流體力學綜合實驗
實驗指導書
《一》流體力學綜合實驗台是多用途實驗裝置，用此實驗台可進行下列實驗：
a、沿程阻力實驗
b、區域性阻力實驗
《二》實驗裝置（如下圖所示）
a、沿程阻力係數測定
一、實驗目的
1、測定流體在等直圓管內流動不同雷諾數re時的沿程阻力係數，並確定它們之間的關係。
2、了解流體在管道中流動時能量損失的測量和計算方法。並對能量損失有乙個數量上的概念。
二、實驗原理
流體在管道中流動時，由於流體的粘性作用產生摩擦阻力，阻力表現為流體的能量損失。當對l長度兩斷面列能量方程式時，可以求得l長度上的沿程水頭損失：
實驗測得△h=hf，再測量出流體的流量q，並計算出管道斷面的平均流速v，即可求得沿程阻力係數：
式中：d — 實驗管內徑 m
g — 重力加速度 m/s
三、實驗操作
1、實驗前的準備
（1）熟悉實驗裝置的結構及其流程，並關閉恆定水箱上水總閥使排管的實驗有充足的水量。
（2）啟動水幫浦，全開排管的上水總閥，使排管充水，並關閉、區域性阻力、文秋里、孔板和細管沿程阻力的進水閥、排水閥。然後排除壓差板上測壓玻璃管中的空氣，即可讀取資料。
（3）測試水溫。
2、測錄資料
（1）調節出水閥門，使壓差計的壓差指示△h約為20㎜左右，以這個壓差為第乙個試驗點，並記錄相應的水流流量q。
（2）逐次開大出水閥門的開度，測讀相應的壓差值△h和流量q。建議做6～10個測試點，直到壓差達到接近最高高度為止。
（3）本實驗台可以進行不同粗細管道二組實驗的測試，實驗方法同上。
四、實驗數處理
實驗測試資料和計算結果可填入下表：
dl水溫= ℃
式中：△h — 應換算成水柱高[mmh2o]
v — 可查表或從水的粘溫曲線上求得
最後，可根據測算的re和值在雙對數座標紙上標繪出兩者的關係點及其關係曲線；並可與教材上的圖線相比較。
b、區域性阻力係數的測定
一、實驗目的
1、用實驗方法測定兩種區域性管件（實擴、突縮）在流體流經管路時的區域性阻力係數。
2、學會區域性水頭損失的測定方法。
1、實驗原理及實驗裝置
區域性阻力係數測定的主要部件為區域性阻力實驗管路，它由細管和粗管組成乙個突擴和乙個突縮元件，並在等直細管的中間段接入乙個閥門元件。每個阻力元件的兩側一定間距的斷面上都設有測壓孔，並用測壓管與測壓板上相應的測壓管相聯接。當流體流經實驗管路時，可以測出各測壓孔截面上測壓管的水柱高度及前後截面的水柱高度差h。
實驗時還需要測定實驗管路中的流體流量。由此可以測算出水流流經各區域性阻力元件的水頭損失hζ，從而最後得出各區域性元件的區域性阻力係數ζ。
1 突然擴大：
在實驗時，由於管徑中即存在區域性阻力，又含有沿程阻力，當對突擴前後兩斷面列能量方程式時，可得hw=hj+hf,其中hw可由（h1-h3）測讀，hf可由（h2-h3）測讀，按流長比例換算後，hj=hw-hf。由此得出：
②突然收縮：
理論上，ζ縮=0.5（1-a2/a1），實驗時，同樣，在讀得突縮管段的水頭損失後，按流長比例換算，分別將兩端沿程損失除去，由此得：
二、實驗操作
1、實驗前的準備
①熟悉實驗裝置的結構及其流程。
②進行排氣處理。
③啟動水幫浦，然後慢慢開啟出水閥門時水流經過實驗管路。在此過程中（並關閉其他實驗管的進水閥和出水閥），觀察和檢查管路系統和測壓管及其導管中有無氣泡存在，應盡可能利用試驗管路上的放氣閥門或用其它有效措施將系統中存在的氣體排盡。
2、進行實驗，測錄資料
①調節進水閥門和出水閥門，使各組壓差達到測壓管可測量的最大高度。
②在水流穩定時，測讀測壓管的液柱高和前後的壓差值。
③在此工況下測定流量。
④調節出水閥門，適當減小流量，測讀在新的工況下的實驗結果。
如此，可做3～5個實驗點。（注意：實驗點的壓差值不宜太接近）。
三、實驗資料處理
1、將實驗所得測試結果及實驗裝置的必要技術資料記入如下附表1中。
2、計算出前後截面的水柱高度差值及相應工況的流量填入附表2中。
3、計算出各區域性阻力元件的阻力水頭損失hζ和區域性阻力係數ζ，並列入附表3中。
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