(3) 阀11用于调节层流实验流量；阀12用于检修，实验时始终全开；阀13层流时用于分流（全开），湍流时用于调节实验流量。
(4) 实验管道7为不锈钢管，其测压断面上沿十字型方向设有4个测压孔，经过均压环与测点管嘴相连通。
(5) 本实验仪配有压差计4（倒U型气-水压差计）和压差仪8，压差计测量范围为0~0.3 mH2O；压差电测仪测量范围为0~10 mH2O，视值单位为10-2 mH2O。压差计4与压差电测仪8所测得的压差值均可等值转换为两测点的测压管水头差，单位以m表示。在测压点与压差计之间的连接软管上设有管夹，除湍流实验时管夹关闭外，其他操作时管夹均处于打开状态。
(6) 流量测量——智能化数显流量仪
智能化数显流量仪系统包括实验管道内配套流量计、稳压筒、高精密传感器和智能化数显流量仪（含数字面板表及A/D转换器）。该流量仪为管道式瞬时流量仪，测量精度一级。
流量仪的使用方法参见伯努利方程实验，需先排气调零，流量仪所显示的数值为瞬时流量值。 (7) 配有数显温度计。 3．基本操作方法 （1）层流实验
层流实验压差由压差计测量，流量用称重法或量体积法。
1）称重法或量体积法是在某一固定的时段内，计量流过水流的重量或体积，进而得出单位时间内流过的流体量，是依据流量定义的测量方法。
本实验及后述各实验的测流量方法常用称重法或量体积法，用秒表计时，用电子称称重，小流量时，也可用量筒测量流体体积。为保证测量精度，一般要求计时大于15~20秒。
2）压差计连接管排气与压差计补气。启动水泵，全开阀11，间歇性开关旁通阀13数次，待水从压差计顶部流过即可。若测压管内水柱过高须补气，全开阀门11、13，打开压差计4顶部气阀K，自动充气使压差计中的右管液位降至底部（必要时可短暂关闭阀12），立即拧紧气阀K即可。排气后，全关阀11，测压计压差应为零。
3）实验时始终全开阀13，用阀11调节流量。层流范围的压差值仅为2~3cm以内，水温越高，差值越小，由于水泵发热，水温持续升高，应先进行层流实验。用压差计测量，流量调节后须等待几分钟，稳定后再测量。
（2）湍流实验
湍流实验测量时用管夹关闭压差计连通管，压差由数显压差仪测量，流量用智能化数显流量仪测量。
1) 调零。启动水泵，全开阀11，间歇性开关旁通阀13数次，以排除连通管中的气泡。然后，
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在关闭阀11的情况下，管道中充满水但流速为零，此时，压差仪和流量仪读值都应为零，若不为零，则可旋转电测仪面板上的调零电位器，使读值为零。
2) 流量调节方法：全开实验流量调节阀11，调节旁通阀13来调节流量。 3) 流量用智能化数显流量仪测量。
无论层流还是湍流实验，每次实验均须测记水温。
三、 实验原理
1．对于通过直径不变的圆管的恒定水流，沿程水头损失由达西公式表达为
lv2 hf??d2g式中：?为沿程水头损失因数；l为上下游测量断面之间的管段长度；d为管道直径；v 为断面平均流速。
若在实验中测得沿程水头损失hf和断面平均流速，则可直接得沿程水头损失因数
??其中
2gdhf12gdhfπ2h?2?(d/qV)2?kf2 lvl4qV k = π2gd5/8l
由伯努利方程可得
hf?(z1?p1p)?(z2?2)??h ?g?g沿程水头损失hf即为两测点的测压管水头差?h，可用压差计或电测仪测得。 2．圆管层流运动
??64 Re3．管壁平均当量粗糙度?在流动处于湍流过渡区或阻力平方区时测量，可由巴尔公式确定
1???2lg[?1??d?4.1365()0.89] 3.7dqV即 ??3.7d?[102??4.1365(?dqV)0.89]
四、 实验内容与方法
1．沿程水头损失因数测量与分析实验
参照实验基本操作方法，分别在层流和湍流两种流态下测量流量、水温、压差各4~6次。实验
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数据参考表1处理。
五、 数据处理及成果要求
1．记录有关信息及实验常数
实验设备名称： 实验台号：_________ 实 验 者：______________________ 实验日期：_________ 圆管直径d =__ ____?10-2 m 测量段长度l =___ ___?10-2 m 2．实验数据记录及计算结果（参表1） 3．成果要求
根据实测管道内流量和相应沿程损失值，绘制lgv ～lghf关系曲线，并确定其斜率m值，
m?lghf2?lghf1。将从图上求得的m值与已知各流区的m值进行比较验证。
lgv2?lgv1六、 分析思考题
1．为什么压差计的水柱差就是沿程水头损失？实验管道倾斜安装是否影响实验成果?
七、 注意事项
1．实验装置长期静置不用后再启动时，需在切断电源后，先用螺丝刀顶住电动机轴端，将电机轴转动几圈后方可通电启动。
2．实验时，去掉水泵罩壳，以防泵体过热。 3．其他参见伯努利方程实验。
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表1 沿程水头损失实验记录计算表
测次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
流速 体积 时间 V t v -63-2/10m /s /(10-6m3/s) /(10m/s) / / / / / / / / / / / / 流量 qV 水温 T /?C 粘度 雷诺数 ? Re /(10-4m2/s) 压差计、电测仪读数 /10-2m h1 h2 64沿程损失 沿程损 ?= hf 失因数 Re/10-2m ? (Re<2300) / / / / / / 22