道的局部阻力，就應(yīng)減小管徑比以降低突擴(kuò)段的漩渦區(qū)域；或把突縮進(jìn)口的直角改為圓角，以消除突縮斷面后的漩渦環(huán)帶，可使突縮局部阻力系數(shù)減小到原來的～。突然收縮實(shí)驗(yàn)管道使用年份長以后，實(shí)測阻力系數(shù)減小，主要原因也在這里。