流体力学 实验一 阻力系数的测定实验
（一）实验名称：沿程阻力系数的测定
实验目的：（1）测定不同雷诺数Re 时的沿程阻力系数λ；
（2）掌握沿程阻力系数的测定方法。

实验原理：对I 、Ⅱ两断面列能量方程式，可求得L 长度上的沿程水头损失
h P P h f ∆=-=
γ
γ2
1 根据达西公式
g
v
d
L h f 22
⋅
⋅
=λ
先根据单位时间流过体积计算流量，并算出断面平均流速v ，即可求得沿程阻力系数λ。

2
2
22v
h L
gd Lv
gdh f
∆⋅
=
=λ
令
2
;2v
h k k L
gd ∆⋅
==λ则
实验设备：多功能水力学实验台，秒表。

（右图仅供参考） 实验步骤：
1、准备工作
⑴记录仪器常数d 、L ，并算出k 值。

⑵检查测压计管3、4测面是否水平（此时Q=0），如果不在同一水平面上，必须将橡皮管内空气排尽，使两测压管的测面处于水平状态。

⑶关闭无关测点的小阀门 ⑷打开设计流管相关阀门 ⑸关小总阀门 2、进行实验
⑴开泵，打开秒表，此时相关测压管中应出现较小高差。

⑵缓慢调节总阀门，记录相关压强高度、高度差、时间、体积等。

实验数据处理(下表仅参考)：
d= m L= m
NO.
h 3 h 4 h ∆ ∇ t ∆ Q V λ
(cm)
(cm)
(cm)
(l)
(s)
(l/s)
(m/s)
1
2
3
4
5
注意事项：
1、若测压管中液位较高，可调节压强控制球，使液位降至中部，以增大量测范围。

2、如出现测压管冒泡现象，不必惊慌，可调节流量或停泵重做。

思考题：
1.本实验的理论依据是什么？
2.如何使沿程阻力系数的测定结果与实际相符？
（二）（选作）实验名称：管道突然扩大和突然缩小阻力系数的测定
实验目的：（1）掌握管道突然扩大和突然缩小局部阻力系数计算公式。

（2）掌握测定管道突然扩大和突然缩小的阻力系数的方法。

实验原理： 1、突然扩大
在扩大前后取1-1及2-2断面，因管道系水平放置，可列出上述
断面的能量方程如下：
ξ
++
=
+g
V r
P g
V r P 222
2
22
1
1g
V 22
2
g
V
g V V r P P 2222
2
2
2
12
1-+
-=
ξ
2、突然缩小
在缩小前后取3-3及4-4断面，列能量方程式
ξ
++
=
+g
V r
P g
V r P 222
4
42
3
3g
V 22
4
g
V
g V V r P P 2224
2
4
234
3-+
-=
ξ
实验设备：多功能水力学实验台、秒表 实验步骤：A 、突然扩大
1、准备工作
（1） 检查测压管9、10液面是否水平（此时Q=0），如不水平，必须将橡皮管
内空气排尽，使两测压管9、10液面水平。

（2） 关闭测点1、2、3、4、5、6、7、8、11、12的小阀门。

（3） 打开大阀门2、4、5、9、10。

（4） 关闭大阀门3、6、7、8。

2、进行实验
（1） 开泵，打开大阀门1，打开秒表。

此时测压管9、10应出现较小高差。

（2） 缓慢调节大阀门2，使测压管9、10中压差出现最大，记录最大压差值。

停泵，记录时间，记录计量箱内水的体积。

实验数据处理：
r
P h r P h 2
101
9,==
d 1= d 2= 数据记录及计算结果，见下表 NO. h 9 （cm ）
h 10 (cm) ∇ (cm 3
)
t (s) Q
(cm 3
/s) V 3
(cm/s) g
V 22
3
V 4 (cm/s) g
V 22
4
ξ
1 2 3
B 、突然缩小
1、准备工作
（1） 检查测压管11、12液面是否水平（此时Q=0），如不水平，必须将橡皮管内空气排尽，使两测压管11、12液面水平。

（2） 关闭测点1、2、3、4、5、6、7、8、9、10的小阀门。

（3） 打开大阀门2、4、5、9、10 （4） 关闭大阀门3、6、7、8
2、进行实验
（1） 开泵。

打开阀门1，打开秒表。

此时测压管11、12出现较小高差。

（2） 缓慢调节阀门2，使测压管11、12中的压差出现最大，记录最大压差值。

停泵，记录时间，记录计量箱内水的体积。

实验数据处理：
r
P
h r P h 412311,==
d 1= d
2
=
NO. h
11h
12
∇
(cm3)
t
(s)
Q
(cm3/s)
V
3
g
V
2
2
3V
4
g
V
2
2
4ℑ
1
2
3
注意事项：
如出现测压管冒水现象，不必惊慌，可把大阀门10全开或停泵重做。

思考题：
1.本实验的理论依据是什么？
2.怎样使管道突然缩小局部阻力系数与课本表5-5相符？。