综合流体力学实验装置说明书
化工流动过程综合实验装置(单泵)说明书
天津大学化工基础实验中心
2011．10
一、实验装置功能特点介绍：
本实验装置将流体阻力实验、离心泵性能实验、流量计性能实验有机结合在一起，是一套多功能实验装置。可用于化工教学实验。通过实验，可以练习光滑直管、粗糙直管的阻力系数与雷诺准数的测量方法，并能绘制关系曲线；学习几种压差测量方法，加深对流体流动阻力概念的理解；同时可以让学生了解离心泵的结构、操作方法，掌握离心泵特性曲线测定方法，掌握离心泵管路特性曲线测定方法，并能绘制相应曲线，加深对离心泵性能的理解；了解各种流量计（节流式、转子、涡轮）的结构、性能及特点，掌握其使用方法；掌握节流式流量计标定方法，会测定并绘制文丘里流量计流量标定曲线（流量-压差关系）与流量系数和雷诺数之间的关系（Re 0 C 关系）。 二、实验设备主要技术参数： 1．流体阻力部分： （1）被测直管段：
光滑管: 管径d-0.008 (m) 管长L-1.708 (m) 材料不锈钢
粗糙管: 管径d-0.01 (m) 管长L-1.713(m) 材料不锈钢 （2）玻璃转子流量计：
型 号 测量范围 精度 LZB —25 100~1000（L/h ） 1.5 LZB —10 10~100（L/h ） 2.5
（3）压差传感器： 型号LXWY 测量范围200 KPa （4）数字显示仪表：宇电数字显示仪表
测量参数名称 仪表名称 数量
温度 AI-501B 1 压差 AI-501BV24 1 流量 AI-501BV24 1 功率 AI-501B 1
（5）离心泵：型号WB70/055 2. 流量计性能部分：
流量测量：文丘里流量计 文丘里喉径0.020m
实验管路管径：0.043m，
3．离心泵性能部分；
（1）离心泵：型号WB70/055 电机效率60%；
（2）真空表：用于泵吸入口真空度的测量测量范围0.1-0MPa 精度1.5级,
=0.028m
真空表测压位置管内径d
1
（3）压力表：用于泵出口压力的测量测量范围0-0.25MPa 精度1.5级
=0.042m
压强表测压位置管内径d
2
（4）流量计：涡轮流量计精度0.5级；
（5）两测压口之间距离：真空表与压强表测压口之间的垂直距离h
=0.43m
4．管路特性部分：
变频器：型号N2-401-H 规格：（0-50）Hz
三、实验装置流程图及基本情况简介
1.实验装置流程示意图见图一
图一流动过程综合实验流程示意图
1-水箱；2-水泵；3-入口真空表； 4-出口压力表； 5、16-缓冲罐； 6、14-测局部阻力近端阀； 7、15-测局部阻力远端阀； 8、17-粗糙管测压阀； 9、21-
光滑管测压阀； 10-局部阻力阀； 11-文丘里流量计（孔板流量计）； 12-压力传感器； 13-涡流流量计； 18、32-阀门； 20-粗糙管阀； 22-小转子流量计；23-大转子流量计； 24阀门； 25-水箱放水阀； 26-倒U型管放空阀； 27- 倒U型管； 28、30-倒U型管排水阀； 29、31-倒U型管平衡阀
2.实验装置仪表面板图见图二
（1）流体阻力测量：
水泵2将储水槽1中的水抽出，送入实验系统，经玻璃
转子流量计22、23测量流量，然后送入被测直管段测量流
体流动阻力，经回流管流回储水槽1。被测直管段流体流动
阻力ΔP可根据其数值大小分别采用变送器12或空气—水
倒置Ｕ型管来测量。
（2）流量计、离心泵性能测定：
水泵2将水槽1内的水输送到实验系统，流体经涡轮流
量计13计量，用流量调节阀32调节流量，回到储水槽。同
时测量文丘里流量计两端的压差，离心泵进出口压强、离心
泵电机输入功率并记录。
（3）管路特性测量：
用流量调节阀32调节流量到某一位置，改变电机频率，
测定涡轮流量计的频率、泵入口真空度、泵出口压强并记录。
四、实验方法及步骤：
1．流体阻力测量
（1）向储水槽内注水至水满为止。(最好使用蒸馏水，以保持流体清洁)
（2）光滑管阻力测定：
a. 关闭粗糙管路阀门，将光滑管路阀门全开，在流量为零条件下，打开通
向倒置U型管的进水阀，检查导压管内是否有气泡存在。若倒置U型管内液柱高度差不为零，则表明导压管内存在气泡。需要进行赶气泡操作。导压系统如图三所示。
操作方法如下：
加大流量，打开U型管进出水阀门11，使倒置U型管内液体充分流动，以
赶出管路内的气泡；若观察气泡已赶净，将流量调节阀24关闭，U型管进出水阀11关闭，慢慢旋开倒置U型管上部的放空阀26后，分别缓慢打开阀门3、4，使液柱降至中点上下时马上关闭，管内形成气—水柱，此时管内液柱高度差不一定为零。然后关闭放空阀26，打开U型管进出水阀11，此时U型管两液柱的高度差应为零（1—2mm的高度差可以忽略），如不为零则表明管路中仍有气泡存在，需要重复进行赶气泡操作。
图三导压系统示意图
3、4-排水阀； 11- U型管进水阀；12-压力传感器；
26- U型管放空阀；27-U型管
b. 该装置两个转子流量计并联连接，根据流量大小选择不同量程的流量计
测量流量。
c. 差压变送器与倒置U型管亦是并联连接，用于测量压差，小流量时用∪
型管压差计测量，大流量时用差压变送器测量。应在最大流量和最小流
量之间进行实验操作，一般测取15～20组数据。
注：在测大流量的压差时应关闭U型管的进出水阀11，防止水利用U型管形成回路影响实验数据。
(3) 粗糙管阻力测定：
关闭光滑管阀，将粗糙管阀全开，从小流量到最大流量，测取15~20组数据。
(4) 测取水箱水温。待数据测量完毕，关闭流量调节阀，停泵。
(5) 粗糙管、局部阻力测量方法同前。
2．流量计、离心泵性能测定
（1）向储水槽内注入蒸馏水。检查流量调节阀32，压力表4的开关及真空表3的开关是否关闭(应关闭)。
（2）启动离心泵，缓慢打开调节阀32至全开。待系统内流体稳定，即系统内已没有气体，打开压力表和真空表的开关，方可测取数据。
（3）用阀门32调节流量，从流量为零至最大或流量从最大到零，测取 10～15组数据，同时记录涡轮流量计频率、文丘里流量计的压差、泵入口真空度、泵出口压强、功率表读数，并记录水温。
（4）实验结束后，关闭流量调节阀，停泵，切断电源。
3．管路特性的测量
（1）测量管路特性曲线测定时，先置流量调节阀32为某一开度，调节离心泵电机频率（调节范围50—20Hz），测取 8～10组数据，同时记录电机频率、泵入口真空度、泵出口压强、流量计读数，并记录水温。
（2）实验结束后，关闭流量调节阀，停泵，切断电源。
五、实验注意事项
1．直流数字表操作方法请仔细阅读说明书，待熟悉其性能和使用方法后再进行使用操作。
2．启动离心泵之前以及从光滑管阻力测量过渡到其它测量之前，都必须检查所有流量调节阀是否关闭。
3．利用压力传感器测量大流量下△P时,应切断空气—水倒置∪型玻璃管的阀门否则将影响测量数值的准确。
4．在实验过程中每调节一个流量之后应待流量和直管压降的数据稳定以后方可记录数据。
5. 若之前较长时间未做实验，启动离心泵时应先盘轴转动，否则易烧坏电机。
6. 该装置电路采用五线三相制配电，实验设备应良好接地。
7. 使用变频调速器时一定注意FWD指示灯亮，切忌按REV指示灯
亮时电机反转。
8. 启动离心泵前，必须关闭流量调节阀，关闭压力表和真空表的开关，以免损
坏测量仪表。
9. 实验水质要清洁，以免影响涡轮流量计运行。
六、附数据处理过程举例： ㈠ 计算过程 1.流体阻力测量
(1) 直管摩擦系数λ与雷诺数Re 的测定
直管的摩擦阻力系数是雷诺数和相对粗糙度的函数，即)/(Re,d f ελ=，对一定的相对粗糙度而言，(Re)f =λ。
流体在一定长度等直径的水平圆管内流动时，其管路阻力引起的能量损失为：
ρ
ρ
f
f P P P h ∆=
-=
2
1 （1）
又因为摩擦阻力系数与阻力损失之间有如下关系（范宁公式）
2
2
u d l h f
P f
λρ
==
∆ （2）
整理（1）（2）两式得
22u
P l d f
∆⋅⋅=
ρλ （3） μ
ρ
⋅⋅=u d Re （4）
式中： -d 管径，m ；
-∆f P 直管阻力引起的压强降，Pa ；
-l 管长，m ；
-u 流速，m / s ； -ρ流体的密度，kg / m 3；
-μ流体的粘度，N ·s / m 2。
在实验装置中，直管段管长l 和管径d 都已固定。若水温一定，则水的密度ρ和粘度μ也是定值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降△P f 与流速u （流量V ）之间的关系。
根据实验数据和式（3）可计算出不同流速下的直管摩擦系数λ，用式（4）
计算对应的Re ，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出λ与Re 的关系曲线。 计算举例:
① 光滑管、小流量数据：Q ＝60(L ／h) h ＝51(ｍｍH 2O) ( 以表一 第17组数据为例)
实验水温t =27.8℃ 粘度μ＝0.85×10-3 (Pa.s) 密度ρ＝995.78（kg ／m 3） 管内流速 33.0008
.0)4/(1000
/3600/60)4
(2
2=⨯=
=
ππ
d Q u （m/s ） 阻力降 1000/5181.978.995⨯⨯=⋅⋅=∆h g P f ρ=498(Pa)
雷诺数 =⨯⨯⨯=⋅⋅=
-3
10
85.078.99533.0008.0Re
μ
ρ
u d 3.109×103 阻力系数 =⨯⨯⨯=∆⨯⋅=2
233
.0498
1.69878.995008.022u P L d f ρλ 4.3×10-2 ② 粗糙管、大流量数据：Q ＝300(L ／h) △P ＝18.2 (kPa) ( 以表二 第13组数据为例)
实验水温t =29.2℃ 粘度μ＝0.82×10-3 (Pa.s)，密度ρ＝995.40（kg ／m 3） 管内流速 =⨯=
=
2
201
.0)4/(1000
/3600/300)4
(πd Q u 1.06 （m/s ） 阻力降 =∆f P 18.2×1000 = 18200（Pa) 雷诺数 =⨯⨯⨯=
⋅⋅=
-3
10
82.040
.99506.101.0Re μ
ρ
u d 1.29×104 阻力系数 2
206.100281705.140.99501.022⨯⨯⨯=∆⨯⋅=u P L d f ρλ= 0.190
(2) 测定局部阻力系数 a.局部阻力系数ζ的测定
2
2
'u P h f
f ζρ
=∆=
' 2'2u P f
∆⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ρζ
式中： -ζ局部阻力系数，无因次； -∆'f P 局部阻力引起的压强降，Pa ；
-'f h 局部阻力引起的能量损失，J ／kg 。
图-4 局部阻力测量取压口布置图
局部阻力引起的压强降'f P ∆ 可用下面的方法测量：在一条各处直径相等的直管段上，安装待测局部阻力的阀门，在其上、下游开两对测压口a-a'和b-b ＇，见图1-1，使
ab ＝bc ； a ＇b ＇＝b ＇c ＇
则 △P f ，a b ＝△P f ，bc ；
△P f ，a ＇b ＇= △P f ，b ＇c ＇
在a~a ＇之间列柏努利方程式：
P a －P a ＇ =2△P f ，a b +2△P f ，a ＇b ＇+△P ＇f (5)
在b~b ＇之间列柏努利方程式：
P b －P b ＇ = △P f ，bc +△P f ，b ＇c ＇+△P ＇f
= △P f ，a b +△P f ，a ＇b ＇+△P ＇f （6） 联立式(5)和(6)，则：
'f P ∆＝2(P b －P b ＇)－(P a －P a ＇)
为了实验方便，称(P b －P b ＇)为近点压差，称(P a －P a ＇)为远点压差。其数值用差压传感器来测量。
计算举例：
局部阻力实验数据：Q ＝800(L ／h)
近端压差＝186 (kPa) 远端压差＝186.6 (kPa)
实验水温t =29.2℃ 粘度μ＝0.82×10-3 (Pa.s) 密度ρ＝995.40（kg ／m 3） 实验水温t =20.8℃ 密度ρ＝997.49（kg ／m 3）( 以表三 第1组数据为例)
管内流速： 26.10015
.0)4/(1000
/3600/800)4
(2
2=⨯=
=
ππ
d Q u （m/s ） 局部阻力： 'f P ∆＝2(P b －P b ＇)－(P a －P a ＇)
=（2×186-186.6）×1000=185400（Pa)
局部阻力系数： 3.23526.1185400
49.9972222'=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=∆⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=u P f ρζ
3.流量计性能测定 (1) 实验原理及计算过程
流体通过节流式流量计时在上、下游两取压口之间产生压强差，它与流量的关系为：
ρ
)
(20
下上P P CA V s -=
式中：—S V 被测流体(水)的体积流量，m 3/s ； —C 流量系数，无因次； —0A 流量计节流孔截面积，m 2；
—下上P P -流量计上、下游两取压口之间的压强差，Pa ； —ρ被测流体(水)的密度，kg ／m 3 。
用涡轮流量计作为标准流量计来测量流量V S 。，每一个流量在压差计上都有一对应的读数，将压差计读数△P 和流量V s 绘制成一条曲线，即流量标定曲线。同时利用上式整理数据可进一步得到C —Re 关系曲线。
(2)计算举例（以表四第5组数据为例）
涡轮流量计：09.6Q = (m 3/h) 流量计压差：15.5kpa 实验水温t =31.1℃
粘度μ＝0.78×10-3 (Pa.s) 密度ρ＝994.85（kg ／m 3）
165.1043.04
3600 6.09
2
=⨯⨯=
πu (m/s)
μ
ρ
du =
Re 3
-1078.0994.85165.1043.0⨯⨯⨯=
=4.99×104
ρ
P
CA ∆=2Q 0
ρ
P
A C ∆=
2Q 0
994.851000
5.15202.002.0)4(3600
6.09
⨯⨯⨯
⨯⨯⨯=π =0.965
4.离心泵性能的测定 (1)实验原理及计算过程 A ．H 的测定：
在泵的吸入口和排出口之间列柏努利方程
()出
入入
出
入出入出出
入入出出入
入入--+-+-+
-=+++=+++f f H g
u u
g
P P Z Z H H g u g P Z H g u g P Z 2222
222ρρρ
上式中出入-f H 是泵的吸入口和排出口之间管路内的流体流动阻力，与柏努利方程中其它项比较，出入-f H 值很小，故可忽略。于是上式变为：
()g
u u g
P P Z Z H 222入
出入
出入出-+
-+
-=ρ 将测得的()入出Z Z -和入出P P -的值以及计算所得的出入u u ,代入上式即可求得H 的值。
B ．N 的测定：
功率表测得的功率为电动机的输入功率。由于泵由电动机直接带动，传动效率可视为1，所以电动机的输出功率等于泵的轴功率。即：
泵的轴功率N = 电动机的输出功率，kw
电动机的输出功率 = 电动机的输入功率×电动机的效率。
泵的轴功率 = 功率表读数×电动机效率，kw 。
C ．η的测定
102
1000ρρηHQ g HQ Ne N
Ne
=
==
式中： η—泵的效率；
N —泵的轴功率，kw ； Ne —泵的有效功率kw ； H —泵的扬程，m ； Q —泵的流量，m 3/s
ρ—水的密度，kg/m 3
(2)计算举例（以表五第1组数据为例） 涡轮流量计读数：)/(17.103
h m
Q = 功率表读数：0.76kw
压力表：0.055Mpa ； 泵入口真空表：0.024Mpa
实验水温t =31.1℃ 粘度μ＝0.78×10-3 (Pa.s) 密度ρ＝994.85（kg ／m 3）
g
u u g
P P Z Z H 2)(22入
出入
出入出-+
-+
-=ρ =⨯⨯++
=81
.985.9941000000
)550.0024.0(437.0H 8.5（m ）
)
(456)(456.0%6076.0W kw N ==⨯=⨯=电机效率功率表读数
)
(34.235102
85.99410003600/17.015.8102W HQ Ne N
Ne =⨯⨯⨯===
ρη
%30.52456
34
.235==
η 5.管路特性的测定：
当离心泵安装在特定的管路系统中工作时，实际的工作压头和流量不仅与离心泵本身的性能有关，还与管路特性有关，也就是说，在液体输送过程中，泵和管路二者是相互制约的。
管路特性曲线是指流体流经管路系统的流量与所需压头之间的关系。若将泵的特性曲线与管路特性曲线绘制在同一坐标图上，两曲线交点即为泵在该管路的工作点。因此，如同通过改变阀门开度来改变管路特性曲线，求出泵的特性曲线一样，可通过改变泵转速来改变泵的特性曲线，从而得出管路特性曲线。泵的压头H 计算方法同上。
附：实验数据表
（三）、曲线图
0.010
0.100
1.000
100
100010000100000
Re
λ
图五 摩擦系数λ与Re的关系曲线
0.10
1.00
10.00
100.00
100
1000
10000
100000
压差 (Pa)
流量 Q (m 3 /h )
图六 流量计标定曲线
图七 流量系数与Re 的关系图
0.000
0.2000.4000.6000.8001.0001.200
1.4001.6001.800
2.00010000
100000
Re
C o
0.000
10.000
20.000
30.000
40.000
50.000
60.000
70.000
80.000
90.000
100.000
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.0010.00
Q（m3/h）
η（%）
图八 离心泵性能和管路曲线
流体力学综合实验
实验报告 课程名称：过程工程原理实验（甲） 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称：流体力学综合实验（一、二） 实验类型：工程实验 同组学生姓名：姿 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 1、流体流动阻力的测定实验 1.1 实验目的： 1.1.1 掌握测定流体流经直管、阀门时阻力损失的一般实验方法 1.1.2 测定直管摩擦系数λ与雷诺数 的关系，验证在一般湍流区内λ与 的关系曲线 1.1.3测定流体流经阀门时的局部阻力系数ξ 1.1.4 识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用 1.2 实验装置与流程： 1. 2.1 实验装置： 实验对象部分由贮水箱、离心泵、不同管径和材质的水管、阀门、管件、涡轮流量计、U 形流量计等所组成。实验管路部分有两段并联长直管，自上而下分别用于测定粗糙管直管阻力系数和光滑管直管阻力 Re Re
系数。同时在粗糙直管和光滑直管上分别装有闸阀和截止阀，用于测定不同种类阀门的局部阻力阻力系数。 水的流量使用涡流流量计或转子流量计测量，管路直管阻力和局部阻力采用压差传感器测量。 1.2.2 实验装置流程示意图，如图1，箭头所示为实验流程： 其中：1——水箱2——离心泵3——涡轮流量计4——温度计5——光滑管实验段 6——粗糙管实验段7——截止阀8——闸阀9、10、11、12——压差传感器13——引水漏斗 图1 流体力学综合实验装置流程示意图 1.3 基本原理： 流体通过由直管、管件和阀门等组成的管路系统时，由于粘性剪应力和涡流应力的存在，要损失一定的机械能。流体流经直管时所造成的机械能损失成为直管阻力损失。流体通过管件、阀门时由于流体运动方向和速度大小的改变所引起的机械能损失成为局部阻力损失。 1.3.1直管阻力摩擦系数λ的测定：
流体力学实验指导书
《流体力学》实验指导书 目录 实验装置简介及实验安排…………………………………………………… 1-2 实验一：伯努利方程验证实验………………………………………………… 3-8 实验二：雷诺实验…………………………………………………………… 9-12
实验装置简介及实验安排 实验装置： 流体力学综合实验台是一个多功能实验装置，用此实验台可进行伯努利方程（能量方程）验证实验、雷诺实验、沿程阻力测定实验、局部阻力测定实验、毕托管测速实验和文丘里流量计实验等多个流体力学实验。实验装置如图1-1所示。 1—供水箱，水泵；2—实验桌；3—层流测针；4—恒压水箱；5—彩色墨水罐；6—差压板； 7—沿程阻力实验管；8—局部阻力实验管；9—伯努利实验管；10—雷诺实验管； 11—伯努利差压板；12—毕托管；13—计量水箱；14—回水管。 图1-1 多功能流体力学综合实验台 针对轮机工程专业36学时或32学时的流体力学课程，我们开设两个实验，
即伯努利方程验证实验和雷诺实验。在雷诺实验中，学生可以借助该实验装置观察层流和湍流（紊流）特征以及它们之间的转换特征，掌握测定临界雷诺数Re 的方法。 在伯努利方程实验中，学生可以借助该实验装置验证总流的伯努利方程，观察流体流动过程中的能量守恒关系，同时可以掌握流速、流量和压强等要素的实验量测技能。 实验学时分配： 实验一：伯努利方程验证实验 2学时 实验二：雷诺实验 2学时 实验分组： 每个实验7-8人一组，每个自然班分成四组。
实验一：伯努利方程验证实验 一、实验目的 1．掌握伯努利方程式中各项的物理意义及它们之间的转换关系； 2．验证流体总流的能量方程； 3．掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技术； 4．学习使用测压管、总压管测水头的实验技能及绘制水头线的方法。 二、实验原理 1．伯努利方程（能量方程） 在伯努利实验管路中沿水流方向取n 个过流断面。在动能修正系数α近似取为1的情况下，可以列出进口断面（1）至任一断面（i ）的能量方程式（i = 2，3，……，n ) i ,i i i h g v p z g v p z -+++=++1f 2 211 122γγ （1） 式中，z 、γp 和g v 22 分别为位置水头（位头）、压力水头（压头）和速度水头（动 头），单位为m （水柱）；i ,h -1f 为从过流断面1到断面n 的水头损失，单位也是m （水柱）。 需要注意的是，式（1）中各项均为水头，其单位均为m ，等同于液柱高度，其物理意义是指该项能量可将重量为1N 的该流体克服其重力而提升的高度。如果流体为理想流体，01f =-n ,h ，则伯努利方程表示流体流经的任一过流断面上的机械能之和相等。 对于实际流体01f >-n ,h ，则各断面的机械能之和必随流过距离的增加而减小，其差值即为阻力损失，即水头损失。 2. 选取基准面 在实验开始前，首先要选好测量基准面。选择基准面的原则是方便测量和计算，一般可以桌面为基准，也可以测压管零刻度所在平面或其他任一水平面为基准。 3. 毕托管测速原理
流体力学b实验指导书(3个)
工程流体力学实验指导书和报告 班级： 学号： 姓名： 安徽建筑大学流体力学实验中心
目录 1 流体静力学综合型实验 (3) 2 恒定总流伯努利方程综合性实验 (10) 3动量定律综合型实验............................................. . ............. .. (21)
1 流体静力学综合型实验 一、实验目的和要求 1.掌握用测压管测量流体静压强的技能； 2.验证不可压缩流体静力学基本方程； 3.测定油的密度； 4.通过对诸多流体静力学现象的实验观察分析，加深流体静力学基本概念理 解，提高解决静力学实际问题的能力。 二、实验装置 1．实验装置简图 实验装置及各部分名称如图1所示。 图.1 流体静力学综合型实验装置图 1. 测压管 2. 带标尺测压管 3. 连通管 4. 通气阀 5. 加压打气球 6. 真空测压管 7. 截止阀 8. U型测压管 9. 油柱10. 水柱11. 减压放水阀 说明：下述中的仪器部件编号均指实验装置图中的编号，如测管2即为图1中“2. 带标尺测压管”。后述各实验中述及的仪器部件编号也均指相应实验装置图中的编号。
2. 装置说明 (1) 流体测点静压强的测量方法之一——测压管 流体的流动要素有压强、水位、流速、流量等。压强的测量方法有机械式测量方法与电测法，测量的仪器有静态与动态之分。测量流体点压强的测压管属机械式静态测量仪器。测压管是一端连通于流体被测点，另一端开口于大气的透明管，适用于测量流体测点的静态低压范围的相对压强，测量精度为1mm 。测压管分直管型和“U ”型。直管型如图1中管2所示，其测点压强p gh ρ=，h 为测压管液面至测点的竖直高度。“U ”型如图中管1与管8所示。直管型测压管要求液体测点的绝对压强大于当地大气压，否则因气体流入测点而无法测压；“U ”型测压管可测量液体测点的负压，例如管1中当测压管液面低于测点时的情况；“U ”型测压管还可测量气体的点压强，如管8所示，一般“U ”型管中为单一液体（本装置因其它实验需要在管8中装有油和水两种液体），测点气压为p g h ρ=?，?h 为“U ”型测压管两液面的高度差，当管中接触大气的自由液面高于另一液面时?h 为 “+”，反之?h 为“-”。由于受毛细管影响，测压管内径应大于8~10 mm 。本装置采用毛细现象弱于玻璃管的透明有机玻璃管作为测压管，内径为8mm ，毛细高度仅为1mm 左右。 (2)恒定液位测量方法之一——连通管 测量液体的恒定水位的连通管属机械式静态测量仪器。连通管是一端连接于被测液体，另一端开口于被测液体表面空腔的透明管，如管3所示。对于敞口容器中的测压管也是测量液位的连通管。连通管中的液体直接显示了容器中的液位，用mm 刻度标尺即可测读水位值。本装置中连通管与各测压管同为等径透明有机玻璃管。液位测量精度为1mm 。 (3)所有测管液面标高均以带标尺测压管2的零点高程为基准； (4) 测点B 、C 、D 位置高程的标尺读数值分别以?B 、?C 、?D 表示，若同时取标尺零点作为静力学基本方程的基准，则?B 、?C 、?D 亦为z B 、z C 、z D ； (5) 本仪器中所有阀门旋柄均以顺管轴线为开。 3. 基本操作方法： (1)设置p 0 = 0条件。打开通气阀4，此时实验装置内压强p 0 = 0。 (2)设置p 0 > 0条件。关闭通气阀4、放水阀11，通过加压打气球5对装置打气，可对装置内部加压，形成正压；
流体力学综合实验实验报告
流体力学综合实验实验报告 一、实验目的 1. 了解流体力学原理。 2. 学习流体力学实验的方法，掌握实验的技能。 3. 通过实验，明白流体力学中流体的各种属性及其产生的作用。 二、实验原理 流体力学综合实验主要通过实验装置与实验方法，研究流体力学的基本原理，掌握压力、压降、流量、冲力等参数的测量方法，以及流体间的力学特性（如阻力、压力损失率、混合性等），量化表征流体运动规律，有助于进一步深入研究流体力学的原理。 三、实验设备 流体力学综合实验装置由以下部分组成： 1.供水管 2.压力表 3.流量计 4.定压调节装置 5.实验室水压测试系统 6.实验室水压实验系统 四、实验步骤 1. 打开供水管，启动实验装置，并记录初始温度和流量。 2. 根据实验要求，调整定压调节装置，使实验装置持续运行。 3. 逐步记录实验装置的运行参数，如流量、压力、温度等。
4. 观察实验装置的运行状态，及时记录实验数据。 5. 根据实验结果，归纳总结实验意义，完成实验报告。 五、实验结果 实验中测量的参数如下： 1. 流量：1.32mL/min； 2. 压力：2.45MPa； 3. 温度：18℃。 六、实验分析 通过实验，可以看出，流量、压力和温度是流体力学中非常重要的参数，改变这些参数，可以影响流体的运动状态，从而得出实验结论。 根据实验，我们可以得出以下结论： 1. 压力的变化可以影响流体的流动状态。随着压力的增加，流体的物理特性也发生了改变，即流量也相应增大。 2. 温度的变化也会影响流体的流动状态。随着温度的升高，流量会增加。 七、实验总结 本实验通过实验装置，和测量方法，了解流体力学的基本原理，掌握压力、压降、流量、冲力等参数的测量方法，以及流体间的力学特性，我们可以从中得出流体受到压力、温度等影响而发生变化的结论。
流体力学实验指导书
篇一：流体力学实验指导书1 流体力学（水力学） 实验指导书 黎强张永东编 西南大学工程技术学院建筑系 二零零八年九月 流体力学综合实验台简介 流体力学综合实验台为多用途实验装置，其结构示意图如图1所示。 图1 流体力学综合试验台结构示意图 1.储水箱 2.上、回水管 3.电源插座 4.恒压水箱 5.墨盒 6.实验管段组 7.支架 8.计量水箱 9.回水管 10.实验桌 利用这种实验台可进行下列实验：一、雷诺实验；二、能量方程实验； 三、管路阻力实验；1．沿层阻力实验2．局部阻力实验；四、孔板流量计流量系数和文丘里流量系数的测定方法；五、皮托管测流速和流量的方法。 一、雷诺实验 1．实验目的 （1）观察流体在管道中的流动状态；（2）测定几种状态下的雷诺数；（3）了解流态与雷诺数的关系。 2．实验装置 本实验的实验装置为：（1）流体力学综合实验台；（2）雷诺实验台。 在流体力学综合实验台中，雷诺实验涉及的部分有高位水箱、雷诺数实验管、阀门、伯努力方程实验管道、颜料水（蓝墨水）盒及其控制阀门、上水阀、出水阀，水泵和计量水箱等，秒表及温度计自备。 雷诺实验台部件种类同综合实验台雷诺实验部分。 3．实验前准备 （1）、将实验台的各个阀门置于关闭状态。开启水泵，全开上水阀门，把水箱注满水，再调节上水阀门，使水箱的水有少量溢流，并保持水位不变。（2）、用温度计测量水温。 4．实验方法（1）、观察状态 打开颜料水控制阀，使颜料水从注入针流出，颜料水和雷诺实验管中的水迅速混合成均匀的淡颜色水，此时雷诺实验管中的流动状态为紊流；随着出水阀门的不断的关小，颜料水与雷诺实验管中的水渗混程度逐渐减弱，直至颜料水与雷诺实验管中形成一条清晰的线流，此时雷诺实验管中的流动为层流。（2）测定几种状态下的雷诺系数 全开出水阀门，然后在逐渐关闭出水阀门，直至能开始保持雷诺实验管内的颜料水流动状态为层流状态。按照从小流量到大流量的顺序进行实验，在每一个状态下测量体积流量和水温，并求出相应的雷诺数。 实验数据处理举例： 设某一工况下具体积流量q=3.467×10-5m3/s，雷诺实验管内径d=0.014m，实验水温t=5℃，查水的运动粘度与水温曲线，可知微v=1.519×10-6m2/s 。q3.467?10?5 ?0.255m/s 流速 v?? f ?0.01424 ?6?207 5 根据实验数据和计算结果，可绘制出雷诺数与流量的关系曲线（图2）。不同温度下，对应的曲线斜率不同。 3）测定下临界雷诺数 调整出水阀门，使雷诺实验管中的流动处于紊流状态，然后缓慢地逐渐关小出水阀门，观察管内颜色水流的变动情况。当关小某一程度时，管内的颜料水开始成为一条线流，即为紊流
流体力学综合实验装置——流体流动阻力测定实验---实验报告
流体流动阻力测定实验 一、实验目的 1．掌握测定流体流经直管、管件和阀门时阻力损失的一般实验方法。 2．测定直管摩擦系数λ与雷诺准数Re的关系，验证在一般湍流区内λ与Re 的关系曲线。 3．测定流体流经管件、阀门时的局部阻力系数ξ。 4．学会倒U形压差计和涡轮流量计的使用方法。 5．识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。 二、基本原理 流体通过由直管、管件（如三通和弯头等）和阀门等组成的管路系统时，由于粘性剪应力和涡流应力的存在，要损失一定的机械能。流体流经直管时所造成机械能损失称为直管阻力损失。流体通过管件、阀门时因流体运动方向和速度大小改变所引起的机械能损失称为局部阻力损失。 1．直管阻力摩擦系数λ的测定 流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为： 即，
式中：λ—直管阻力摩擦系数，无因次； d —直管内径，m； —流体流经l米直管的压力降，Pa； hf—单位质量流体流经l米直管的机械能损失，J/kg； ρ—流体密度，kg/m3； l —直管长度，m； u —流体在管内流动的平均流速，m/s。 滞流（层流）时， 式中：Re —雷诺准数，无因次； μ—流体粘度，kg/(m·s)。 湍流时λ是雷诺准数Re和相对粗糙度（ε/d）的函数，须由实验确定。 由式（2）可知，欲测定λ，需确定l、d，测定、u、ρ、μ等参数。 l、d 为装置参数（装置参数表格中给出），ρ、μ通过测定流体温度，再查有关手册而得， u通过测定流体流量，再由管径计算得到。
例如本装置采用涡轮流量计测流量V（m3/h）。 可用U型管、倒置U型管、测压直管等液柱压差计测定，或采用差压变送器和二次仪表显示。 根据实验装置结构参数l、d，指示液密度，流体温度 (查流体物性ρ、μ)，及实验时测定的流量V、压差 ，通过式(5)、(6)或(7)、(4) 和式(2)求取Re和λ，再将Re和λ标绘在双对数坐标图上。 2．局部阻力系数ξ的测定 局部阻力损失通常有两种表示方法，即当量长度法和阻力系数法。 (1) 当量长度法 流体流过某管件或阀门时造成的机械能损失看作与某一长度为的同直径的管道所产生的机械能损失相当，此折合的管道长度称为当量长度，用符号表示。这样，就可以用直管阻力的公式来计算局部阻力损失，而且在管路计算时可将管路中的直管长度与管件、阀门的当量长度合并在一起计算，则流体在管路中流动时的总机械能损失 为：
《流体力学》实验指导书
实验二 雷 诺 数 实 验 一、 实验目的 1、 观察液体在不同流动状态时流体质点的运动规律 2、 观察流体由层流变紊流及由紊流变层流的过度过程 3、 测定液体在圆管中流动时的下临界雷诺数2c e R 二、 实验原理及实验设备 流体在管道中流动，由两种不同的流动状态，其阻力性质也不同。雷诺数的物理意义，可表征为惯性力与粘滞力之比。 在实验过程中，保持水箱中的水位恒定，即水头H 不变。如果管路中出口阀门 开启较小，在管路中就有稳定的平均速度v ， 微启红色水阀门，这是红色水与自来水同步在 管路中沿轴线向前流动，红颜色水呈一条红色直线，其流体质点没有垂直于主流方向的横向运动，红色直线没有与周围的液体混杂，层次分明地在管路中流动。此时，在流速较小而粘性较大和惯性力较小的情况下运动，为层流运动。如果将出口阀门逐渐开大，管路中的红色直线出现脉动，流体质点还没有出现相互交换的现象，流体的流动呈临界状态。如果将出口阀门继续开大，出现流体质点的横向脉动，使红色线完全扩散与自来水混合，此时流体的流动状态微紊流运动。 图1雷诺数实验台示意图 1.水箱及潜水泵 2.接水盒 3. 上水管 4. 接水管 5.溢流管 6. 溢流区 7.溢流板 8.水位隔板 9. 整流栅实验管 10. 墨盒 11. 稳水箱 12. 输墨管 13. 墨针 14.实验管15.流量调节阀 雷诺数表达式e v d R ν ?= ，根据连续方程：A=v Q ，Q v A = 流量Q 用体积法测出，即在Δt 时间内流入计量水箱中流体的体积ΔV 。 t V Q ?=
4 2 d A π= 式中：A —管路的横截面积；d —实验管内径；V —流速；ν—水的粘度。 三、实验步骤 1、 准备工作：将水箱充满，将墨盒装上墨水。启动水泵，水至经隔板溢流 流出，将进水阀门关小，继续向水箱供水，并保持溢流，以保持水位高度H 不变。 2、缓慢开启阀门7，使玻璃管中水稳定流动，并开启红色阀门9，使红色水以微小流速在玻璃管内流动，呈层流状态。 3、开大出口阀门15，使红色水在玻璃管内的流动呈紊流状态，在逐渐关小出口阀门15，观察玻璃管中出口处的红色水刚刚出现脉动状态但还没有变为层流时，测定此时的流量。重复三次，即可算出下临界雷诺数。 四、实验内容 （1）观察两种流态 启动水泵供水，使水箱充水至溢流状态，经稳定后，微微开启调节阀，并注入颜色水于实验管道内，使颜色水流成一直线。通过颜色水质点的运动观察管内水流的层流流态，然后，逐步开大调节阀，通过颜色水直线的变化观察层流变到紊流的水力特征，待管中出现完全紊流后，再逐步关小调节阀，可观察到由紊流转变为层流的水力特征。 （2）测定临界雷诺数，再现当年雷诺实验全过程。 a.测定下临界雷诺数 开启调节阀，使管中完全紊流，再逐步关小调节阀，注意，调节过程中只许关小、不许开大阀门，且每调节一次流量（即关小一次阀门）后，需待稳定一段时间再观察其形态，直至使颜色水流刚好成一直线，即表明由紊流刚好转为层流，此时可测得下临界雷诺数值为2000~2300之间。而雷诺在实验时得出圆管流动的下临界雷诺数为2320，原因是下临界雷诺数也并非与干扰绝对无关，雷诺进行实验是在环境的干扰极小，实验前水箱中的水体经长时间的稳定情况下，经反复多次细心量测才得出的。而后人的大量实验由于受环境干扰因素影响，很难重复得出雷诺实验的准确数值，通常在2000~2300之间。因此，从工程实用出发，教科书中介绍的圆管下临界雷诺数一般是2000。如果测得雷诺数太小，应开阀至紊流后再重新测量。 b. 测定上临界雷诺数
《流体力学》流体静力学综合性实验
《流体力学》流体静力学综合性实验 一、实验目的和要求 掌握用测压管测量流体静压强的技能；通过测量静止液体点的静水压强，加深理解位置水头、压强水头、及测管水头的基本概念；观察真空现象，加深对真空度的理解；验证不可压缩流体静力学基本方程；测量油的重度。 二、实验装置 本实验装置如图1.1所示 图1.1流体静力学综合性实验装置图 1.测压管 2.带标尺测压管 3.连通管 4.真空测压管 5.U 型测压管 6.通气阀 7.加压打气球 8.截止阀 9.油柱 10.水柱 11.减压放水阀 说明： 1.所有测压管液面标高均以标尺(测压管2)零度数为基准； 2.仪器铭牌所注▽B 、▽C 、▽D 系测点B 、C 、D 标高；若同时取标尺零点作为静力学基本方程的基准，则▽B 、▽C 、▽D 亦为ＺB 、ＺC 、ＺD 3.本仪器中所有阀门旋柄顺管轴线为开。 4.测压管读数据时，视线与液面保持水平，读凹液面最低点对应的数据。 三、实验原理 1在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程 const γ p z =+
或h p p γ+=0 式中：z —被测点在基准面以上的位置高度； p —被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同； 0p —水箱中液面的表面压强 γ—液体容重； h —被测点的液体深度。 上式表明，在连通的同种静止液体中各点对于同一基准面的测压管水头相等。 利用液体的平衡规律，可测量和计算出连通的静止液体中任意一点的压强，这就是测压管测量静水压强的原理。 压强水头 γ p 和位置水头z 之间的互相转换，决定了夜柱高和压差的对应关系：h γp ∆=∆ 对装有水油（图1.2及图1.3）U 型侧管,在压差相同的情况下，利用互相连通的同种液体的等压面原理可得油的比重So 有下列关系： 2 1100h h h γγS w +== 图1.2 图1.3 据此可用仪器（不用另外尺）直接测得So 。 四、实验方法与步骤 1.搞清仪器组成及其用法。包括： 1）各阀门的开关；
流体力学多功能实验仪说明书(新)
JK-LLD流体力学多功能实验装置产品说明书 目录 一、概述 (1) 二、设备性能与主要技术参数 (2) 三、可开实验 (3) 四、实验原理 (5) 五、实验流程图 (6) 六、实验操作步骤与注意事项 (7) 七、设备维护与保养 (9) 湘潭金凯化工装备技术有限公司
JK-LLD流体力多功能实验装置 一、概述 本实验装置是由雷诺实验、柏努利实验、沿程阻力实验和局部阻力实验于一体的综合实验台，外形美观，且节约实验投资与占地面积。在实际生产中，许多过程都涉及到流体流动的内部细节，尤其是流体的流动现象，故而了解流体的流动形态极其重要。流体在流动过程中为克服流动阻力必定要消耗能量。流体流动阻力产生根本的原因是流体具有粘性，流动时存在着内磨擦，而固定的管壁或其它形状固体壁面，促使流动流体的内部发生相对运动，为流体流动阻力的产生提供了条件，因此液体阻力的大小与流体的物性、流动状况及壁面等因素有关。流体在流动系统中作定态流动时，流体在各截面上的流速、密度、压强等物理参数仅随位置而改变而不随时间而变。根据能量守恒定律，对任一段管路内流体流动做能量衡算，即可得到表示流体的能量关系和流动规律的柏努利方程。 二、设备性能与主要技术参数 1、运行环境：温度0-400C，相对湿度：≤90%RH，电源：220V/50Hz，可连续操作。 2、沿程阻力管为长1000mm内径φ14mm的有机玻璃管，两测压点的距离为800mm。 3、突扩与突缩局部阻力管为￠25 mm，L=400mm。为￠32 mm，L=400mm。
为￠21 mm，L=400mm，两点测压点的距离为160mm。 4、阀门局部阻力管为长1000mm内径φ14mm的有机玻璃管，其上装有文丘里流量计β2=0. 5、以及铜闸阀。可用来测定流体流经铜闸阀的前后压差，以及对文丘里流量计进行校核。 5、测压计由长600mm内径φ8mm的透明有机玻璃管固定在测压架上计精制而成，并带有测量标尺。 6、实验水箱由有机玻璃制成，并带有够稳压溢流口。 7、蓄水箱由PVC板焊制而成。 8、水泵型号为15WZ7-6，最高扬程：10m，最大流量：12L/min，转速2800r/min，输入功率90W。 三、可开实验 1、沿程阻力系数的测量实验。 2、观测管径突然扩大时旋涡区测压管水头线的变化情况和水流情况，以及其他各种边界突变情况下的测压管水头线的变化情况验证管道突扩、突缩等局部阻力损失系数等。 3、文丘里流量计流量的校核实验。 四、实验原理 沿程阻力与局部阻力实验： 流体阻力产生的根源是流体具有粘性，流动时存在内摩擦。而壁的形状则促使流动的流体内部发生相对运动，为流动阻力的产生提供了条件，流动阻力的大小与流体本身的物理性质、流动状况及壁面的形状等因素有关。流动阻力可分为直管阻力和局部阻力。
流体力学实验所需装置
1、沿程压力水头损失实验 1.自循环高压恒定全自动供水器； 2.实验台；3．回水管：4.水压差计； 5.测压计； 6.实验管道； 7.水银压差计；8．滑动测量尺；9．测压点； 10．实验流量调节阀；11．供水管与供水阀；12.旁通管与旁通阀；13.水封器 图1 1．自动水泵与稳压器 为避免因水泵直接向实验管道供水而造成的压力波动等影响，离心泵的输水是先进入稳压器的压力罐，经稳压后再送向实验管道。稳定供水是所有力学实验都需要的。 2.旁通管与旁通阀 由于本实验装置所采用水泵的特性，在供小流量时有可能时开时停，从而造成供水压力的较大波动。为了避免这种情况出现，供水器设有与蓄水箱直通的旁通管(图中未标出)，通过分流可使水泵持续稳定运行。旁通管中设有调节分流量至蓄水箱的阀门，即旁通阀，实验流量随旁通阀开度减小(分流量减小)而增大。实际上旁通阀又是本装置用以调节流量的重要阀门之一 图2
3.水封器 为了简化排气，并防止实验中再进气，在传感器后连接2只充水(不满顶)的密封立筒构成的水封器。 4.电测仪 由压力传感器和主机两部分组成。经由连通管将其接入测点(图2)。压差读数（以米厘米柱为单位)通过主机显示。 原理： 2 2f L v h d g λ=速度由流量测出 由能量方程对水平等直径圆管可得 ()12/f h p p γ=- 2、 局部压力损失实验 实验装置为自循环系统，包括供水箱、水泵、突然扩大实验压力管道、突然缩小实验 压力管道、测压管、调节阀、接水盒、盛水容器、回水系统。实验仪器为两种，一种是传 统的量测方法，仪器为测压排、量筒、钢尺和秒表；另一种为自动化的量测方法，仪器为 导水抽屉、限位开关、双通道差压传感器、称重传感器、排水泵及水位流量电测仪组成。 水位流量电测仪可显示重量、时间、压差。 相比沿程压力损失实验装置，多出突然扩大压力管道和突然缩小压力管道，所以在装置接头处至少要能安装着三种管道。 局部损失表达式： 2 2j v h g ζ= j h 为局部水头损失，ζ为局部水头损失系数，即局部阻力系数，它是流动形态与边界形状的函数。一般水流的雷诺数Re 足够大时，可以认为 系数不再随Re 而变化，可视作为一常数；v 为断面平均流速，一般用发生局部水头损失以后的断面平均流速，也有用损失断面前的平均流速，所以在计算或查表时要注意区分。 3、 雷诺实验 1 自循环供水器 2 实验台 3 可控硅无级调速器 4 恒压水箱 5 有色水水管 6 稳水隔板 7 溢流板 8 实验管道 9 实验流量调节阀 供水流量由无级调速器调控使恒压水箱4始终保持微溢流的程度，以提高进口前水体稳定度。本恒压水箱还设有多道稳水隔板，可使稳水时间缩短到3～5分钟。有色水经有色水水管5注入实验管道8，可据有色水散开与否判别流态。为防止自循环水污染，有色指示水采用自行消色的专用色水。要有效控制流动的雷诺数，水箱中的水要稳定，所以水箱中设置隔板。其他的实验是由水箱供水，还是直接用水泵供水？
流体力学实验设备介绍
流体力学是力学的一个分支，它主要研究流体本身的静止状态和运动状态，以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的规律。流体力学中研究得最多的流体是水和空气。它的主要基础是牛顿运动定律和质量守恒定律，常常还要用到热力学知识，有时还用到宏观电动力学的基本定律、本构方程和物理学、化学的基础知识。 对于流体力学的学习往往要借助于实验设备进行试验演示。以下就给大家简单介绍一下试验设备。 名称：自循环沿程阻力综合实验 型号：MGH-ZY 2-8-3 主要功能： 1、流量电测实时显示与手测功能并存，实验内容多功能； 2、定量测量实验——层流区域与湍流区域沿程水头损失因数测量与分析； 3、定性分析实验——设计测定实验管段平均当量粗糙度的实验； 主要配置及技术参数： 1、美国原装进口精密传感器，教学专用实时数显管道式流量仪与压差仪各
一套，经重量法标定误差1%FS； 2、数字温度传感器测温范围-50℃—110℃； 3、开关层流测压计的专用电磁水阀一套； 4、配置不锈钢离心泵：额定扬程8m、额定流量3M3/h，可提供实验管段压差水头≥6.5m（实验测试报告证明）； 5、自循环稳压供水系统，配置有双稳压型的特种稳压装置，有机玻璃蓄水箱； 6、有滑尺与校准镜面的可调式多管测压计，毫米刻度； 7、配有沿程阻力实验仪流量； 8、计算机型实验桌。 9、高教社出版的教材，（毛根海教授主编） 10、拥有原创自主知识产权，全功能数据处理软件； 提供实验报告测试样本（可作调试验收标准） 名称：自循环流动演示实验 型号：MGH-ZL1-1-3 规格及功率：壁挂分体式，1450×274×100×7台/套，220V，100W×7
流体力学实验室建设设备之文丘里(文透利)实验装置
文丘里原理较为复杂，其涉及流体物理学中的连续性方程及伯努力原理。即当一定流量的氧气通过横截面积较小的射流孔后流速增大形成高速气流，产生一定负压，进而卷入周围空气，最终形成高流量的空氧混合气流。这种效应就如同当一列高速的火车驶过时,在其周围形成的气流会将路旁的树叶“吸”向列车一样。 流体力学中的的文丘里现象的应用也很广泛。下面就给大家介绍一款研究文丘里流量计的实验设备。 名称：自循环文丘里综合实验仪 型号：MGH-ZW 2-3-3 一、主要功能： 1、流量电测实时显示与手测功能并存，实验内容多功能。 2、定量测量实验——文丘里流量计的率定及流量因数的测量。 3、定性分析实验——文丘里流量计结构与布置；多孔均压环构造。 4、设计性实验——文丘里流量计最大允许过流量的理论分析与实验。 二、主要配置及技术参数： 1、美国原装进口精密传感器，教学专用实时数显管道式流量仪，经重量法
标定误差1%FS。 2、数字温度传感器测温范围-50℃—110℃。 3、计算机型实验桌，规格1500×550×800，自循环供水系统，抗腐蚀ABS 全封闭防水绝缘安全外壳水泵，功率30W,扬程2m，有机玻璃蓄水箱与恒压供水器。 4、多孔均压环结构文丘里流量计，自循环管阀。 5、有滑尺与校准镜面的可调式多管倒U型测压计，毫米刻度。 6、配套高教社出版的，并由公司董事长及技术领衔人毛根海教授主编的配套教材 7、能自动绘制水头线的数据处理软件。 8、拥有原创自主知识产权。提供实验报告测试样本。（可作调试验收标准） 9、配套文丘里综合实验WEB网络版实验虚拟仿真CAI软件，基于互联网+，电脑、IPAD、手机都可通过其上的WEB浏览器访问做实验，不需下载APP，网上实验真正做到了24小时全开放，方便学生实验虚实结合，真实具有网络虚拟仿真测量，记录，后台强大的逻辑计算功能，随时随地进行实验预习和复习。 10、配套文丘里综合实验WEB网络版实验虚拟仿真CAI软件，具备真正用户实验交互操作，实时仿真实验数据、动画反馈的功能；可供学生利用网络做各项实验的过程操作、数据采集和成果分析，还设有实验提示、错误纠正等功能，以辅导学生按正确途径深入有序进行实验。
流体力学实验指导书
实验一流动演示实验 （一）雷诺实验 一、实验目的 １、观察流体在管内流动的不同流态。 ２、层流和湍流的判别。 二、实验原理 流体流动有两种不同流态，即层流和湍流。流体作层流流动时，其流体质点作平行于管轴的直线运动，喘流时流体质点在沿管轴流动的同时还做着杂乱无章的随机运动。雷诺数是判断流动型态的特征数。若流体在圆管内流动，雷诺数可用下式表示 Re = μρ? ?u d 式中：d ——管内径，m; u ——流速, m∕s， ρ——流体密度, k g∕m3， μ——流体黏度，Pa?s。 一般，Re < 2000时，流动型态为层流；Re > 4000时，流动为喘流。在两者之间时，有时为层流，有时为喘流，流动型态与环境有关。 对于一定温度下的流体，在特定的圆管内流动时，雷诺数仅与流速有关。本实验通过改变水在管内的流速，观察流体在管内流动型态的变化。 三、实验装置 实验装置见图１-1。图中4为高位槽，实验时水由此高位槽进入玻璃管5。槽内设有溢流槽3，用以维持平稳、恒定的液面。 实验时打开流量控制阀7，水即由高位槽进入观察用的玻璃管5中，着色水由高位玻璃瓶1经阀9调节流量，通过针形孔进入玻璃管5中心处。调节阀门7和阀门9，改变流体流速，可以在玻璃管5内观察到不同的流动形态。 流量很小，流体处于层流时，着色水的流动呈一条直线；随着水流量的逐渐加大，着色水由直线开始抖动，继而着色水被扰动成波状前进；随着水流量的继续加大，着色细线变为螺旋前进，再增大流量则出现断裂、旋涡、混合，最后完全与水流主体混在一起，整个水都染上了颜色。
四、实验内容和主要实验步骤 １、打开进水阀，向高位槽4送水，使高位槽内的水成溢流状态，以保持高位槽内液位恒定。 ２、关闭水流量控制阀7，打开着色水流量控制阀9，观擦着色此时在玻璃管中的状态。 当着色水流出5cm左右后，缓慢打开水流量控制阀7，使水流量尽可能的小，观察层流时流速分布曲线的性状及层流时着色水的流动情况。 ３、待玻璃管内的层流流动稳定后，缓慢调节流量控制阀7, 逐渐增大水的流量，观察着色水的流动有何变化，并测定流量，计算不同流动型态时的雷诺数。 图1-1 雷诺实验装置流程 1——高位玻璃瓶；2——进水管；3——溢流槽；4——高位水槽；5——玻璃管；6——转子流量计；7——流量调节阀；8——放水阀门；9——着色水流量控制阀。 （二）流线演示实验 一、实验目的及内容
流体力学综合实验台的创新设计与制作
流体力学综合实验台的创新设计与制作 流体力学综合实验台是流体力学实验室中的重要设备，它用于模拟流体在不同条件下 的流动行为，并通过实验数据对流体力学理论进行验证和研究。随着科学技术的不断发展 和流体力学领域的不断深入，对流体力学综合实验台的要求也越来越高，需要不断进行创 新设计与制作，以满足科研和教学的需要。本文将围绕流体力学综合实验台的创新设计与 制作展开讨论，以期为相关领域的研究和实践提供一定的参考和借鉴。 一、流体力学综合实验台的功能和结构 流体力学综合实验台是用于进行流体力学实验的设备，其主要功能是模拟流体在不同 条件下的流动行为，包括流速分布、压力分布、流动稳定性、粘性流体特性等。它通常由 实验水槽、泵浦系统、流速测量装置、压力测量装置、流体稳定性控制装置等部分组成。 其中实验水槽是整个实验台的主体部分，用于容纳实验流体并进行流动实验。泵浦系统用 于提供流体的流动动力，流速测量装置用于测量流体的流速参数，压力测量装置用于测量 流体的压力参数，流体稳定性控制装置用于控制实验流体的流动稳定性。这些部分共同组 成了流体力学综合实验台的基本结构，是实现流体力学实验的关键设备。 传统的流体力学综合实验台存在着一些问题，主要包括以下几个方面： 1. 结构复杂，装配困难。传统的流体力学综合实验台由多个部分组成，结构复杂， 装配过程繁琐，需要较长的时间和精准的技术。 2. 功能单一，无法满足多样化需求。传统的流体力学综合实验台通常只能完成基本 的流体参数测量和流动实验，无法进行更加复杂的流动行为模拟和控制。 3. 操作不便，易出故障。传统的流体力学综合实验台操作复杂，需要经过专业培训 才能熟练操作，同时易受外界因素影响，容易出现故障。 4. 数据传输不便，实验结果不够直观。传统的流体力学综合实验台无法将实验数据 实时传输至电脑或其他设备进行处理和分析，实验结果展示形式单一，不够直观。 传统的流体力学综合实验台在结构、功能、操作和数据传输方面存在一些问题，需要 进行进一步的创新设计与制作。 1. 结构简化，装配便捷。对于传统的流体力学综合实验台，可以进行结构简化和装 配便捷的创新设计。通过优化设计，减少不必要的部件和连接件，精简整个实验台的结构，使其装配过程更加便捷，运输和维修更加方便。 3. 智能化，操作便捷。对于流体力学综合实验台的操作，可以进行智能化的创新设计。引入智能控制系统，简化操作流程，提高操作便捷性，减少操作人员的专业要求，降 低操作出错率。
流体力学流动演示实验
流体力学流动演示实验 流体力学演示实验包括流线流谱演示实验、流动演示实验两部分。各实验具体内容如下：第1部分流线流谱演示实验 1.1 实验目的 1)了解电化学法流动显示原理。 2)观察流体运动的流线和迹线，了解各种简单势流的流谱。 3)观察流体流经不同固体边界时的流动现象和流线流谱特征。 1.2 实验装置 实验装置见图1.1。 图1.1 流线流谱实验装置图 说明：本实验装置包括3种型号的流谱仪，Ⅰ型演示机翼绕流流线分布，Ⅱ型演示圆柱绕流流线分布，Ⅲ型演示文丘里管、孔板、突缩、突扩、闸板等流段纵剖面上的流谱。流谱仪由水泵、工作液体、流速调节阀、对比度调节旋钮与正负电极、夹缝流道显 - 1 -
示面、灯光、机翼、圆柱、文丘里管流道等组成。 1.3 实验原理 流线流谱显示仪采用电化学法电极染色显示技术，以平板间夹缝式流道为流动显示平面，工作液体在水泵驱动下从显示面底部流出，工作液体是由酸碱度指示剂配制的水溶液，在直流电极作用下会发生水解电离，在阴极附近液体变为碱性，从而液体呈现紫红色。在阳极附近液体变为酸性，从而液体呈现黄色。其他液体仍为中性的橘黄色。带有一定颜色的流体在流动过程中形成紫红色和黄色相间的流线或迹线。流线或迹线的形状，反映了机翼绕流、圆柱绕流流动特性，反映了文丘里管、孔板、突缩、突扩、闸板等流道内流动特性。流体自下而上流过夹缝流道显示面后经顶端的汇流孔流回水箱中，经水泵混合，中和消色，循环使用。实验指导与分析如下： 1)Ⅰ型演示仪。 演示机翼绕流的流线分布。由流动显示图像可见，机翼右侧即向天侧流线较密，由连续方程和能量方程可知，流线密，表明流速大、压强低；而机翼左侧即向地侧流线较稀疏，表明速低、压强较高。这表明机翼在实际飞行中受到一个向上的合力即升力。本仪器通过机翼腰部孔道流体流动方向可以显示出升力方向。 此外，在流道出口端还可以观察到流线汇集后，并无交叉，从而验证流线不会重和的特性。 2)Ⅱ型演示仪。 演示圆柱绕流流线分布。当流速较小时，零流线在前驻点分成左右2支，经90°点后在圆柱后部后驻点处二者又合二为一。所显示的流谱圆柱前后几乎完全对称。这是因为流速很低（约0.5～1.0cm/s），能量损失极小，可以忽略，其流动可视为势流，绕流流体可视为理想流体。因此，流谱与圆柱绕流势流理论流谱基本一致。 当流速增大后，雷诺数增大，流动时流线对称性不复存在，圆柱上游流谱不变而下游原来合二为一的有色线分开，尾流出现，流动由势流变成涡流了。由此可知，势流与涡流是性质完全不同的两种流动。 3)Ⅲ型演示仪。 演示仪左侧演示文丘里管、孔板、逐渐扩大和逐渐缩小流道内纵剖面上的流谱，右侧演示突然扩大、突然缩小、明渠闸板流段纵剖面上的流谱。当流动雷诺数较小时，液体流经不同这些渐变管道、突扩或突缩管道时流线疏密程度相应变化而不交叉，在边界并没有漩涡出现。当适当提高雷诺数后，经过一定的起始段后，在突扩处流线会脱离边界，形成漩涡，从而显示实际流体的流动图谱。 该演示仪也可说明均匀流、渐变流、急变流的流线特征。 1.4实验方法与步骤 1)打开电源开关，灯光亮，打开水泵开关，驱动流体在平面流道内自下而上流动。 2)调节侧面流量调节阀到适当位置，达到最佳显示效果。 3)观察分析流道内流动情况和流线流谱特征。 4)改变流速，观察提高雷诺数后流动情况。 5)实验结束，关闭电源。 ★操作要领与注意事项：①、流线不清晰，可适当滴几滴氢氧化钠溶液或盐酸。②对比度适中，流体流速要小。
开放实验综合流体实验讲义
综合流体力学实验装置 使用说明 一、实验目的 1、了解实验所用到的实验设备、流程、仪器仪表； 2、对涡轮流量计用经典的方法进行标定； 3、了解并掌握流体流经直管和局部管件（阀门、弯头和突括）引起的阻力损失及阻力系数（直管摩擦系数λ或局部阻力系数ζ）的测定方法及变化规律。并将λ（或ζ）与Re 的关系标绘在双对数坐标上。 4、比较不同管径（相同材质，即相同的绝对粗糙度ε）的直管λ与Re 的关系； 5、比较不同材质（相同管径）的直管λ与Re 的关系； 6、测定层流时的直管λ与Re 的关系； 7、测定半孔流量计的孔流系数C 0，了解半板流量计的操作原理和特性； 8、测定离心泵在固定转速下的操作特性，作出特性曲线； 9、测定高低阻管路性能曲线； 10、了解差压传感器、涡轮流量计、变频器等仪器仪表的原理及正确应用。 二、实验基本原理和方法 1、流体在管内流量及Re 的测定： 本实验根据不同用途，流量大小及测量范围，采用三种不同的流量测定方法： ⑴、体积法（用于涡轮流量计标定） 用经典的体积法测出的流量为q ，计量槽横截面积 S=0.397×0.597=0.237 [m 2 ] 在测量时，为保证测量精度，需要一定的接水量和接水时间。参见化工原理实验有关章节。若涡轮流量显示读数为q ’，经多点测量，经回归得出：q=C*q ’，C 为涡轮流量计校正系数。 ⑵、转子流量计就地读取（用于层流情况下很微小流量的测定） ⑶、涡轮流量计（适用所有实验） ]/[3600 /'3s m q C q ⨯= ⑷、管内Re 的计算： 2、直管摩擦阻力损失ΔP 0Af 及摩擦阻力系数λ的测定 本实验可对不同管径、不同材质的直管进行直管阻力测定，有关原理和计算参见化原实验讲义。对层流的测定原理及方法也相同。 3、局部管件（阀门、弯头、突括等）阻力损失' f p ∆及局部阻力系数ζ的测定 本实验可对流体流经阀门、弯头及突扩等局部管件，其原理及方法见化原实验讲义。
流体力学综合实验
专业： 姓名：= 学号： 日期： 地点： 课程名称：_________________指导老师： _ 成绩：________________________ 实验名称：________ 实验类型：工程实验同组学生姓名：姿_ 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 1、流体流动阻力的测定实验 1.1实验目的： 1.1.1 掌握测定流体流经直管、阀门时阻力损失的一般实验方法 1.1.2 测定直管摩擦系数入与雷诺数Re的关系，验证在一般湍流区内入与Re的关系曲线 1.1.3测定流体流经阀门时的局部阻力系数E 1.1.4识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用 1.2实验装置与流程： 1.2.1 实验装置： 实验对象部分由贮水箱、离心泵、不同管径和材质的水管、阀门、管件、涡轮流量计、U形流量计等 所组成。实验管路部分有两段并联长直管，自上而下分别用于测定粗糙管直管阻力系数和光滑管直管阻力系数。同时在粗糙直管和光滑直管上分别装有闸阀和截止阀，用于测定不同种类阀门的局部阻力阻力系数。 水的流量使用涡流流量计或转子流量计测量，管路直管阻力和局部阻力采用压差传感器测量。 1.2.2实验装置流程示意图，如图1,箭头所示为实验流程： 其中：1――水箱 2 ――离心泵 3 ――涡轮流量计 4 ――温度计 5 ――光滑管实验段 6 粗糙管实验段 7 截止阀 8 闸阀 9 、10、11、12 压差传感器13 引水漏斗
图1流体力学综合实验装置流程示意图