流體力學實驗報告參考資料

1、學實驗課程名稱生實驗報流體力學告開課實驗室市政與環(huán)境工程實驗研究中心學院年級專業(yè)班學生姓名學號開課時間至學年第學期總成績教師簽名城市建設與環(huán)境工程學院制開課學院、實驗室：城環(huán)學院市政與環(huán)境工程實驗研究中心 實驗時間： 年月 日課程名稱流體力學實驗項目名稱實驗一流體靜力學實驗實驗項目類型驗證演示綜合設計其他指導教師成績一、實驗目的1、驗證靜力學的基本方程；2、學會使用測壓管與差壓計的量測技能；3、理解絕對壓強與相對壓強及毛細管現(xiàn)象；4、靈活應用靜力學的基本知識進行實際工程量測。二、實驗原理1、重力作用下不可壓縮流體靜力學基本方程：2、 靜壓強分布規(guī)律：p = Po h式中：z被測點相對于基準面的

2、位置高度；p被測點的靜水壓強，用相對壓強表示，以下同；po 水箱中液面壓強；液體容重； h被測點在液體中的淹沒深度。3、等壓面原理： 對于連續(xù)的同種介質，流體處于靜止狀態(tài)時，水平面即等壓面。三、使用儀器、材料實驗儀器：測壓管、U型測壓管、差壓計儀器元件：打氣球、通氣閥、放水閥、截止閥、量杯流體介質：水、油、氣實驗裝置如圖：四、實驗步驟1、熟悉實驗裝置各部分的功能與作用；2、打開通氣閥，保持液面與大氣相通。觀測比較水箱液面為大氣壓強時各測壓管液面高度；3、液面增壓。關閉通氣閥、放水閥、截止閥，用打氣球給液面加壓，讀取各測壓管液面高度，計算 液面下a、b、c各點壓強及液面壓強 po；4、液面減壓。

3、關閉通氣閥，打開截止閥，放水閥放出一定水量后，讀取各測壓管液面高度，計算液 面下a、b、c各點壓強及液面壓強 po。五、實驗過程原始記錄（數據、圖表、計算等）1、基本參數儀器編號：測點標高： a -叫'b =m，' c 二cm基準面選在：測點位能：Za =叫Zb =cm，Zc =cm水溶重：水=N/ cm 32、記錄計算表表1壓強水頭與測壓管水頭測量成果表單位：cm實驗條 件次 數水箱液面咼程測壓管液 面咼程壓強水頭測壓管水頭11r123123表2油的容重測量與計算成果表實驗條件次 數水箱液面高程燈0測壓管 液面咼程J1可0 -可H 11 V-J 1的平均值油容重73 (N/

4、cm )且U型測壓管中 水面與油水交界1=2面齊平3且U型測壓管中 水面與油面齊平123六、實驗結果及分析1、在毛細管現(xiàn)象影響下，測壓管的讀數如何減少誤差？2、靜止流體中，不同斷面測壓管水頭線如何變化？3、根據等壓面原理，找出幾個等壓面。4、 當p0 0，求出p0絕對壓強與相對壓強；當 p0 : 0，求出p0的相對壓強、絕對壓強和真空值。教師簽名：年 月曰開課學院、實驗室：城環(huán)學院市政與環(huán)境工程實驗研究中心實驗時間： 年 月曰課程名稱流體力學實驗項目名稱實驗二均勻流與非均勻流的壓強分布規(guī)律及不可壓縮流體恒定流能量方程實驗實驗項目類型驗證演示綜合設計其他指導教師成 績一、實驗目的1、掌握均勻流的

5、壓強分布規(guī)律以及非均勻流的壓強分布特性；2、驗證不可壓縮流體恒定流動中各種能量間的相互轉換；3、學會使用測壓管與測速管測量壓強水頭、流速水頭與總水頭；4、理解比托管測速原理；5、掌握文丘里流量計的測量流量的方法。二、實驗原理1、 均勻流斷面壓強分布規(guī)律：Z P = cY2、不可壓縮流體恒定流動能量方程：3、 比托管測定點流速：u = ： 2g Ps.f P = cv；2gh式中：z被測點相對于基準面的位置高度；P被測點的靜水壓強，P為壓強水頭；p s為滯止點的壓強，用相對壓強表示；流速水頭，為動能修正系數；2g液體容重；hw 兩斷面間的水頭損失；h 兩斷面間的測壓管水頭差；一一比托管修正系數。

6、K文丘里常數；J 流量系數。三、使用儀器、材料實驗儀器： 測壓管、測速管、差壓計儀器元件：自循環(huán)供水系統(tǒng)、滑動測量尺、放水閥、流體介質：水、氣實驗裝置如圖1、2：圖1四、實驗步驟1、 熟悉實驗裝置圖1、2各部分的功能，記錄有關常數；實驗裝置圖1為能量方程實驗，實驗裝置圖2為文丘里流量計實驗；2、啟動供水系統(tǒng)，檢查測壓管液面讀數并排氣；3、逐級調節(jié)放水閥門的開度，穩(wěn)定后利用體積時間法測定流量；4、 測定各點在不同流量下的測壓管、測速管（實驗裝置圖1）或差壓計液面讀數（實驗裝置圖2），求得測壓管水頭及總水頭、流速水頭（實驗裝置圖1）或測壓管液面高差（實驗裝置圖2）；5、 比較均勻流與非均勻流斷面的

7、測壓管水頭值（實驗裝置圖1）；6、分析各斷面的總水頭與測壓管水頭，從而計算沿程水頭損失與局部水頭損失，并比較突然擴大與突然縮小的測壓管水頭及其水頭損失（實驗裝置圖1）;7、在實驗裝置圖2中，利用文丘里管測定管道流量。五、實驗過程原始記錄（數據、圖表、計算等）1、基本參數儀器編號：水箱液面咼程： 0 =cm,上官道軸線咼程 '上二cm,下管道軸線高程 '下二cm管道直徑：d,二cm, d2 =cm, d3 =cm2、記錄計算表表1測點液面讀數與斷面能量轉換測量成果表單位：cm測占八、流量Q3. cm /s位置水 頭Z壓強水 頭流速水 頭測壓管水頭總水頭H測壓管水頭差總水頭差123

8、45678910111213141516171819根據表中數據用方格紙繪制出總水頭線H-H和測壓管水頭線P-P。表2均勻流與非均勻流的壓強分布特性與能量轉換表單位：cm次 數流量Qcm 3/s2點測壓管 水頭3點測壓管 水頭10點測壓 管水頭11點測壓 管水頭15點測壓 管水頭備注123456表3水頭損失與比匕托管測量表單位：cm次 數流量Q3 cm 3/s3、4斷面沿程水頭 損失hf15、 17斷面局部水 頭損失hj9點測壓 管水頭8點總水頭H88點 流速水頭22g8點流速U8cm/s備注123456六、實驗結果及分析1、均勻流斷面測壓管水頭、壓強分布與非均勻流斷面測壓管水頭與壓強分布是否

9、相同？2、實際流體測壓管水頭沿程是否可以升高？總水頭沿程變化如何？各部分能量如何進行轉換？3、當流量增加，測壓管水頭線是否變化？4、如何利用現(xiàn)有的測壓管與測速管測量某點的點流速？5、比托管測定的流速是否準確？原因何在？6、文丘里喉管中是否產生負壓，根據實驗如何減少文丘里管中喉管中的負壓？最大可能真空有多大？7、文丘里管中流量系數的影響因素有那些？&為什么實際流量與理論流量不同？何者大？9、沿程水頭損失與局部水頭損失如何測定？教師簽名：年 月曰開課學院、實驗室：城環(huán)學院市政與環(huán)境工程實驗研究中心實驗時間:年 月曰課程流體力學實驗項冃實驗三實驗項目類型名稱名稱不可壓縮流體恒定流動動量方程與

10、孔口、管嘴岀流實驗驗證演示綜合設計其他指導教師成 績'、實驗目的1、驗證不可壓縮流體恒定流的動量方程；2、了解射流與孔口出流的特點，掌握管嘴出流的水力現(xiàn)象;3、靈活應用靜力學的基本知識，由測壓管推求壓力。P = PohQ 二A,2ghcQ 0.82A._ 2ghcQ =A、2gh-0.62F = ：'Q（ ： 2 2 - - 2 ）、實驗原理1、測壓管的壓力測量：2、不可壓縮流體恒定流動能量方程:3、管嘴出流流量：孔口出流流量：4、不可壓縮流體恒定流動動量方程:忽略滑動摩擦阻力，則：Fx二pcA二hc°= 2(0 - - r 1x)4式中：D活塞直徑；hc 活塞形心水

11、深；h孔口出流的作用水頭；Q管嘴岀流量，即射流流量；- 1x 管嘴岀流速，即射流流速； 為動量修正系數;Fx射流對活塞沖擊力；液體密度。值。其中，測壓管的標尺零點已固定在活實驗中，在平衡狀態(tài)下，只要測得流量Q和活塞形心水深hc，由給定的管嘴直徑 d和活塞直徑D , 代入上式，便可驗證動量方程，并率定射流的動量修正系數 塞的圓心處，因此液面標尺讀數，即為作用在活塞圓心處的水深。三、使用儀器、材料實驗儀器：自循環(huán)供水系統(tǒng)、帶活塞的測壓管儀器元件：放水閥、測壓管流體介質：水實驗裝置如圖：四、實驗步驟1、熟悉實驗裝置各部分名稱、結構特征，作用性能，記錄有關常數。2、 啟動供水系統(tǒng)，打開調速器開關，水泵

12、啟動23分鐘后，關閉23秒鐘，以利用回水排除離心 式水泵內滯留的空氣；3、調整測壓管位置。待恒壓水箱滿頂溢流后，松開測壓管固定螺絲，調整方位，要求測壓管垂直、 螺絲對準十字中心，使活塞轉動松快。然后旋轉螺絲固定好。測該水位、流量，并改變作用水頭并重復 實驗。4、測讀水位。標尺的零點已固定在活塞園心的高程上。當測壓管內液面穩(wěn)定后，記下測壓管內液面 的標尺讀數，即he值。5、 測量流量。禾U用體積時間法，在上回水管的出口處測量射流的流量，流量時間要求在1520秒以上，可用塑料桶等容器，通過活動漏斗接水，再用量筒測量其體積（亦可用重量法測量）。6、改變水頭重復實驗。逐次打開不同高度上的溢水孔蓋，改變

13、管嘴的作用水頭。調節(jié)調速器，使溢流量適中，待水頭穩(wěn)定后，按3 5步驟重復進行實驗。7、驗證V2=0對Fx的影響。取下平板活塞，使水流沖擊到活塞套內，調整好位置，使反射水流的回射角度一致，記錄回射角度的目估值、測壓管作用水深he和管嘴作用水頭 H。五、實驗過程原始記錄（數據、圖表、計算等）1、基本參數（1 ）、動量定律實驗儀儀器編號：管嘴內徑：d=cm活塞直徑：D=cm（2）、孔口與管嘴出流實驗儀儀器編號：圓角管嘴內徑：d1=cm.直角管嘴內徑：d2=cm圓錐管嘴內徑：d3=cm.孔口直徑：d4=cm出口咼程：Zr=Z2=cm,Z3=Z4=cm管嘴面積：A1=2 cm,A 2=cm 2, A3=

14、2cm孔口面積：A 4=2cm收縮直徑：dc4=cm,收縮面積：Ac4=2 cm,收縮系數：£ 4=2、記錄計算表表1動量力（射流沖擊力）測量成果表測次體積V(m3)時間T(s)管嘴作 用水頭Ho（m）活塞作 用水頭he（m）流量Q（m3/s）流速（m/s）動量力F（KN）動量修正系數P備注123456表2孔口、管嘴岀流流量系數測量成果表測次體積V(cm 3)時間T(s)實際流量Q3(cm/s)水箱液 面讀數H1（cm）作用 水頭Ho（cm）理論流量Q3(cm /s)流量系數備注123456六、實驗結果及分析1、動量修正系數是否等于 1,為什么？2、測壓管液面與管嘴作用水頭的關系如何

15、？3、 帶翼片的平板在射流作用下獲得力矩，這對分析射流沖擊無翼片的平板沿 x方向的動量方程有無 影響，為什么？4、滑動摩擦力為什么可以忽略不計？試用實驗驗證，記錄實驗結果。5、分析孔口出流與管嘴出流流量系數的影響因素。教師簽名：年 月曰開課學院、實驗室：城環(huán)學院市政與環(huán)境工程實驗研究中心實驗時間:年 月 日課程名稱流體力學實驗項目名稱實驗四局部水頭損失實驗實驗項目類型驗證演示綜合設計其他指導成 績教師、實驗目的1、掌握三點法、四點法量測局部阻力系數的技能；2、驗證圓管突然擴大局部阻力系數公式及突然縮小局部阻力系數經驗公式;3、加深對局部阻力損失機理的理解。、實驗原理1、能量轉換：2 2Pl G

16、1U1p2 a 22（乙+竺+） （Z2 + M +丄上）=2g2g 72、局部水頭損失：2 hj -;2g局部阻力系數：2ghj 2突然擴大：2 22（H 6）戸1戸 5j2g2g2g突然縮小：d245（1-餐）d22式中：hf 沿程水頭損失;沿程阻力系數;'局部阻力系數hj局部水頭損失;三、使用儀器、材料實驗儀器：測壓管、u型測壓管、差壓計儀器元件：自循環(huán)供水系統(tǒng)、水氣壓差計、滑動量尺、電測儀、水封器流體介質：水、氣 實驗裝置如圖：四、實驗步驟1、熟悉實驗裝置圖1、2各部分功能，記錄有關常數；2、啟動供水系統(tǒng)，檢查測壓管液面水位并排氣；3、 調節(jié)閥門開度，逐級放大流量，待水位恒定后

17、采用時間體積法測算流量，并計算管道通過的流速;4、量取水溫，由此推求雷諾數；5、 各測壓管液面讀數 （圖2）或壓差計讀數（圖1）,分析計算沿程水頭損失，并求取沿程水頭損失;6、分析個斷面總能量，由此推求局部水頭損失，并求取局部阻力系數（實驗裝置圖1 ）。五、實驗過程原始記錄（數據、圖表、計算等）1、基本參數儀器編號：管道直徑： di=cm； d2=d3=d4=cm； d5=d6=cm測點間距：Li-2=12cm；L2-3=24 cm；L3-4=12 cm；L4-b=6cm；Lb-5=6cm；L5-6=6 cm局部阻力系數（理論）：2、記錄計算表：表1局部水頭損失實驗數據記錄表單位：cm序 號體積V(cm 3)時間T(s)流量Q3 (cm /s)測壓管讀數12345612345表2局部水頭損失實驗計算表單位：cm阻力 形式序號流量Q3 (cm /s)前斷面后斷面前后 斷面沿 程阻力損失實測局 部阻力 損失值實測局 部阻力 系數理論局 部阻力 損失值hj總水 頭H總水 頭H突然 擴大12345突然縮小12345六、實驗結果及分析1、 為什么壓差計的水柱差就是沿程水頭損失？如實驗管道安裝成傾斜，是否影