《建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)》 教案 7-12 7.2.5局部水頭損失實(shí)驗(yàn)

局部水頭損失實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康蘑僬莆杖c(diǎn)法、四點(diǎn)法量測局部阻力系數(shù)的技能；②驗(yàn)證圓管突然擴(kuò)大局部阻力系數(shù)公式及突然縮小局部阻力系數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式；③加深對局部阻力損失機(jī)理的理解。實(shí)驗(yàn)原理局部阻力或是由于邊界面積大小變化引起的邊界層分離現(xiàn)象產(chǎn)生，或是流動方向改變時(shí)形成的螺旋流動造成，或者兩者都存在造成的局部阻力，因此，很難能用一個(gè)公式表示。通常，局部水頭損失用局部阻力系數(shù)和流速水頭的乘積表示，即 HJ=ζv式中，ζ——局部水頭損失系數(shù)。由能量守恒定律有： ?j1?i大多數(shù)情況的局部阻力系數(shù)只能通過實(shí)驗(yàn)測定，目前管道突然擴(kuò)大的局部水頭損失系數(shù)可采用理論分析，得出足夠精確的結(jié)果。突然擴(kuò)大的局部水頭損失可應(yīng)用動量方程、能量方程以及連續(xù)性方程聯(lián)合求解，得到 ?j=1?或 ?j=A式中，A1，v1——突然擴(kuò)大前斷面的面積和平均流速；A2，v2——突然擴(kuò)大后斷面的面積和平均流速，且A1<A2。對于突然縮小的局部阻力系數(shù)為： ζ=0.51?A實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及裝置局部水頭損失實(shí)驗(yàn)儀由自循環(huán)供水器(循環(huán)水泵）、實(shí)驗(yàn)臺、無級調(diào)速器、水箱、溢流板、穩(wěn)水孔板、突然擴(kuò)大與突然縮小實(shí)驗(yàn)管道、測壓管、流量調(diào)節(jié)閥、接水盒、回水管等組成，如REF_Ref11673\h圖1所示。圖1局部水頭損失實(shí)驗(yàn)儀實(shí)驗(yàn)步驟及方法①熟悉實(shí)驗(yàn)儀器并記錄相關(guān)基本參數(shù)。②打開電源供水，待水箱溢流恒定后全開流量調(diào)節(jié)閥，排除實(shí)驗(yàn)管道內(nèi)氣體。管道內(nèi)氣體排凈后關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥，檢查測壓管液面是否齊平。③全開流量調(diào)節(jié)閥，待流量穩(wěn)定后，采用時(shí)間體積法測算流量，并計(jì)算通過各管段的流速，同時(shí)讀取測壓管液面高度。④調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥開度，逐級放大流量，重復(fù)步驟（三），測試5組流量，記錄數(shù)據(jù)到REF_Ref11755\h表1中。⑤關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥，再次檢查測壓管液面是否齊平。若未齊平，則需重新實(shí)驗(yàn)。齊平后關(guān)閉電源，將儀器恢復(fù)到實(shí)驗(yàn)前狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄①記錄實(shí)驗(yàn)基本參數(shù)：測點(diǎn)管段直徑：d1、d2、d3、d4、d5、d6；測點(diǎn)間距：L1-2、L2-3、L3-4、L4-b、Lb-5、L5-6。②實(shí)驗(yàn)記錄表1局部水頭損失實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)記錄表序號體積V時(shí)間t流量Q測壓管讀數(shù)12345612345實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及分析①實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算對于1-2斷面，突然擴(kuò)大的局部阻力損失實(shí)測值為： ?j1?2=其中： ?f1?2=1對于4-5斷面，突然縮小的局部阻力損失實(shí)測值為： ?j4?5=其中： ?f4?B ?f3?5=表2局部水頭損失實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理表阻力形式序號流量Q前斷面后斷面前后斷面沿程阻力損失hf實(shí)測局部阻力損失值hj實(shí)測局部阻力系數(shù)ζα總水頭Hα總水頭H突然擴(kuò)大12345突然縮小12345②結(jié)合實(shí)驗(yàn)成果，分析比較突然擴(kuò)大與突然縮小在相應(yīng)條件下的局部損失大小關(guān)系。③結(jié)合流動儀