式中α1、α2取1，测压管水头(z 1+
p1p)、( z2+2)从测压管中直接读取。流速水头?g?g2?1v12?2v2、则根据体积法所测流量Q和管径d1和d2算出流速v1、v2从而得到。
2g2g管流突然扩大局部水头损失的理论公式：
A12v12d122v12hj理= (1-)=[1-()]
A22gd22gζ
理=(1-
A12d22 )=[1-(1)]A2d2由能量方程可知，管道突然缩小的局部水头损失即是图中1——1断面到2——2断面的能量损失
2p1?1v12p2?2v2hj实=(z1++)-(z2++) ?g2g?g2g22式中αα取1，测压管水头(z1+
p1p)、(z2+2)直?g?gd1d22?1v12?2v2接在测压管中读取，流速水头、则根据体
2g2g积法所测流量Q和管径d1、d2计算出流速v1、v2后，从
而得到。
2v2经验公式 hj=ζ
2gζ=0.5(1-
A2) A1式中ζ叫做局部水头损失系数。 四、实验步骤：
1. 熟悉实验指示书、实验装置。
2. 打开尾阀，接通电源，开启水泵，给水箱供水。
3. 等到水箱开始溢水后，关闭尾阀，排除管道、测压管中的气体，并观察测压管中的水位
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是否在同一水平面上。
4. 打开尾阀，使管道通过水流，并调节流量大小，使测压管水位在适当的高度。 5. 测量各断面的测压管水头，用测量水箱测定流量。 6. 检查数据无误后，改变流量，再次测量。 7. 关闭水泵，拔掉电源，结束实验。 五、注意事项：
1. 实验时，一定要安全用电。
2. 操作时，用力不要过猛，以免损坏仪器。 3. 计算时，要注意断面的位置。 测压管水头数据表：(仅供参考) 测次 1 管号 管径(cm) 测压管水头(cm) 管号 管径 1 9 17 1 9 17 18 10 19 2 11 20 18 3 12 21 2 10 19 4 13 22 3 11 20 5 14 23 4 12 21 6 15 5 13 22 7 16 6 14 23 8 7 15 24 8 16 测压管水头(cm) 管号 管径 测压管水头(cm) 2 管号 管径 测压管水头(cm) 管号 管径 测压管水头(cm) 管号 管径 测压管水头(cm)
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流量测定数据表：(仅供参考) 测次 1 测量水箱水位(cm) 初高H1 2
管流突然扩大局部水头损失计算表：(仅供参考)
细管直径d1= 1.4 cm 粗管直径d2= 2.5cm 局部阻力系数ζ= 终高H2 净高△H 时间 流量(cm/s) 平均流量Q t(s) Q1 Q2 (cm/s) 33备注 测量水箱水平面积2A=145cm v12测2g 次 (cm) (Z+p?)1 v12p+(Z+?2g(cm) )1 2v2 2g(Z+p?)2 2v2p+(Z+?2g)2 hj理 hj实 (cm) (cm) (cm) (cm) 1 2 管流突然缩小局部水头损失计算表：(仅供参考)
粗管直径d1=2.5 cm 细管直径d2=1.4 cm 局部阻力系数ζ=
2v22g 测次 v12 2g(cm) (Z+p?)1 v12p+(Z+?2g(cm) )1 (Z+p (cm) ?)2 2v2p+(Z+?2g)2 hj理 hj实 (cm) (cm) (cm) 1 2 六、思考题
1. 比较管流突然扩大的实测局部水头损失和理论局部水头损失的大小，并分析其原因。 2. 为什么管流突然扩大的2——2断面要取粗管上测压管水头最高的断面？
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实验九 明渠断面流速分布测定
一、实验目的：
1. 了解比托管的构造和测速原理，掌握用比托管测点流速的方法。 2. 了解旋浆流速仪的使用方法。 3. 绘制明渠断面垂线的流速分布曲线图。 二、实验设备：
实验装置由实验水槽、比托管（或旋浆流速仪）等组成。水槽宽b=60厘米，水槽底坡i=0，水槽前端安装有量水堰，为了调节水深，水槽尾部安装有尾门。
测针量水堰比托管玻璃水槽尾门测针筒三、实验原理： 1. 比托管测流速原理
比托管前端和侧面都开有测压孔，分别由两根不相通的细管接入测压管。由于比托管前端对水流的阻挡，使水流到达比托管的前端面时，流速变为零，动能全部转化为压能，故比托管前端测压孔所测水头为该点总水头。比托管侧面测压孔与水流方向垂直，对流速影响很小（忽略不计），所以所测水头为该点测压管水头。
根据比托管前端孔所测总水头和侧面孔所测测压管水头，可以算出该点的流速水头，即
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v2 h1-h2=
2gv=2g(h1?h2)
v2h1比托管前端孔所测总水头(z++ )
?2gph2比托管侧面孔所测测压管水头(z+
p?)
故 v=2g(h1?h2)
在实验中，为了更准确地测定，我们使用可倾斜比压计，如倾斜比压计的倾斜角为α，则在计算流速时，所测压差应乘sinα。由于比托管对水流的干扰和测压孔位置的不同，故需乘上比托管的校正系数μ，一般为0.98——1，因此点流速为
v=μ2g(h1?h2)sin?
2. 旋桨流速仪测流速原理
旋桨和水流的相对运动，桨叶受到垂直于旋桨径向的作用力，作用于每只桨叶的力对桨轴的力矩，使桨叶绕轴旋转，流速是旋桨转动速率或转动周期的函数。 1) 计数法测流速时，流速与脉冲数之间的关系为：
v=K
N+C tv——流速。
N——施测时间。
K——流速系数，旋桨每转动1/2周水流质点前进的距离。 C——旋桨起动流速值。
2) 周期法测流速时，流速与脉冲周期之间的关系为：
v=2K
1+C TT——旋桨每转动一周的时间。 四、实验步骤
1. 认真阅读实验指示书，了解实验目的。
2. 熟悉比托管（旋桨流速仪）的实际构造和使用方法。
3. 打开水槽进水阀门，将水槽水深控制在15——20cm左右。 4. 调平比托管测压排基座。
5. 用自来水（或真空泵）给比托管排气，气体排完后，在测压管上方放入部分空气。 6. 将比托管管头放入静水中，检查测压管读数是否相等，如果相等，则说明比托管和连通
管中的气体已经排完，用弹簧夹夹好排气管。否则将继续排气。 7. 将比托管放到要测定的位置上，管头正对水流方向。 8. 将管头放到槽底，等到测压管水位稳定后读取水位值和比托管高程值。升高比托管高程
2cm，再读数，直到水面。 五、注意事项
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