工程流体力学实验报告（3代学生样版）(12)

环状面积上的动水压强近似按静水压强规律分布”，认为该测点可用以测量小管出口端中心处压强值。

气阀8用于实验开始时排除管中滞留气体。 （2）流量测量——智能化数显流量仪

智能化数显流量仪系统包括实验管道内配套流量计、稳压筒、高精密传感器和智能化数显流量仪（含数字面板表及A/D转换器）。该流量仪为管道式瞬时流量仪，测量精度一级。

流量仪的使用方法参见伯努利方程实验，需先排气调零，流量仪所显示的数值为瞬时流量值。

3．基本操作方法

(1) 排气。启动水泵待恒压水箱溢流后，关闭实验流量调节阀13，打开阀8排除管中滞留气体。排气后关闭阀8，并检查测压管各管的液面是否齐平，若不平，重复排气操作，直至齐平，智能化数显流量仪调零。

(2) 测压管水头用测压计测量，基准面可选择在滑动测量尺零点上。 (3) 流量测量。实验流量用阀13调节，记录智能化数显流量仪的流量值。 三、 实验原理

流体在流动的局部区域，如流体流经管道的突扩、突缩和闸门等处(图2)，由于固体边界的急剧改变而引起速度分布的变化，甚至使主流脱离边界，形成旋涡区，从而产生的阻力称为局部阻力。由于局部阻力作功而引起的水头损失称为局部水头损失，用hj表示。局部水头损失是在一段流程上，甚至相当长的一段流程上完成的，如图2，断面1至断面2，这段流程上的总水头损失包含了局部水头损失和沿程水头损失。若用hi（i=1,2…）表示第i断面的测压管水头，即有

1212v11突扩v221v1v2212v12突缩图2 局部水头损失

闸门2?v2

hw?hj?hf1?2?(h1?或 hj?(h1??v122g)?(h2?2g)

?v122g)?(h2?2?v22g)?hf1?2

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局部阻力因数?为

v2??hj/

2g(1) 圆管突然扩大段。本实验仪采用三点法测量。三点法是在突然扩大管段上

布设三个测点，如图1测点①、②、③所示。流段①至②为突然扩大局部水头损失发生段，流段②至③为均匀流流段，本实验仪测点①、②间距为测点②、③的一半，hf1-2 按流程长度比例换算得出。

则 hf1-2＝hf2-3 / 2=?h2-3/ 2=( h2-h3) / 2

h2?h3)?E1??E2?

2g2g2式中hi为测压管水头值，当基准面选择在标尺零点时即为第i断面测压管液位

hj?(h1?)?(h2???v122?v2的标尺读值；E1?、E2?分别表示式中的前、后括号项。

因此只要实验测得三个测压点的测压管水头值h1、h2、h3及流量等即可得突然扩大段局部阻力水头损失。

若圆管突然扩大段的局部阻力因数?用上游流速v1表示，为

? ?hj对应上游流速v1的圆管突然扩大段理论公式为

?v122g

??(1?A12) A2(2) 圆管突然缩小段。本实验仪采用四点法测量。四点法是在突然缩小管段上布设四个测点，如图1测点③、④、⑤、⑥所示。图中B点为突缩断面处。流段④至⑤为突然缩小局部水头损失发生段，流段③至④、⑤至⑥都为均匀流流段。流段④至B间的沿程水头损失按流程长度比例由测点③、④测得，流段B至⑤的沿程水头损失按流程长度比例由测点⑤、⑥测得。本实验仪l3-4=2 l4-B，l B -5＝l5-6，有 hf4-B＝hf3-4/2=?h3-4/ 2，hfB -5＝hf5-6=?h5-6。

则 hf4-5＝?h3-4 / 2+?h5-6=( h3-h4) / 2+ h5-h6

2h3?h4?v5hj?(h4??)?(h5??h5?h6)?E4??E5?

2g22g因此只要实验测得四个测压点的测压管水头值h3、h4、h5、h6及流量等即可得

2?v4突然缩小段局部阻力水头损失。

若圆管突然缩小段的局部阻力因数?用下游流速v5表示，为

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??hj/对应下游流速v5的圆管突然缩小段经验公式为

2?v52g

??0.5(1?A5) A4(3)测量局部阻力因数的二点法。在局部阻碍处的前后顺直流段上分别设置一个测点，在某一流量下测定两点间的水头损失，然后将等长度的直管段替换局部阻碍段，再在同一流量下测定两点间的水头损失，由两水头损失之差即可得局部阻碍段的局部水头损失。 四、 实验内容与方法

1. 测量突然扩大局部水头损失与突然缩小局部水头损失，并测定相应的局部水头损失因数。

参照实验基本操作方法，在恒定流条件下改变流量2~3次，其中一次为最大流量，待流量稳定后，测记各测压管液面读数，同时测记实验流量。实验数据处理与分析参考第五部分。

2．设计性实验：利用图1实验装置，设计某开度下阀门的局部阻力因数的测量实验。要求：用二点法测量，设计实验装置改造简图，制定实验方案，并结合实验CAI软件（已随仪器配置），进行计算机仿真实验。 五、 数据处理及成果要求 …… 此处隐藏：175字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……