流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告(hong)課件

1、福州大學(xué)土木工程學(xué)院本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)題目：實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1：畢托管測速實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目2：管路沿程阻力系數(shù)測定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目3：管路局部阻力系數(shù)測定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目4：流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)姓名： 學(xué)號(hào)： 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師姓名： 龐勝華 同組成員：_范富童_吳懷強(qiáng)_辛睿 _2013年6月23日實(shí)驗(yàn)一 畢托管測速實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?通過對(duì)管嘴淹沒出流點(diǎn)流速系數(shù)的測量，掌握用畢托管測量點(diǎn)流速的技能；2了解普朗特型畢托管的構(gòu)造和適用性，并檢驗(yàn)其量測精度，進(jìn)一步明確傳統(tǒng)流體力學(xué)量測儀器的現(xiàn)實(shí)作用。二、實(shí)驗(yàn)裝置本實(shí)驗(yàn)的裝置如圖一所示說 明：經(jīng)淹沒管嘴6，將高低水箱水位差的位能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能，并用畢托

2、管測出其點(diǎn)流速值。測壓計(jì)11的測壓管1、2和以測量高、低水箱位置水頭，測壓管3、4用以測畢托管的全壓水頭和靜壓水頭，水位調(diào)節(jié)閥4用以改變測點(diǎn)的流速大小。三、實(shí)驗(yàn)原理 （1）式中 u畢托管測點(diǎn)處的點(diǎn)流速；c畢托管的校正系數(shù)；h畢托管全壓水頭與靜水壓頭差。 （2）聯(lián)解上兩式可得 （3）式中 u測點(diǎn)處流速，由畢托管測定； 測點(diǎn)流速系數(shù)； h管嘴的作用水頭。四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟1準(zhǔn)備 （a）熟悉實(shí)驗(yàn)裝置各部分名稱、作用性能，分解畢托管，搞清構(gòu)造特征、實(shí)驗(yàn)原理。（b）用醫(yī)塑管將上、下游水箱的測點(diǎn)分別與測壓計(jì)中的測管1、2相連通。（c）將畢托管對(duì)準(zhǔn)管嘴，距離管嘴出口處約23cm，上緊固定螺絲。2開啟水泵 順

3、時(shí)針打開調(diào)速器開關(guān)3，將流量調(diào)節(jié)到最大。3排氣 待上、下游溢流后，用吸氣球（如醫(yī)用洗耳球）放在測壓管口部抽吸，排除畢托管及各連通管中的氣體，用靜水匣罩住畢托管，可檢查測壓計(jì)液面是否齊平，液面不齊平可能是空氣沒有排盡，心須重新排氣。4測記各有關(guān)常數(shù)和實(shí)驗(yàn)參數(shù)，填入實(shí)驗(yàn)表格。5改變流速 操作調(diào)節(jié)閥4并相應(yīng)調(diào)節(jié)調(diào)速器3，溢流量適中，共可獲得三個(gè)不同恒定水位與相應(yīng)的不同流速。改變流速后，按上述方法重復(fù)測量。6完成下述實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：（1）分別沿垂向和縱向改變測點(diǎn)的位置，觀察管嘴淹沒射流的流速分布；（2）在有壓管道測量中，管道直徑相對(duì)畢托管的直徑在610倍以內(nèi)時(shí)，誤差在25%以上，不宜使用。試將畢托管頭部伸入

4、到管嘴中，予以驗(yàn)證。7實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，按上述3的方法檢查畢托管比壓計(jì)是否齊平。五、實(shí)驗(yàn)成果及要求 實(shí)驗(yàn)裝置臺(tái)號(hào)No 3 表1 記錄計(jì)算表 校正系數(shù)c= 1.002 ，k= 44.360 cm0.5/s實(shí)驗(yàn)次序上、下游水位差（cm）畢托管水頭差（cm）測點(diǎn)流速（cm/s）測點(diǎn)流速系數(shù)h1h2Hh3h4h136.615.521.135.415.919.5195.8880.963236.615.521.116.015.40.634.3610.169336.615.521.115.515.40.114.0280.069432.215.516.729.815.714.1166.5720.921532.215

5、.516.730.615.615.0171.8060.950632.215.516.715.815.40.428.0560.155727.415.511.927.015.611.4149.7770.981827.415.511.915.815.40.428.0560.184927.415.511.915.415.30.114.0280.092 六、實(shí)驗(yàn)分析與討論1利用測壓管測量點(diǎn)壓強(qiáng)時(shí)，為什么要排氣？怎樣檢驗(yàn)排凈與否？答：若測壓管內(nèi)存有氣體，在測量壓強(qiáng)時(shí)，水柱因含氣泡而虛高，使壓強(qiáng)測得不準(zhǔn)確。排氣后的測壓管一端通靜止的小水箱中（此小水箱可用有透明的機(jī)玻璃制作，以便看到箱內(nèi)的水面），裝有玻璃管的

6、另一端抬高到與水箱水面略高些，靜止后看液面是否與水箱中的水面齊平，齊平則表示排氣已干凈。2畢托管的壓頭差h和管嘴上、下游水位差H之間的大小關(guān)系怎樣？為什么？答：由于 且 即 一般畢托管校正系數(shù)c=11（與儀器制作精度有關(guān)）。喇叭型進(jìn)口的管嘴出流，其中心點(diǎn)的點(diǎn)流速系數(shù)=0.9961。所以。3所測的流速系數(shù)說明了什么？答：若管嘴出流的作用水頭為，流量為Q，管嘴的過水?dāng)嗝娣e為A，相對(duì)管嘴平均流速v，則有稱作管嘴流速系數(shù)。若相對(duì)點(diǎn)流速而言，由管嘴出流的某流線的能量方程，可得式中：為流管在某一流段上的損失系數(shù)；為點(diǎn)流速系數(shù)。本實(shí)驗(yàn)在管嘴淹沒出流的軸心處測得=0.995，表明管嘴軸心處的水流由勢能轉(zhuǎn)換為動(dòng)

7、能的過程中有能量損失，但甚微。4據(jù)激光測速儀檢測，距孔口23cm軸心處，其點(diǎn)流速系數(shù)為0.996，試問本實(shí)驗(yàn)的畢托管精度如何？答：若以激光測速儀測得的流速為真值u，則有而畢托管測得的該點(diǎn)流速為203.30cm/s，則=3.75普朗特畢托管的測速范圍為0.22m/s，流速過小過大都不宜采用，為什么？另，測速時(shí)要求探頭對(duì)正水流方向（軸向安裝偏差不大于10度），試說明其原因（低流速可傾斜壓差計(jì)）。答：（1）施測流速過大過小都會(huì)引起較大的實(shí)測誤差，當(dāng)流速u小于0.2m/s時(shí)，畢托管測得的壓差亦有        若用30傾斜壓差計(jì)測量

8、此壓差值，因傾斜壓差計(jì)的讀數(shù)值差為        那么當(dāng)有0.5mm的判讀誤差時(shí)，流速的相對(duì)誤差可達(dá)6%。而當(dāng)流速大于2m/s時(shí)，由于水流流經(jīng)畢托管頭部時(shí)會(huì)出現(xiàn)局部分離現(xiàn)象，從而使靜壓孔測得的壓強(qiáng)偏低而造成誤差。（2）同樣，若畢托管安裝偏差角（）過大，亦會(huì)引起較大的誤差。因畢托管測得的流速u是實(shí)際流速u在其軸向的分速，則相應(yīng)所測流速誤差為    若>10，則6為什么在光、聲、電技術(shù)高度發(fā)展的今天，仍然常用畢托管這一傳統(tǒng)的流體測速儀器？答：畢托管測速原理是能量守恒定律，容易理解。而畢托管經(jīng)長

9、期應(yīng)用，不斷改進(jìn)，已十分完善 。具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，測量精度高，穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。因而被廣泛應(yīng)用于液、氣流的測量（其測量氣體的流速可達(dá)60m/s）。光、聲、電的測速技術(shù)及其相關(guān)儀器，雖具有瞬時(shí)性，靈敏、精度高以及自動(dòng)化記錄等諸多優(yōu)點(diǎn)，有些優(yōu)點(diǎn)畢托管是無法達(dá)到的。但往往因其機(jī)構(gòu)復(fù)雜，使用約束條件多及價(jià)格昂貴等因素，從而在應(yīng)用上受到限制。尤其是傳感器與電器在信號(hào)接收與放大處理過程中，有否失真，或者隨使用時(shí)間的長短，環(huán)境溫度的改變是否飄移等，難以直觀判斷。致使可靠度難以把握，因而所有光、聲、電測速儀器，包括激光測速儀都不得不用專門裝置定期率定（有時(shí)是利用畢托管作率定）。可以認(rèn)為至今畢托管測速仍然是

10、最可信，最經(jīng)濟(jì)可靠而簡便的測速方法。實(shí)驗(yàn)二 管路沿程阻力系數(shù)測定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?加深了解園管層流和紊流的沿程損失隨平均流速變化的規(guī)律；1 掌握管道沿程阻力系數(shù)的量測技術(shù)和應(yīng)用氣水壓差及水水銀多管壓差計(jì)測量壓差的方法； 3將測得的Re關(guān)系值與莫迪圖對(duì)比，分析其合理性，進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)成果分析能力。二、實(shí)驗(yàn)裝置本實(shí)驗(yàn)的裝置如圖一所示。根據(jù)壓差測法不同，有兩種型式：型式 壓差計(jì)測壓差。低壓差用水壓差計(jì)量測；高壓差用水銀多管式壓差計(jì)量測。裝置簡圖如圖一所示。型式 電子量測儀測壓差。低壓差仍用水壓差計(jì)量測；而高壓差用電子測儀（簡稱電測儀）量測。與型式比較，該型唯一不同在于水銀多管式壓差計(jì)被電測儀（圖

11、二）所取代。本實(shí)驗(yàn)裝置配備有：1自動(dòng)水泵與穩(wěn)壓器自循環(huán)高壓恒定全自動(dòng)供水器3由離心泵、自動(dòng)壓力開關(guān)、氣水壓力罐式穩(wěn)壓器等組成。壓力超高時(shí)能自動(dòng)停機(jī)，過低時(shí)能自動(dòng)開機(jī)。為避免因水泵直接向?qū)嶒?yàn)管道供水而造成的壓力波動(dòng)等影響，離心泵的輸水是先進(jìn)入穩(wěn)壓器的壓力罐，經(jīng)穩(wěn)壓后再送向?qū)嶒?yàn)管道。2旁通管與旁通閥由于本實(shí)驗(yàn)裝置所采用水泵的特性，在供水流量時(shí)有可能時(shí)開時(shí)停，從而造成供水壓力的較大波動(dòng)。為了避免這種情況出現(xiàn)，供水器設(shè)有與蓄水箱直通的旁通管（圖中未標(biāo)出），通過分流可使水泵持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。旁通管中設(shè)有調(diào)節(jié)分流量至蓄水箱的閥門，即旁通閥，實(shí)驗(yàn)流量隨旁通閥開度減小（分流量減?。┒龃?。實(shí)際上旁通閥又是本裝置用

12、以調(diào)節(jié)流量的重要閥門之一。3水封面 為了簡化排氣，并防止實(shí)驗(yàn)中再進(jìn)氣和誤操作引起的水銀外溢。在水銀壓差計(jì)的連通管上裝有水封器，水封器由2只充水（不滿頂）的密封立筒構(gòu)成（圖一）。4電測儀 由壓力傳感器和主機(jī)兩部分組成。經(jīng)由連通管將其接入測點(diǎn)（畋7.2）。壓差讀數(shù)（以米水柱為單位）通過主機(jī)顯示。三、實(shí)驗(yàn)原理由達(dá)西公式 得 (1)另由能量方程對(duì)水平等直徑園管可得 （2）壓差可用壓差計(jì)或電測。對(duì)于多管式水銀壓差有下列關(guān)系：* （3）式中，、分別為水銀和水的容重；為汞柱總差。四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟準(zhǔn)備 對(duì)照表裝置圖和說明搞清各組成部件的名稱、作用及其工作原理；檢查蓄水箱、水位是否夠高及旁通閥12是否已關(guān)閉。

13、否則予以補(bǔ)水并關(guān)閉閥門；記錄有關(guān)實(shí)驗(yàn)常數(shù)；工作管內(nèi)徑d和實(shí)驗(yàn)管長L（標(biāo)志于蓄水箱）。準(zhǔn)備 啟動(dòng)水泵。本供水裝置采用的是自動(dòng)水泵，接通電源，全開閥12打開供水閥11，水泵自動(dòng)開啟供水。準(zhǔn)備 調(diào)通量測系統(tǒng)。（1）通水、排氣 對(duì)各有關(guān)量測儀及其連通管按下列程序充水排氣：【實(shí)驗(yàn)管道】 關(guān)閉旁通閥12，全開水供水閥11和出水閥10?！舅畨翰钣?jì)】 關(guān)閉閥10/全開閥12/松開（水壓計(jì)連通管）止水夾/開啟閥11（待測管升至一定高度，再按下列步序適當(dāng)降低，以保證有足夠的量程）/旋開倒U管旋鈕F1（圖一）/全關(guān)閥1/（待倒U型管水位降至測尺標(biāo)值10cm左右）擰緊F1，【水銀壓差計(jì)】 檢查水封器13充水度是否夠，

14、當(dāng)無壓下水位低于2/3筒高時(shí)，按下列步驟進(jìn)行充水：關(guān)閉閥10/開啟閥10若干次，直至連通管氣泡排凈為止?！緣毫鞲衅鳌?關(guān)閉閥10/開啟閥11/打開排氣旋鈕（圖二）待旋孔溢水再擰緊。（2）校核 關(guān)閉閥10/全開閥11/檢查水壓差計(jì)兩測管中水位平否？以及水銀壓差計(jì)是否滿足？否則按上述步驟重新排氣。實(shí)驗(yàn)量測（1）調(diào)節(jié)流量 實(shí)驗(yàn)可按流量由小到大依資助進(jìn)行；微開閥10（閥12已全開），使流量逐次增大，其增量，在流量較小時(shí)，用水壓差計(jì)水柱差控制，每次增量可取=46mm（初次小些）。大流量通過漸關(guān)旁通閥調(diào)大壓差量測改用水銀壓差計(jì)（或電測儀），流量增量改用汞柱差控制，第一次取=3040mm，以后各次取=15

15、0mm（如用電測相應(yīng)取=0.4m和2.0m）。注意：當(dāng)換用水銀壓差計(jì)時(shí)，務(wù)心夾緊水壓差計(jì)連通管；流量每周一次，均需穩(wěn)定23分鐘，流量愈小，穩(wěn)定時(shí)間愈長；每次測流時(shí)段水小于810秒（流量大可短些）；要求變更流量不少于10次。（2）依次測定壓差計(jì)測管（或電測儀）讀數(shù)、相應(yīng)流量和溫度（溫度表應(yīng)掛在水箱中）。（3）結(jié)束工作關(guān)閉閥10，檢查=0及與否。否則表明壓差計(jì)已進(jìn)氣，需重做實(shí)驗(yàn)；關(guān)閉閥11，切斷電源。五、實(shí)驗(yàn)成果及要求1有關(guān)常數(shù)。 實(shí)驗(yàn)裝置臺(tái)號(hào) 08010541 圓管直徑d1=1.4cm , d2=1.9cm , d3=2.6cm 量測段長度L=85cm。及計(jì)算（見表1）。17表1 記錄及計(jì)算表

16、常數(shù)K1=2gd15/8L= 76.50 cm5/s2 ， K2=2gd25/8L= 352.20 cm5/s2 ，K3=2gd35/8L= 1690.00 cm5/s2次序體積cm3時(shí)間s流量Qcm3/s流速vcm3/s水溫C粘度vcm2/s雷諾數(shù)Re比壓計(jì)數(shù)cm沿程損失hfcm流程損失系數(shù)h1h2d1=1.4cm1424017.5242.29157.33340.007432964447.125.221.60.0282556031179.35116.46340.007432194428.116.1120.02932000020100.0064.94340.007431223668.564.5

17、4.00.031d2=1.9cm4340020170.0059.96340.007431533321.5192.50.0305180011163.3458.07340.007431485029.927.82.10.0286236014.6161.6457.02340.007431458151.949.92.00.027d3=2.6cm7208015.1137.7525.94340.00743907718.017.50.50.0458204015136.0025.61340.00743896227.527.00.50.0469196015130.6724.61340.00743861258.85

18、9.30.50.0493繪圖分析* 繪制lglghf曲線，并確定指數(shù)關(guān)系值m的大小。在厘米紙上以lg為橫坐標(biāo)，以lghf為縱坐標(biāo)，點(diǎn)繪所測的lglghf關(guān)系曲線，根據(jù)具體情況連成一段或幾段直線。求厘米紙上直線的斜率將從圖上求得的m值與已知各流區(qū)的m值（即層流m=1，光滑管流區(qū)m=1.75，粗糙管紊流區(qū)m=2.0，紊流過渡區(qū)1.75<m<2.0）進(jìn)行比較，確定流區(qū)。六、實(shí)驗(yàn)分析與討論1 為什么壓差計(jì)的水柱差就是沿程水頭損失？如實(shí)驗(yàn)管道安裝成傾斜，是否影響實(shí)驗(yàn)成果？答：在管道中的，水頭損失直接反應(yīng)于水頭壓力。測力水頭兩端壓差就等于水頭損失。如果管道傾斜安裝，不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。但壓差計(jì)應(yīng)垂

19、直，如果在特殊情況下無法垂直，可乘以傾斜角度轉(zhuǎn)化值。2據(jù)實(shí)測m值判別本實(shí)驗(yàn)的流動(dòng)型態(tài)和流區(qū)。答：fhlgvlg曲線的斜率m=1.01.8，即fh與8.10.1-v成正比，表明流動(dòng)為層流（m=1.0）、紊流光滑區(qū)和紊流過渡區(qū)（未達(dá)阻力平方區(qū)）。3實(shí)際工程中鋼管中的流動(dòng)，大多為光滑紊流或紊流過渡區(qū)，而水電站泄洪洞的流動(dòng)，大多為紊流阻力平方區(qū)，其原因何在？答：鋼管的當(dāng)量粗糙度一般為0.2mm，常溫下， ，經(jīng)濟(jì)流速 ，若實(shí)用管徑D=（20100）cm，其 ，相應(yīng)的 =0.00020.001，由莫迪圖可知，流動(dòng)均處在過渡區(qū)。若需達(dá)到阻力平方區(qū)，那么相應(yīng)的 ，流速應(yīng)達(dá)到(59)m/s。這樣高速的有壓管流在

20、實(shí)際工程中非常少見。而泄洪洞的當(dāng)量粗糙度可達(dá)(19)mm，洞徑一般為（23）m，過流速往往在(510)m/s以上，其 大于 ，故一般均處于阻力平方區(qū)。4管道的當(dāng)量粗糙度如何測得？答：當(dāng)量粗糙度的測量可用實(shí)驗(yàn)的方法測定 及 的值，然后用下式求解：（1）考爾布魯克公式 莫迪圖即是本式的圖解。（2）SJ公式 （3）Barr公式 其中（3）式精度最高。在反求時(shí)，（2）式開方應(yīng)取負(fù)號(hào)。也可直接由關(guān)系在莫迪圖上查得，進(jìn)而得出當(dāng)量粗糙度值。實(shí)驗(yàn)三 管路局部阻力系數(shù)測定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊螅?掌握三點(diǎn)法、四點(diǎn)法量測局部阻力系數(shù)的技能；1 通過對(duì)園管突擴(kuò)局部阻力系數(shù)的表達(dá)公式和突縮局部阻力系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)

21、證與分析，熟悉用理論分析法和經(jīng)驗(yàn)法建立函數(shù)式的途徑；3加深對(duì)局部阻力損失機(jī)理的理解。二、實(shí)驗(yàn)成果及要求1記錄計(jì)算有關(guān)常數(shù)。 實(shí)驗(yàn)裝置臺(tái)號(hào)No 5 d1=D1= 0.95 cm， d2=d3= d4= D2= 2.01 cm，d5=d6=D3= 1.00 cm， l12=12cm， l23=24cm，l34=12cm， l4B=6cm， lB5=6cm， l56=6cm，= 0.6 ，= 0.38 。2整理記錄、計(jì)算表。3將實(shí)測值與理論值（突擴(kuò)）或公認(rèn)值（突縮）比較。表1 記錄表序號(hào)流量cm3/s測壓管讀數(shù)cm體積時(shí)間流量151515.533.2336.136.436.336.335.335.1

22、27051070.5028.430.029.929.923.222.3314001593.3322.825.525.325.214.913.64156015104.0019.623.922.722.69.88.1表2計(jì)算表阻力形式次序流量cm3/s前斷面后斷面hjcmhjcmcmEcmcmEcm突然擴(kuò)大133.231.1237.220.0636.560.660.590.67270.505.0533.450.2530.253.200.633.03393.338.8331.630.4426.045.590.635.304104.0010.9830.580.5524.056.530.596.59突然

23、縮小533.230.0636.360.9136.010.350.380.34670.500.2530.154.1127.312.840.402.76793.330.4425.747.2022.103.640.353.848104.000.5523.258.9518.754.500.364.80三、實(shí)驗(yàn)分析與討論1結(jié)合實(shí)驗(yàn)成果，分析比較突擴(kuò)與突縮在相應(yīng)條件下的局部損失大小關(guān)系：1）不同Re的突擴(kuò)e是否相同？2）在管徑比變化相同的條件下，其突擴(kuò)e是否一定大于突縮s？答：由式及表明影響局部阻力損失的因素是和。由于有突擴(kuò)：突縮：則有當(dāng) 或 時(shí)，突然擴(kuò)大的水頭損失比相應(yīng)的突然收縮的要大。在本實(shí)驗(yàn)最大流量

24、Q下，突然擴(kuò)大損失較突然縮小損失約大一倍，即。 接近于1時(shí)，突然擴(kuò)大的水流形態(tài)接近于逐漸擴(kuò)大管的流動(dòng)，因而阻力損失顯著減小。2分析局部阻力損失機(jī)理何在？怎樣減小局部阻力損失？答：對(duì)局部阻力損失的機(jī)理分析如下： 從顯示的圖譜可見，凡流道邊界突變處，形成大小不一的漩渦區(qū)。漩渦是產(chǎn)生損失的主要根源。由于水質(zhì)點(diǎn)的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)和激烈的紊動(dòng)，相互摩擦，便消耗了部分水體的自儲(chǔ)能量。另外，當(dāng)這部分低能流體被主流的高能流體帶走時(shí)，還須克服剪切流的速度梯度，經(jīng)質(zhì)點(diǎn)間的動(dòng)能交換，達(dá)到流速的重新組合，這也損耗了部分能量。這樣就造成了局部阻力損失。 從流動(dòng)儀可見，突擴(kuò)段的漩渦主要發(fā)生在突擴(kuò)斷面以后，而

25、且與擴(kuò)大系數(shù)有關(guān)，擴(kuò)大系數(shù)越大，漩渦區(qū)也越大，損失也越大，所以產(chǎn)生突擴(kuò)局部阻力損失的主要部位在突擴(kuò)斷面的后部。而突縮段的漩渦在收縮斷面前后均有。突縮前僅在死角區(qū)有小漩渦，且強(qiáng)度較小，而突縮的后部產(chǎn)生了紊動(dòng)度較大的漩渦環(huán)區(qū)?？梢姰a(chǎn)生突縮水頭損失的主要部位是在突縮斷面后。 從以上分析知，為了減小局部阻力損失，在設(shè)計(jì)變斷面管道幾何邊界形狀時(shí)應(yīng)流線型化或盡量接近流線形，以避免漩渦的形成，或使漩渦區(qū)盡可能小。如欲減小管道的局部阻力，就應(yīng)減小管徑比以降低突擴(kuò)段的漩渦區(qū)域；或把突縮進(jìn)口的直角改為園角，以消除突縮斷面后的漩渦環(huán)帶，可使突縮局部阻力系數(shù)減小到原來的1/21/10。突然收縮實(shí)驗(yàn)管道，使用

26、年份長后，實(shí)測阻力系數(shù)減小，主要原因也在這里。實(shí)驗(yàn)四 流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊螅? 掌握用測壓管測量流體靜壓強(qiáng)的技能；2 驗(yàn)證不可壓縮流體靜力學(xué)基本方程；3 通過對(duì)諸多流體靜力學(xué)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)分析研討，進(jìn)一步提高解決靜力學(xué)實(shí)際問題的能力。二、實(shí)驗(yàn)成果及要求1記錄有關(guān)常數(shù)。 實(shí)驗(yàn)裝置臺(tái)號(hào)No 20085703 各測點(diǎn)的標(biāo)尺讀數(shù)為：B = 2.1 cm，C= -2.9 cm，D= -5.9 cm， = N/cm3。2分別求出各次測量時(shí)，A、B、C、D點(diǎn)的壓強(qiáng)，并選擇一基準(zhǔn)檢驗(yàn)同一靜止液體內(nèi)的任意二點(diǎn)C、D的是否為常數(shù)。3求出油的密度。三、實(shí)驗(yàn)分析與討論1同一靜止液體內(nèi)的測壓管水頭線是根什么線？答

27、：測壓管水頭指，即靜水力學(xué)實(shí)驗(yàn)儀顯示的測壓管液面至基準(zhǔn)面的垂直高度。測壓管水頭線指測壓管液面的連線。實(shí)驗(yàn)直接觀察可知，同一靜止液面內(nèi)的測壓管水頭線是一根水平線。2當(dāng)pB<0時(shí)，試根據(jù)記錄數(shù)據(jù)確定水箱內(nèi)的真空區(qū)域。答: ，相應(yīng)容器的真空區(qū)域包括以下三個(gè)部分：（1）過測壓管2液面作一水平面，由等壓面原理知，相對(duì)測壓管2及水箱內(nèi)的水體而言，該水平面為等壓面，均為大氣壓強(qiáng)，故該平面以上由密封的水、氣所占區(qū)域，均為真空區(qū)域。（2）同理，過箱頂小不杯的液面作一水平面，測壓管4中，該平面以上的水體亦為真空區(qū)域。（3）在測壓管5中，自水面向下深度某一段水柱亦為真空區(qū)域。這段高度與測壓管2液面低于水箱液面的高度相等，亦與測壓管4液面高于小水杯液面高度相等。3若再箅一根直尺，試采用另外最簡便的方法測定。答：最簡單的方法，是用直尺分別測量水箱內(nèi)通大氣情況下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度和，由式 ，從而求得。4如測壓管太細(xì)，對(duì)測壓管液面的讀數(shù)將有何影響？答：設(shè)被測液體為水，測壓管太細(xì)，測壓管液面因毛細(xì)現(xiàn)象而升