水力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告_1

1、水力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告水力學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書及實(shí)驗(yàn)報(bào)告專業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)姓名河北農(nóng)業(yè)大學(xué)城建學(xué)院 目錄 實(shí)驗(yàn)（一）伯努利方程實(shí)驗(yàn). - 2 -實(shí)驗(yàn)（二）動(dòng)量定律實(shí)驗(yàn). - 5 -實(shí)驗(yàn)（三）文丘里實(shí)驗(yàn). - 9 -實(shí)驗(yàn)（四）孔口與管嘴出流實(shí)驗(yàn). - 11 -實(shí)驗(yàn)（五）雷諾實(shí)驗(yàn). - 13 -實(shí)驗(yàn)（六）沿程水頭損失實(shí)驗(yàn). - 15 -實(shí)驗(yàn)（七）局部阻力損失實(shí)驗(yàn). - 18 - 實(shí)驗(yàn)（一）伯努利方程實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.觀察流體流經(jīng)能量方程試驗(yàn)管的能量轉(zhuǎn)化情況，對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的動(dòng)水水力現(xiàn)象進(jìn)行分析，加深對(duì)能量方程的理解；2.掌握一種測(cè)量流體流速的原理：3.驗(yàn)證靜壓原理。二、實(shí)驗(yàn)原理在恒定總流實(shí)驗(yàn)管內(nèi)，沿水流方向的任一斷面

2、i（實(shí)驗(yàn)管的、見圖1），可寫22 圖伯努利方程實(shí)驗(yàn)儀結(jié)構(gòu)示意圖1.水箱及潛水泵；2.上水管；3.電源；4.溢流管；5.整流柵；6.溢流板；7.定壓水箱；8.實(shí)驗(yàn)細(xì)管；9. 實(shí)驗(yàn)粗管；10.測(cè)壓管；11.調(diào)節(jié)閥；12.接水箱，計(jì)量水箱；13.量杯自備；14.回水管；15.實(shí)驗(yàn)桌。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.記錄有關(guān)常數(shù)：d、d、d、d、各管道軸線高程、水箱液面高程；2.水箱充水；3.接好電源，啟動(dòng)水泵，系統(tǒng)充水趕氣，過程中維持溢流板稍許溢流；4.檢查各處是否有漏水；5.關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥11，觀察并記錄各動(dòng)靜壓管上的液面高度，自由液面的高度；6.全開流量調(diào)節(jié)閥，測(cè)讀并記錄各測(cè)管的液面高程，體積流量；7.關(guān)小流量

3、調(diào)節(jié)閥，測(cè)讀并記錄各測(cè)管的液面高程，體積流量；8.重復(fù)步驟7一次；9.試驗(yàn)完畢，停泵，斷開電源，清洗現(xiàn)場(chǎng)。五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與整理1.記錄有關(guān)讀數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置編號(hào)nod1= 1.4，d2= 2.6，d3= 1.4，d4= 1.4 2.測(cè)讀記錄pz+值表 表1 p z +（單位：cm ）值表 基準(zhǔn)線選在表中帶“*”的1、3、5、7測(cè)點(diǎn)為畢托管測(cè)點(diǎn)，測(cè)量相應(yīng)位置的總水頭；而2、4、6、8測(cè)點(diǎn)測(cè)量相應(yīng)位置的測(cè)壓管水頭。3.速度水頭值計(jì)算表4.總水頭22p v z g+值計(jì)算表表3 總水頭2p v z +值計(jì)算表 1.流量增大，測(cè)壓管水頭線有何變化？為什么？2.畢托管所測(cè)試的總水頭線與實(shí)測(cè)（體積法測(cè)流）的總

4、水頭線，一般略有差異，試分析其原因。3.測(cè)壓管水頭線和總水頭線的沿程變化有何不同？為什么？ 實(shí)驗(yàn)（二）動(dòng)量定律實(shí)驗(yàn) x 對(duì)x 軸列動(dòng)量方程：)(1122x x x xv v q r f-=式中：x r 水箱對(duì)水流的反作用力；實(shí)驗(yàn)溫度、壓力下水的密度； q 水箱出水流量； 12,動(dòng)量修正系數(shù)，取1：x v 1水箱水面的行近流速在x 軸上的投影，取0； x v 2出口斷面的平均流速在x 軸上的投影；2.根據(jù)力矩平衡計(jì)算x r ： （1）x r 對(duì)轉(zhuǎn)軸取力矩mm=x r l 式中：l 出口中心至轉(zhuǎn)軸的距離； 動(dòng)平衡時(shí)得到實(shí)測(cè)力矩o m ： s g m o ?= 式中：g 平衡砝碼重量； s ?s ?

5、=s-o s ； o s 未出流平衡砝碼至轉(zhuǎn)軸的距離； s 出流時(shí)動(dòng)態(tài)平衡時(shí)砝碼至轉(zhuǎn)軸的距離。式中：x r 平板對(duì)水流的反作用力；x v 1噴嘴出口平均流速在x 軸的投影，即流速； x v 2斷面平均流速在x 軸的投影，取0；2.根據(jù)力矩平衡計(jì)算x r ：對(duì)o 點(diǎn)取矩，則有：m=r x l 1式中：1l 水流沖擊點(diǎn)至o 點(diǎn)的距離； 動(dòng)平衡時(shí)得到實(shí)測(cè)力矩o m ：2gl m o = 式中：g 砝碼重量； 2l 砝碼作用線到o 點(diǎn)的距離。 此時(shí)0m m ，可由力矩平衡計(jì)算得rx。三、實(shí)驗(yàn)裝置1.動(dòng)量實(shí)驗(yàn)裝置1臺(tái)，結(jié)構(gòu)示意見圖3；2.量水桶1只；3.電子稱1臺(tái)；4.秒表1塊。圖3： 實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意

6、圖1.實(shí)驗(yàn)水箱；2.控制閥門；3.高位水孔；4.低位水孔 ；5.砝碼 ；6.轉(zhuǎn)動(dòng)軸承；7.擋板；8.固定插銷；9.水平儀；10.噴嘴；11.水泵；12.水箱；13.擋水板；14.實(shí)驗(yàn)臺(tái)支架 四、實(shí)驗(yàn)步驟（一）水箱實(shí)驗(yàn) 1.儲(chǔ)水箱充水；2.接電源，啟動(dòng)泵，向?qū)嶒?yàn)水箱充水，關(guān)小進(jìn)水閥2，實(shí)驗(yàn)過程中使溢流板稍許溢流；3.拔出插銷，調(diào)整平衡（移動(dòng)砝碼，使水平儀氣泡居中），測(cè)讀并記錄s ；4.拔出低孔塞，出流穩(wěn)定后，砝碼調(diào)位，使水平儀氣泡居中，測(cè)讀s ，計(jì)量水體積v 、量水時(shí)間t ；5.重復(fù)步驟4一次；6.停止水泵，待實(shí)驗(yàn)水箱水位教低時(shí)塞住底孔；7.步重復(fù)驟2、3；8.拔去高孔塞，出流穩(wěn)定后，砝碼調(diào)位，

7、使水平儀氣泡居中，測(cè)讀s,測(cè)量水體積、計(jì)量時(shí)間； 9.重復(fù)步驟8一次；10.實(shí)驗(yàn)完畢，實(shí)驗(yàn)水箱插上定位插銷。 （二）平板實(shí)驗(yàn)1.同步驟（一）1、2；2.在拉鏈端加50克砝碼，開啟并調(diào)節(jié)射流閥門，使平板保持垂直位置；3.穩(wěn)定后，測(cè)讀并記錄砝碼重量，計(jì)量水體積v ，量水時(shí)間t ； 4.改變砝碼重量，調(diào)節(jié)射流閥門，使平板保持垂直位置； 5.重復(fù)步驟3；6.實(shí)驗(yàn)完畢，停止水泵，斷開電源。 五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與整理 1.記錄水箱實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并計(jì)算d 圓錐管嘴= cm ，d 圓柱管嘴= cm ，高l = cm ，低l = cm2.記錄平板實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并計(jì)算儀器常數(shù)(實(shí)測(cè))：d= cm ，l 1= m ，l 2= m

8、 分析理論計(jì)算r x 與測(cè)定r x 產(chǎn)生偏差的原因。 實(shí)驗(yàn)（三）文丘里實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.通過測(cè)定流量系數(shù)，掌握文丘里流量計(jì)測(cè)量管道流量的技術(shù)。2.驗(yàn)證能量方程的正確性。 二、實(shí)驗(yàn)原理如果能求得任一斷面的流速v ，然后乘以面積a ，即可求出理論流量q。計(jì)算模型如圖1所示： 圖1 文丘里流量計(jì)流量計(jì)算模型根據(jù)能量方程和連續(xù)性方程，可得不計(jì)阻力作用的文氏管過水能力關(guān)系式 h k p z p z g d dd q ?=+-+-=)()(21)(4221142121式中：g d dd k 21)(442121-=，為文丘里流量計(jì)結(jié)構(gòu)參數(shù)。)()(2211p z p z h +-+=?，為斷面測(cè)壓管水

9、頭差由于阻力的存在，實(shí)際通過流量q 恒小于理論流量q ，故引入無量綱流量修正系數(shù)。h k q q q ?=或h k q q ?=三、實(shí)驗(yàn)裝置1.文丘里流量計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置1臺(tái)，結(jié)構(gòu)示意圖（見圖2）；2.秒表1只；3.溫度計(jì)1支。 圖2、實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖1.水箱及潛水泵；2.上水管；3. 溢流管；4. 電源開關(guān)；5.整流柵；6.溢流板；7.接頭；8. 實(shí)驗(yàn)管段；9. 文丘里管；10. 調(diào)節(jié)閥；11. 接水箱；12. 計(jì)量水箱；13. 回水管；14實(shí)驗(yàn)桌。 四、實(shí)驗(yàn)步驟1.水箱充水；2.接好電源，啟動(dòng)水泵；3.調(diào)節(jié)進(jìn)水閥，全開出水閥，過程中溢流板保持稍許溢流；4.穩(wěn)定后，測(cè)讀并記錄測(cè)壓管水頭h 1、h 2、時(shí)間間隔t 、水量v ；5.分68擋，關(guān)小出水閥，測(cè)讀并記錄h 1、h 2、t 、v ； 6實(shí)驗(yàn)完畢，停止水泵，斷開電源，清掃場(chǎng)地。 五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與計(jì)算1 記錄計(jì)算有關(guān)數(shù)據(jù) d 1= 1.4cm, d 2= 0.8 cm 實(shí)驗(yàn)裝置編號(hào)no水箱液面標(biāo)尺值0h = cm ，管軸線高程表尺值 h = cm 。2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄