文档介绍：Prepared on 22 November 2020
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
4
5
平均值
ζe/ζe理论==%
收缩段 ζs/ζs理论==%
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。
实验结果如下图：
由式
及
表明影响局部阻力损失的因素是和，由于有
突扩：
突缩：
则有
当
或
时，突然扩大的水头损失比相应突然收缩的要大。在本实验中D1/D2=，突扩损失与突缩损失应接近，即hjs/hje=1，说明实验结果与理论推到相一致。从而我们也可得到，当接近于1时，突扩的水流形态接近于逐渐扩大管的流动，因而阻力损失显着减小。
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
流动演示仪 I-VII型可显示突扩、突缩、渐扩、渐缩、分流、合流、阀道、绕流等三十余种内、外流的流动图谱。据此对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，形成大小不一的旋涡区。旋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，相互摩擦，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，突扩段的旋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，旋涡区也越大，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。而突缩段的旋涡在收缩断面前后均有。突缩前仅在死角区有小旋涡，且强度较小，而突缩的后部产生了紊动度较大的旋涡环区。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尽量接近流线型，以避免旋涡的形成，或使旋涡区尽可能小。如欲减小本实验管道的局部阻力，就应减小管径比以降低突扩段的旋涡区域；或把突缩进口的直角改为园角，以消除突缩断面后的旋涡环带，可使突缩局部阻力系数减小到原来的1/2~1/10。突然收缩实验管道，使用年份长后，实测阻力系数减小，主要原因也在这里。
3．现备有一段长度及联接方式与调节阀（图）相同，内径与实验管道相同的直管段，如何用两点法测量阀门的局部阻力系数
两点法是测量局部阻力系数的简便有效办法。它只需在被测流段（如阀门）前后的直管段长度大于（20~40）d的断面处，各布置一个测压点便可。先测出整个被测流段上的总水头损失，有
式中：— 分别为两测点间互不干扰的各个局部阻力段的阻力损失；
— 被测段的局部阻力损失；
— 两测点间的沿程水头损失。
然后，把被测段（如阀门）换上一段长度及联接方法与被测段相