流体力学与液压传动实验指导书
实验一：液阻特性实验
一、 实验目的
1. 验证油液经细长孔、薄壁孔时的液阻特性指数是否符合理论值；
2. 通过实验获得感性认识，建立对于理论分析所获结论的信心，进而了解到
油液流经任何形式的液阻都有符合理论值的液阻特性指数。深入地理解液阻特性，合理设计液压传动系统，对于提高系统效率、避免温升有着重要意义。
二、 实验内容及说明
实验内容是：测定细长孔、薄壁孔的液阻特性，绘制压力流量—曲线。 说明如下：
油液流经被测液阻时产生的压力损失和流量之间有着如下关系：
α
V q R p ?=?
式中：— 液阻特性指数； — 液阻两端压差
R — 液阻，与通流面积、形状及油液性质和流态有关 细长孔：L = 285 mm ，d = 2 mm
薄壁孔：L = 0.3 mm ，d = 2.6 mm ，L ≤ d/2
分别令被测液阻通过流量为2 L/min ，3 L/min ，或其它数值，测得相应的压差，理论计算和简单的推导过程如下：
αV 11q R p ?=?，α
V 2
2q R p ?=?，αα
V2
V121q q p p
=??， 等式两边同时取对数：
V2V1
V2
V121lg lg lg q q q q p p
ααα
==??， 则有：V2
V12
1
lg lg
q q p p ??=α
三、实验系统原理图及实现方法
1.所需的实验系统如图1.1所示：
图1 .1 液阻特性实验系统原理图
这个系统需要在具体的实验平台上实现。
2. 实验平台简介
实验平台是一套多功能液压实验系统，图1.2所示为薄壁孔液阻特性实验所用的液压实验平台照片，图中橙色细管部分为被测薄壁孔液阻装置，两端的压力表用于测量液阻两端压差。图1.3为该平台液压系统原理图照片，要实现薄壁孔液阻特性实验，需要调节实验平台面板上的一系列开关，本实验用液压泵1，打开针阀开关8（逆时针旋转至极限位置），关闭针阀开关9、10（顺时针旋转至极限位置）即可，用调速阀5进行调速，顺时针旋转调速阀手柄，流量增加，溢流阀3用于调定系统压力，顺时针旋转溢流阀手柄，压力增加。
图1.4为细长管液阻实验所用的液压实验平台。橙色细管部分为被测细长管液阻装置，同样安装了两块压力表，用来测液阻两端压差。图1.5所示为该平台液压系统原理图，要实现本实验系统，同样需要调整一些开关。本实验用液压泵1，打开开关9，关闭开关10即可。用调速阀7调节流量，用法如上述，溢流阀5用于调定系统压力，用法如上述。
图1.2 薄壁孔液阻实验所用实验平台
图1.3 薄壁孔液阻实验所用实验平台液压原理图
图1.4 细长孔液阻实验所用实验平台局部照片
图1.5 细长孔液阻实验所用实验平台液压原理图
四、实验方法与步骤
1.启动油泵，用溢流阀调节实验压力，使P1读数为3~4MPa；
2.用调速阀调节被测液阻的流量，其值在1L/min~4L/min范围内，油液温度在
20℃~26℃之间。流量的调节需要调速阀与溢流阀配合进行，为操作简便计，
往往溢流阀的设定值较高，在调速阀调节流量过程中，不再调节溢流阀，而使泵出口压力保持基本恒定。压力值通过压力表读取，至于流量，需要在浮子流量计上读取金属浮子上边沿对应的透明壳体上的刻度，代入“流量计标定曲线”后获得单位为L/min 的流量值。流量计照片如图6所示，图7所示为其中一台流量计的标定曲线和数表。
图6 流量计照片
图7 薄壁孔实验用流量计标定图表
3. 调节流量值，测得相应的压差，可以用描点法画压力流量曲线，取其中两套数值，代入公式，即可计算出被测液阻的液阻系数。 细长孔实验：1≈理论α，实验数值应接近此值； 薄壁孔实验：2≈理论α，实验数值应接近此值； 以上实验数据的几何意义是：
细长孔逐点测得的—曲线接近直线，薄壁孔逐点测得的—曲线接近抛物线。由于流量计标定是在油液温度24℃条件下进行的，为保证实验数值的准确，实验时应尽量保证油液温度接近24℃。
五、实验要求
1.根据实验记录的、，验算出被测液阻的液阻特性指数；
2.获得一批、实验数值，用描点法绘制—曲线，由曲线形状判断被测液阻的性
质。
3.分析实验值和理论值误差产生的原因。
4.对比转子流量计与齿轮马达流量计的实验数据，比较同一流量条件下，进、
出口压力实验值，分析误差产生的原因。
表1-1 试验数据表
六、实验报告（如篇幅不够，可另加页）
贴图页
实验二：液压泵实验
一、实验目的
了解液压泵的主要性能，掌握液压泵的实验原理及测试方法。
二、实验内容
测试定量叶片泵和限压式变量泵的压力——流量特性，并绘出其特性曲线，计算出该泵在额定压力下的容积效率（一点）。
三、实验原理图
图2.1 定量泵实验原理图
图2.2 变量泵实验原理图
四、实验步骤
1、定量泵实验（中间实验台）：
（1）实验准备：开始实验前顺时针关闭开关9、11，逆时针打开开关10。松开溢流阀6和节流阀8，启动泵2（定量泵）。空运转约一分钟；
（2）系统安全压力设定：调节溢流阀6，配合调节节流阀8，使压力表P4的读数为7MPa，该压力即为系统安全压力。
（3）全部松开节流阀8，卸下压力，此时压力表P4的读数降至最低点，记下这点的压力表P4的读数P值和流量计读数Q值；
（4）逆时针调节节流阀8，逐步给定量泵加载，每次加1MPa，直到6.3MPa （泵的额定压力）为止，记录每次的P值和Q值，并填入下面的表格中。
松开节流阀8和溢流阀6，关闭泵2。
（5）根据记录的P、Q值，用坐标纸绘出P-Q特性曲线；
（6）计算额定压力下的容积效率和泵的最大输出功率（额定压力下的压力和流量的乘积）。
安全注意事项：启动泵之前，一定要将溢流阀6处于打开状态。
2、变量泵实验（左侧实验台）
（1）实验准备：开始实验前顺时针关闭开关8、10，逆时针打开开关9。松开溢流阀3和节流阀4，启动泵1（变量泵）。空运转约一分钟；
（2）系统安全压力设定：调节溢流阀3，配合调节节流阀4，当压力表P2的读数达到6.3MPa且流量突然下降后，继续调节溢流阀3半圈，该压力即为系统安全压力。
（3）全部松开节流阀4，卸下压力，此时压力表P2的读数降至最低点，记下这点的压力表P2的读数P值和流量计读数Q值；
（4）逆时针调节节流阀4，逐步给变量泵加载，每次加1MPa，到5MPa，然后每次加载0.2PMPa，直到6.3MPa（泵的额定压力）为止，记录每次的P 值和Q值，并填入下面的表格中。松开节流阀4和溢流阀3，关闭泵1。（5）根据记录的P、Q值，用坐标纸绘出P-Q特性曲线；
（6）计算全流量工作压力下的容积效率和泵的最大输出功率（全流量压力下的压力和流量的乘积）。
安全注意事项：启动泵之前，一定要将溢流阀3处于打开状态。
表2-1定量泵实验记录表
表2-2变量泵实验记录表
五、实验要求
1、根据测出的P、Q值画出压力流量曲线；
2、根据压力流量曲线画出容积效率曲线；
3、根据压力流量曲线画出泵的输出功率曲线。
六、实验分析
1、液压泵容积效率大小反映泵的什么性能？
2、影响液压泵容积效率的因素有哪些？
3、为什么变量泵加载到一定压力，流量会急剧变化，试用变量泵的工作原理说明之。
七、实验报告（如预留篇幅不够，可另加页）
贴图页
实验三：节流调速实验
一、实验目的
1、测量调速阀、节流阀的速度—负载特性。
2、加深对进口节流、出口节流调速回路的认识。
二、实验内容
包括调速阀调速特性和节流阀调速特性。
1、测定液压缸进口节流调速阀和出口节流节流阀各自的速度—负载特
性。
2、了解静态液压加载方法（差动加载）和光电开关测速方法。
三、实验原理图
图3.1 节流调速实验台原理图
四、实验方法与步骤
由于三个实验平台液压回路略有不同，实验步骤分别叙述如下：
中间实验平台：
（一）实验前准备
注：开关元件，逆时针旋转手柄到极限位置为打开，顺时针旋转手柄到极限位置为关闭；节流阀元件，逆时针旋转旋钮到极限位置为关闭，顺时针旋转手柄到极限位置为打开
1、打开开关9，关闭开关10、11和节流阀8。
2、松开溢流阀5、6，调速阀14、节流阀15调至开口最大状态（顺时针旋
转手柄到极限位置），启动液压泵1、泵2。
3、调节溢流阀6，使压力表P4的读数为2MPa。将溢流阀5完全打开，使得
压力表P1的读数为最低。
4、拨动电磁换向阀16开关，使工作缸往复运动数次以排出工作缸内空气。
（二）进口调速阀节流调速实验
1、保持节流阀15开口为最大状态，适当调节调速阀14的开口，拨动换向阀
16的开关，使工作缸运动，当光电计数器显示值大约为120时，该状态即为调速阀的固定开口状态。
2、拨动换向阀16的开关，使工作缸工作，在运动过程中读出压力表P4、P6
的数值，运动停止后记下光电读数器的读数，该读数除以50即为负载为零时工作缸运动100mm所用时间，据此得到运动速度。
3、拨动换向阀16开关，使工作缸回程。调节溢流阀5，使压力表P1的读数为
适当值（如0.5MPa），记录该载荷下工作缸运动过程中的压力表P6、P7值，运动停止后记录时间。
4、重复步骤3的操作，逐渐增加负载压力，直到工作缸不能动为止。
5、松开溢流阀5，使压力表P1读数降为最小值。
6、整理纪录值，绘出进口调速阀的速度—负载特性曲线。
（三）出口节流阀节流调速实验
1、将调速阀14完全松开（顺时针旋转旋钮到极限位置），调节调速阀15的开
口，使光电计数器的读数大约为120。
2、重复进口节流调速实验的2、
3、
4、5步骤，实验中记录压力表P8、P1压力
值和光电计数器的读数。
3、整理纪录值，绘出出口节流阀的速度—负载特性曲线。
*实验技巧提示：
1）在完成实验准备后，进行节流调速实验之前，即先找实验曲线特征点——使工作缸不能移动的最低压力，也即最大负载压力，约为3MPa左右。
2)对于进口调速阀调速实验，还应找到第二个特征点——即特性曲线拐点。在拐点附近及之后测试点要密集些。
3）对于出口节流阀调速实验，只需在最低负载压力—最高负载压力之间平均分配测试点即可。
左侧实验平台
（一）实验前准备
1、关闭开关7、9、10和节流阀4。
2、松开溢流阀
3、6，调速阀1
4、节流阀15（顺时针旋转旋钮到极限位置）。
启动液压泵1、泵2。
3、调节溢流阀6，使压力表P3的读数为2MPa。将溢流阀5完全打开，使得压
力表P2的读数为最低。
4、拨动转向阀16开关，使工作缸往复运动数次以排出工作缸内空气。
（二）进口调速阀节流调速实验
1、保持节流阀15开口为最大状态，调节调速阀14的开口，拨动电磁换向阀
16的开关，使工作缸运动，当光电计数器显示值大约为120时，该状态即为调速阀的固定开口状态。
2、拨动换向阀16的开关，使工作缸工作，在运动过程中读出压力表P
3、的数
值（表P6新压力阀压力无法引出，读数为零，不记），运动停止后记下光电读数器的读数，该读数除以50即为负载为零时工作缸运动100mm所用时间，据此得到运动速度。
3、拨动换向阀16开关，使工作缸回程。调节溢流阀3，使压力表P2的读数为
适当值（如0.5MPa），记录该载荷下工作缸运动过程中的压力表P6、P7值，运动停止后记录时间。
4、重复步骤3的操作，逐渐增加负载压力，直到工作缸不能移动为止。
5、松开溢流阀3，使压力表P2读数降为最小值。
6、整理纪录值，绘出进口调速阀的速度—负载特性曲线。
（三）出口节流阀节流调速实验
1、将调速阀14完全松开，调节节流阀15的开口，使光电计数器的读数大约为
120。
2、重复进口节流调速实验的2、
3、
4、5步骤，实验中记录压力表P8、P2压力
值和光电计数器的读数。
3、整理纪录值，绘出出口节流阀的速度—负载特性曲线。
*实验技巧提示：如前所述。
右侧实验平台：
（一）实验前准备
1、打开开关9，关闭开关7、8和节流阀4。
2、松开溢流阀
3、5，调速阀1
4、节流阀15（顺时针旋转手柄到极限位置），
启动液压泵1、泵2。
3、调节溢流阀3，使压力表P1的读数为2MPa。将溢流阀5完全打开，使得压
力表P3的读数为最低。
4、拨动电磁换向阀16开关，使工作缸往复运动数次以排出工作缸内空气。（二）进口调速阀节流调速实验
1、保持节流阀15开口为最大状态，调节调速阀14的开口，拨动换向阀16的
开关，使工作缸运动，当光电计数器显示值大约为120时，该状态即为调速阀的固定开口状态。
2、拨动换向阀16的开关，使工作缸工作，在运动过程中读出压力表P1、P6
的数值，运动停止后记下光电读数器的读数，该读数除以50即为负载为零时工作缸运动100mm所用时间，据此得到运动速度。
3、拨动换向阀16开关，使工作缸回程。调节溢流阀5，使压力表P3的读数为
适当值（如0.5MPa），记录该载荷下工作缸运动过程中的压力表P6、P7值，运动停止后记录时间。
4、重复步骤3的操作，逐渐增加负载压力，直到工作缸不能移动为止。
5、松开溢流阀5，使压力表P3读数降为最小值。
6、整理纪录值，绘出进口调速阀的速度—负载特性曲线。
（三）出口节流阀调速实验
1、将调速阀14完全松开，调节调速阀15的开口，使光电计数器的读数大约为
120。
2、重复进口节流调速实验的2、
3、
4、5步骤，实验中记录压力表P8、P3压力
值和光电计数器的读数。
3、整理纪录值，绘出出口节流阀的速度—负载特性曲线。
*实验技巧提示：如前所述。
五、节流调速实验思考题
1、整理纪录值，绘出进口调速阀、出口节流阀的速度—负载特性曲线。
2、根据记录的P1、P6、P7、P8的值，说明工作缸的运动速度的稳定与什么有
关？
3、为什么说调速阀是速度稳定器？试用其工作原理说明之。
表3-1进口调速阀实验记录表
表3-2出口节流阀实验记录表
六、实验报告（如预留篇幅不够，可另加页）
贴图页
流体力学实验指导书( 建环专业)
目录 实验一静水压强实验???????????????????????????????????????????1实验二伯努利方程式的验证?????????????????????????????????????3实验三雷诺实验??????????????????????????????????????????????6实验四管道沿程阻力实验??????????????????????????????????????9实验五管道局部阻力系数的测定????????????????????????????????12
实验一静水压强实验 （一）实验目的 1、测定静止液体中某点的静水压强，加深对静压公式p=p0+γh的理解； 2、测定有色液体的重度，并通过实验加深理解位置水头，压强水头及测压管水 头的基本概念，观察静水中任意两点测压管水头Z+p/γ=常数。 p=p0+γh 式中：P——被测点的静水压强； P0——水箱中水面的表面压强； γ——液体重度； h——被测点在表面以下的竖直深度。 可知在静止的液体内部某一点的静水压强等于表面压强加上液体重度乘以该点在液面下的竖直深度。 （四）实验步骤 1、打开密封水箱E顶上空气阀门a，此时水箱内水面上的压强p0=p a。观察各测压连通管内液面是否平齐，如果不齐则检查各管内是否阻塞并加以勾通。
2、读取A点、B点的位置高度Z A、Z B。 3、关闭空气阀门a，转动手柄，抬高长方形小水箱F至一定高度，此时表面压力P0＞P a，待水面稳定后读各测压管中水位标高▽=▽I（I=1、2、3、 4、5），并记入表中。 4、在保持P0＞P a的条件下，改变长方形小水箱F高度，重复进行2-3次。 5、打开空气阀门a，使水箱内的水面上升，然后关闭空气阀门a，下降长方形小水箱。 6、在P0＜P a的条件下，改变水箱水位重复进行2-3次。 （五）对表中数据进行分析 单位：mm
流体传动与控制2012实验指导书
《液压传动》实验指导书刘玲腾刘继忠编 南昌大学机电工程学院
实验注意事项 一、液压实验是学习液压传动课程的一个重要组成环节，它可以帮助学生加深理解液压传动中的基本概念，巩固加深课堂教学内容；掌握一般液压元件和回路的实验方法及操作技能；增强实际动手能力，培养学生分析问题和解决问题的能力。因此学生对每次实验必须认真对待。 二、在每次实验前，要认真复习课程有关的内容并预习实验指导书。 三、实验前，应在实验台旁熟悉实验设备和仪器、操纵、测量等方法。在教师指导下，按实验指导书中的内容、步骤进行。 四、在实验室内必须遵守实验室有关规章制度。 五、实验完毕，应整理好场地和仪器、工具，切断电源，认真填写实验报告，按期交指导教师批阅。 六、实验成绩作为本课考核成绩的一部份。
目录 一、液压泵拆装 (1) 二、液压阀拆装 (7) 三、节流调速回路性能实验 (10) 四、液压传动系统回路组装实验 (13)
实验一液压泵拆装 一、实验目的 液压元件是液压系统的重要组成部分，通过对液压泵的拆装可加深对泵结构及工作原理的了解。并能对液压泵的加工及装配工艺有一个初步的认识。 二、实验用工具及材料 内六角扳手、固定扳手、螺丝刀、各类液压泵、液压阀及其它液压元件 三、实验内容及步骤 拆解各类液压元件，观察及了解各零件在液压泵中的作用，了解各种液压泵的工作原理，按一定的步骤装配各类液压泵。 1.轴向柱塞泵 型号：cy14—1型轴向柱塞泵（手动变量） 结构见图1—1 图1-1 （1）实验原理 当油泵的输入轴9通过电机带动旋转时，缸体5随之旋转，由于装在缸体中的柱塞10
2018流体力学实验指导书
《流体力学》实验指导书 杨英俊 2018.
目录 实验一平面上静水总压力测量实验 (4) 实验二恒定总流动量方程验证实验 (7) 实验三流态演示与临界雷诺数量测实验 (10) 实验四沿程水头损失测量实验 (13) 实验五文透里流量计率定实验 (16) 实验六局部水头损失测量实验 (19) 实验七恒定总流能量方程演示实验 (22)
前言 流体力学是一门重要的技术基础课，它的主要研究内容为流体运动的规律以及流体与边界的相互作用，它涉及到建筑、土木、环境、水利造船、电力、冶金、机械、核工程、航天航空等许多学科。在自然界中，与流体运动关联的力学问题是很普遍的，所以流体力学在许多工程领域有着广泛的应用。例如水利工程、机械工程、环境工程、热能工程、化学工程、港口、船舶与海洋工程等，因此流体力学是高等学校众多理工科专业的必修课。 流体力学课程的理论性强，同时又有明确的工程应用背景。它是连接前期基础课程和后续专业课程的桥梁。因此，掌握流体力学的基本概念、基本理论和解决流体力学问题的基本方法，具备一定的实验技能，为后续课程的学习打好基础，培养分析和解决工程实际中有关水力学问题的能力。 流体力学和其它学科一样，大致有三种研究方法。一是理论方法，分析问题的主次因素，提出适当的假定，抽象出理论模型（如连续介质、理想流体、不可压缩流体等），运用数学工具寻求流体运动的普遍解。二是实验方法，将实际流动问题概括为相似的实验模型，在实验中观察现象、测定数据，并进而按照一定方法推测实际结果。第三种方法是数值计算，根据理论分析与实验观测拟订计算方案，通过编制程序输入数据，用计算机算出数值解。三种方法各有千秋，既是互相补充和验证，但又不能互相取代。实验方法仍是检验与深化研究成果的重要手段，现代实验技术的突飞猛进也促进了流体力学的蓬勃发展。因此，流体力学实验在流体力学学科及教学中占有重要位置，也是在学习流体力学课程中一个不可缺少的重要教学环节。目前，针对我院各专业本科生，流体力学实验包括以下7个实验： 1)平面上静水总压力测量实验 2)恒定总流动量方程验证实验 3)流态演示与临界雷诺数量测实验 4)沿程水头损失测量实验 5)文透里流量计率定实验
液压传动实验指导书
《液压传动》 实验指导书严国英杨明亮张士勇编写 陕西理工学院机械工程学院 2007年2月
前言 《液压传动》是测控专业的一门选修课，因为在很多情况下，控制对象就是液压系统；同时测控专业的学生对流体力学的知识有一定的要求，测量对象有许多是流体的参数，如压力、流量等，同时一些传感器的工作原理也是以流体力学的知识为基础的。 通过实验，一方面加深对液压传动知识的理解，增强动手能力，对于测控专业的学生来讲，还有一个重要的作用，就是掌握流体参数的测量方法，因为在液压传动实验中，要测量，计算许多流体的参数，包括压力、流量、功率、速度等。 本实验指导书是针对测控专业《液压传动》课程实验设置的，实验课时6学时，共开设两个实验，一个常规实验是“液压泵性能实验”，占两学时，一个综合实验是“节流调速性能实验”，占4学时。两个实验都为必做实验。 另外，还有液压元件的拆装，不安排课内课时，该部分内容是开放实验内容，学生在学习了液压泵与液压阀后，可以和实验室老师联系，自主完成液压元件的拆装实验。
实验一液压泵性能实验 实验学时：2 实验类型：常规 实验要求：必作 一、实验目的： 1、了解液压泵的主要静态性能； 2、掌握小功率液压泵的测试方法。 二、实验内容： 1、液压泵的主要静态性能指标有：额定压力、额定流量、压力振摆、容积效率、总效率、噪声、振动、温升和寿命等项。其中以前几项最为重要。在本实验中着重测试液压泵的下列性能： 2、泵的压力振摆； 3、泵的流量—压力特性（q—p曲线）； 4、泵的容积效率—压力特性（ηv—p曲线）； 3、泵的总效率—压力特性（η—p曲线）。 三、实验原理： 实验的液压系 统原理图见图1－1 （实验台的整体液 压原理图在附录 中，该图仅为液压 泵8性能实验的原 理图）。液压泵由电 动机输入机械能 （T，ω），输出液 压能（p，q），送给
流体力学实验指导书
流体力学 实验指导书与报告 （第二集） 动量定律实验 毕托管测速实验 文丘里流量计实验 局部阻力实验 孔口与管嘴实验 静压传递自动扬水演示实验 中国矿业大学能源与动力实验中心
学生实验守则 一、学生进入实验室必须遵守实验室规章制度，遵守课堂纪律，衣着整洁，保持安静，不得迟到早退，严禁喧哗、吸烟、吃零食和随地吐痰。如有违犯，指导教师有权停止基实验。 二、实验课前，要认真阅读教材，作好实验预习，根据不同科目要求写出预习报告，明确实验目的、要求和注意事项。 三、实验课上必须专心听讲，服从指导教师的安排和指导，遵守操作规程，认真操作，正确读数，不得草率敷衍，拼凑数据。 四、预习报告和实验报告必须独自完成，不得互相抄袭。 五、因故缺课的学生，可向指导教师申请一次补做机会，不补做的，该试验以零分计算，作为总成绩的一部分，累计三次者，该课实验以不及格论处，不能参加该门课程的考试。 六、在使用大型精密仪器设备前，必须接受技术培训，经考核合格后方可使用，使用中要严格遵守操作规程，并详细填写使用记录。 七、爱护仪器设备，不准动用与本实验无关的仪器设备。要节约水、电、试剂药品、元器件、材料等。如发生仪器、设备损坏要及时向指导教师报告，属责任事故的，应按有关文件规定赔偿。 八、注意实验安全，遵守安全规定，防止人身和仪器设备事故发生。一旦发生事故，要立即向指导教师报告，采取正确的应急措施，防止事故扩大，保护人身安全和财产安全。重大事故要同时保护好现场，迅速向有关部门报告，事故后尽快写出书面报告交上级有关部门，不得隐瞒事实真相。 九、试验完毕要做好整理工作，将试剂、药品、工具、材料及公用仪器等放回原处。洗刷器皿，清扫试验场地，切断电源、气源、水源，经指导教师检查合格后方可离开。 十、各类实验室可根据自身特点，制定出切实可行的实验守则，报经系(院)主管领导同意后执行，并送实验室管理科备案。 1984年5月制定 2014年4月再修订 中国矿业大学能源与动力实验中心
流体力学实验指导书
《流体力学》实验指导书 郭广思王连琪 沈阳理工大学 2006年10月
一伯努利方程综合性实验 （一）实验目的 伯努利方程是水力学三大基本方程之一，反映了水流在流动时，位能、压能、动能之间的关系。 1．了解总水头线和测压管水头线在局部阻力和沿程阻力处的变化规律； 2．了解总水头线在不同管径段的下降坡度，即水力坡度J的变化规律； 3．了解总水头线沿程下降和测压管水头线升降都有可能的原理； 4．用实例流量计算流速水头去核对测压板上两线的正确性； 不同管径流速水头的变化规律 （二）设备简图 本实验台由高位水箱、供水箱、水泵、测压板、有机玻璃管道、铁架、量筒等部件组成，可直观地演示水流在不同管径、不同高程的管路中流动时，上述三种能量之间的复杂变化关系。
（三）实验原理 过水断面的能量由位能、压能、动能三部分组成。水流在不同管径、不同高程的管路中流动时，三种能量不断地相互转化，在实验管道各断面设置测压管及测速管，即可演示出三种能量沿程变化的实际情况。 测压管中水位显示的是位能和压能之和，即伯努利方程中之前两项：g p Z ρ+，测速管 中水位显示的是位能、压能和动能之和。即伯努利方程中三项之和：g v g p Z 22 ++ρ。 将测压管中的水位连成一线，称为测压管水头线，反映势能沿程的变化；将测速管中的水位连成一线，称为总水头线，反映总能量沿程的变化，两线的距离即为流速水头g v 2/2。 本实验台在有机玻璃实验管道的关键部位处，设置测压管及测速管，适当的调节流量就可把总水头线和测压管水头线绘制于测压板上。 注：计算所的流速水头值是采用断面平均流速求得，而实测流速水头值是根据断面最大速度得出，显然实测值大于计算值，两者相差约为1.3倍。 （四）实验步骤 1．开动水泵，将供水箱内之水箱至高位水箱； 2．高位水箱开始溢流后，调节实验管道阀门，使测压管，测速管中水位和测压板上红、黄两线一致； 3．实验过程中，始终保持微小溢流； 4．如水位和红黄两线不符，有两种可能：一是连接橡皮管中有气泡，可不断用手挤捏橡皮管，使气泡排出；二是测速管测头上挂有杂物，可转动测头使水流将杂物冲掉。 （五）报告要求 实验报告是实验后要完成的一份书面材料。实验报告的内容一般包括实验名称、班级、实验人姓名、实验时间、实验目的、实验步骤、实验数据记录及处理、结论与讨论等多项内容。实验报告一律用流体力学实验报告用纸书写。 （六）讨论题 1. 什么是速度水头，位置水头，压力水头？速度水头、测压管水头和总水头什么关系？ 2. 总水头线和测压管水头线在局部阻力和沿程阻力处有怎样的变化？为什么？
重大流体力学实验1(流体静力学实验)
《流体力学》实验报告 开课实验室：年月日 学院年级、专业、班姓名成绩 课程名称流体力学实验 实验项目 名称 流体静力学实验 指导教 师 教师 评语教师签名： 年月日 一、实验目的 1、验证静力学的基本方程； 2、学会使用测压管与U形测压计的量测技能； 3、理解绝对压强与相对压强及毛细管现象； 4、灵活应用静力学的基本知识进行实际工程测量。 二、实验原理 流体的最大特点是具有易动性，在任何微小的剪切力作用下都会发生变形，变形必将引起质点的相对运动，破坏流体的平衡。因此，流体处于静止或处于相对静止时，流体内部质点之间只体现出压应力作用，切应力为零。此应力称静压强。静压强的方向垂直并指向受压面，静压强大小与其作用面的方位无关，只与该点位置有关。 1、静力学的基本方程静止流体中任意点的测压管水头相等，即：z + p /ρg=c 在重力作用下， 静止流体中任一点的静压强p也可以写成：p=p + ρg h 2、等压面连续的同种介质中，静压强值相等的各点组成的面称为等压面。质量力只为重力时， 静止液体中，位于同一淹没密度的各点的静压强相等，因此再重力作用下的静止液体中等压面是水平面。若质量有惯性时，流体做等加速直线运动，等压面为一斜面；若流体做等角速度旋转运动，等压面为旋转抛物面。 3、绝对压强与相对压强流体压强的测量和标定有俩种不同的基准，一种以完全真空时绝对压强 为基准来计量的压强，一种以当地大气压强为基准来计量的压强。
三、使用仪器、材料 使用仪器：盛水密闭容器、连通管、U 形测压管、真空测压管、通气管、通气阀、截止阀、加 压打气球、减压阀 材 料：水、油 四、实验步骤 1、熟悉一起的构成及其使用方法； 2、记录仪器编号及各点标高，确立测试基准面； 测点标高a ?=1.60CM b ?=-3.40CM c ? =-6.40CM 测点位能a Z =8.00CM b Z = 3.00CM c Z =0.00CM 水的容重为a=0.0098N/cm 3 3、测量各点静压强：关闭阀11，开启通气阀6，0p =0，记录水箱液面标高0?和测管2液面标高2?（此时0?=2?）；关闭通气阀6和截止阀8，开启减压放水阀11，使0p > 0，测记0?及2?（加压3次）；关闭通气阀6和截止阀8，开启减压放水阀11，使0p < 0（减压3次，要求其中一次，2?< 3?），测记0?及2?。 4、测定油容量 （1）开启通气阀6，使0p =0，即测压管1、2液面与水箱液面齐平后再关闭通气阀6和截止阀8，加压打气球7，使0p > 0，并使U 形测压管中的油水界面略高于水面，然后微调加压打气球首部的微调螺母，使U 形测压管中的油水界面齐平水面，测记0?及2?，取平均值，计算 0?-2?=H 1。设油的容重为r ，为油的高度h 。由等压面原理得：01p =a H=r h （1.4） a 为水的容重 （2）开启通气阀6，使0p =0，即测压管1、2液面与水箱液面齐平后再关闭通气阀6和截止阀8，开启放水阀11减压，使U 形管中的水面与油面齐平，测记0?及2?，取平均值，计算0?-2?=H 2。得：02p =-a H 2=(r-a)h （1.5） a 为水的容重 式（1.4）除以式（1.5），整理得：H 1/ H 2=r/(a-r) r= H 1a/( H 1+ H 2)
流体力学实验指导书(雷诺、伯努利)
工程流体力学 实 验 指 导 书 河北理工大学给排水实验室 编者：杨永 2014 . 5 . 12 适用专业：给排水工程专业、建筑环境与设备工程专业 实验目录：
实验一：雷诺实验 实验二：伯努利方程实验 实验三：阻力及阻力系数测定实验 实验四：孔口管嘴实验 实验操作及实验报告书写要求： 一、实验课前认真预习实验要求有预习报告。 二、做实验以前把与本次实验相关的课本理论内容复习一下。 三、实验要求原始数据必须记录在原始数据实验纸上。 四、实验报告一律用标准实验报告纸。 五、实验报告内容包括： 1. 实验目的； 2. 实验仪器； 3. 实验原理； 4. 实验过程； 5. 实验数据的整理与处理。 六、实验指导书只是学生的指导性教材，学生在写实验报告时指导书制作 为参考，具体写作内容由学生根据实际操作去写。 七、根据专业不同以及实验学时，由任课教师以及实验老师选定实验内容。 建筑工程学院给排水实验室 编者：杨永 2014.5
实验一 雷诺实验指导书 一、实验目的： （一）观察实验中实验线的现象。 （二）掌握体积法测流量的方法。 （三）观察层流、临界流、紊流的现象。 （四）掌握临界雷诺数测量的方法。 二、实验仪器： 实验中用到的主要仪器有：雷诺实验仪、1000mL 量筒、秒表、10L 水桶等 三、实验原理： 有压管路流体在流动过程中，由于条件的改变（例如，管径改变、温度的改变、管壁的粗糙度改变、流速的改变）会造成流体流态的变化，会出现层流、临界流、紊流等现象。英国科学家雷诺（Reynolds ）在1883年通过系统的实验研究，首先证实了流体的流动结构有层流和紊流两种形态。层流的特点是流体的质点在流动过程中互不掺混呈线状运动，运动要素不呈现脉动现象。在紊流中流体的质点互相掺混，其运动轨迹是曲折混乱的，运动要素发生脉动现象。 雷诺等人经过大量的实验发现临界流速与过流断面的特征几何尺寸管径d 、流体的动力粘度μ和密度ρ有关，即()ρμ、、d f u k =。由以上四个量组成一个无量纲数，称为雷诺数e R ,即ν μρ ud ud R e ==
《流体力学》实验指导书
实验（一）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，加深理解位臵水头、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、实验装臵 本实验装臵如图1.1所示 图1.1流体静力学综合性实验装臵图 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臵高度；
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 和位臵水头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； 2）加压方法 关闭所有阀门（包括截止阀），然后用打气球充气； 3）减压方法 开启筒底阀11放水 4）检查仪器是否密封 加压后检查测管1、2、5液面高程是否恒定。若下降，表明漏气，应查明原因并加以处理。
流体力学实验指导书
流体力学实验指导书 上海海洋大学工程学院 二零零七年一月
实验须知 进行一个流体力学实验，必须经过实验预习、实验操作、实验总结等几个主要环节。 一、实验前的准备 （1）在实验课开始之前，应分好实验小组。 （2）每次实验课前，要求学生阅读实验指导书，明确本次实验的目的、实验原理、实验步骤以及注意事项；复习教材中有关内容，搞清楚实验原理和有关理论知识；对某些实验，还应该进行必要的设计、计算，同时回答书中提出的思考题。 二、实验操作 （1）实验课开始应认真听取指导教师对实验的介绍。 （2）分组后先检查仪器设备是否齐全和是否完好，如发现问题应及时报告指导教师。 （3）实验过程中，必须爱护仪器设备，遵守操作规程，严禁乱动、乱拆。如有损坏丢失，必须立即报告指导教师，由实验室酌情处理。因违反规章制度、不遵守操作规程而造成仪器损坏者，需按规定进行赔偿。 （4）实验室内严禁吸烟、吐痰、吃东西和乱扔纸屑。除实验必须的讲义、记录纸及文具以外，个人的书包及衣物等一概不要放在实验台上。实验室不得大声喧哗，注意保持肃静。 （5）实验做完后，需先经指导教师审查数据并签字，然后在将仪器设备按原样整理完毕，搞好实验室卫生，经教师允许后方可离去。 三、实验总结 学生必须在实验的基础上，对实验现象及数据进行整理计算和总结分析，然后认真写好实验报告。编写报告的过程是一个从感性认识到理论认识的提高过程，也是一个加深理解和巩固理论知识的过程。因此必须重视并写好实验总结报告，在规定的时间内交给教师批阅。批阅后的实验报告由学生妥善保管，以备考核。
实验一雷诺实验指导书 一、实验目的 （1）观察流体在管道中的两种流动状态； （2）测定几种流速状态下的雷诺数，并学会用质量测流量Q方法； （3）了解流态与雷诺数的关系，并验证下临界雷诺数Re c=2000。 二、实验设备 如图所示，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、雷诺实验管、阀门、颜料水（红墨水）盒及其控制阀门、上水阀、出水阀、水泵和计量水箱等，此外，还有秒表、水杯、电子称及温度计。 图1-1 三、实验原理 层流和紊流的根本区别在于层流各流层间互不掺混，只存在粘性引起的各流层间的滑动摩擦力；紊流时则有大小不等的涡体动荡于各流层间。当流速较小时，会出现分层有规则的流动状态即层流。当流速增大到一定程度时，液体质点的运动轨迹是极不规则的，各部分流体互相剧烈掺混，就是紊流。 反之，实验时的流速由大变小，则上述观察到的流动现象以相反程序重演，但由紊流转变为层流的临界流速νc小于由层流转变为紊流的临界流速νc′。称νc′为上临界流速，νc为下临界流速。雷诺用实验说明流动状态不仅和流速ν有关，还和管径d、流体的动力粘滞系数μ、和密度ρ有关。以上四个参数可组合成一个无因次数，叫做雷诺数，用Re表示。 Re ＝ρνd/μ＝νd／υ (1-1) 对应于临界流速的雷诺数称临界雷诺数，用Re c表示。 Re c＝ρνc d/μ＝2000 (1-2) 工程上，假设流速时，流动处于紊流状态，这样，流态的判别条件是
《流体力学》实验指导书
教学实验2012-10 流体力学 实验指导书
目录 实验一能量方程实验 实验二雷诺数实验 实验三沿程阻力实验 实验四局部阻力实验 实验五文丘里流量计实验实验六孔板流量计实验实验七皮托管测速实验实验八离心泵综合实验
实验一能量方程实验 1、实验目的 观察流体流经能量方程实验管时的能量转化情况，并对实验中出现的现象进行分析，从而加深对能量方程的理解。 2、实验装置 图1 能量方程实验装置示意图 1.储水箱 2.上水调节阀 3.溢流回水管 4.实验管段 5.背后恒压水箱 6.测压管组 7. 测压管固定板 8.静压及全压测点接头 9.流量调节、切断阀10.计量水箱11.接水杯12.量筒 3、实验前准备工作 开启水泵，全开上水阀门使水箱注满水；打开调节阀门，排除管内气体；关闭调节阀门，再调节上水阀门，使水箱水位始终保持不变，并有少量溢出。检查各个测压管液面高度是否相同，如不同，首先排除测压管及连接的胶皮管中空气，确保测压管中无空气泡时，检查各个测压管液面高度是否相同，如还不同，则应调整标尺，使各个测压管液面高度相同。检查实验过程调节流速的调节阀门9，其应该调节灵活。 4、实验方法 （1）、能量方程实验 调节出水阀门至一定开度，使测压管组各液柱在测压板适当位置，测定能量方程实验管的六个断面六组测压管的液柱高度，并用体积法测定流量。 改变阀门的开度，重复上面方法进行测试。 根据测试数据的计算结果，绘出某一流量下各种水头线（如图2-2），并运用能量方程进行分析，解释各测点各种能头的变化规律。
图2-2水头线 可以看出，能量损失沿着流体流动方向增大的；C1与C6比 较，两点管径相同，所以动能头基本相同，但C6点的压力能头比C1增大了，这是由于位置能转化而得来的；C1与C4比较，其位置能头相同，但C4点比C1点的压力能头大，这是由于管径变粗；速度减慢，动能头转化为压力能头；C5与C4比较，位置能头相同，但压力能头小了，可明显看出，是压力能头转化为速度能头了。 实验结果还清楚的说明了连续方程，对于不可压缩的流体稳定流动，当流量一定时，管径粗的地方流速小，细的地方流速大。 2）测速 能量方程实验管上的六组测压管的任一组都相当于一个皮托管，可测得管内的流体速度。由于本实验台将总测压管置与能量方程实验管的轴线，所以测得的动压水头代表了轴心处的最大速度。 皮托管求点速度的公式为：h k h g c u ?=?=2 g c k 2= 式中 u---毕托管测点处的点速度； c---毕托管的教正系数； ?h---毕托管全压水头与静水压水头差。 管内的平均流速 F Q V = 在进行能量方程实验的同时，就可以测定出各点的轴心速度和平均速度（F Q V = - ）。测试结果记入表二中，如果用皮托管求出所在截面的理论平均速度，可根据该截面中心处的最大流速计算， 并可求出其流量系数。 也可以测定时，用量杯接实验时间段容积水，用秒表记录下实验时间段容积水的接水时间，从而计算实验过程中的流量并把其作为标准流量，计算管道某个工况流速，并与其用比托管所测流速进行比较求出流量系数。 （3）结束实验 关闭电源，把管道内的水放掉，然后关闭各阀门。
工程流体力学实验指导书
工程流体力学实验指导书与报告 华中科技大学交通学院 性能实验室 2 00 6．9
(一) 不可压缩流体恒定流能量方程 (伯诺里方程)实验 一、实验目的要求 1．验证流体恒定总流的能量方程； 2．通过对动水力学诸多水力现象的实验分析研讨，进一步掌握有压管流中动水力学的能量转换特性； 3．掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技能。 二、实验装置 本实验的装置如图2．1所示。 说明
本仪器测压管有两种： 1．毕托管测压管(表2．1中标*的测压管)，用以测读毕托管探头对准点的总水头 )2(2g u p Z H ++='γ，须注意一般下H ’与断面总水头)2(2 g v p Z H ++=γ不同(因一般 v u ≠)，它的水头线只能定性表示总水头变化趋势； 2．普通测压管(表2．1未标*者)，用以定量量测测压管水头。 实验流量用阀13 调节，流量由体积时间法(量筒、秒表另备)、重量时间法(电子称另备)或电测法测量(以下实验类同)。 三、实验原理 在实验管路中沿管内水流方向取n 个过水断面。可以列出进口断面(1)至另一断面(i)的能量方程式(i=2，3，……，n) i i i i i hw g v a p Z g v a p Z ,122 111 122+++=++γγ 取121====n a a a ，选好基准面，从已设置的各断面的测压管中读出γ p Z + 值，测出 通过管路的流量，即可计算出断面平均流速v 及g av 22 ，从而即可得到各断面测管水头和总水 头。 四、实验方法与步骤 1．熟悉实验设备，分清哪些测管是普通测压管，哪些是毕托管测压管，以及两者功能的区别。 2．打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流，检查调节阀关闭后所有测压管水面是否齐平。如不平则需查明故障原因(例连通管受阻、漏气或夹气泡等)并加以排除，直至调平。 3．打开阀13，观察思考 1)测压管水头线和总水头线的变化趋势；2)位置水头、压强水头之间的相互关系；3)测点(2)、(3)测管水头同否为什么 4)测点(12)、(13)测管水头是否不同为什么 5)当流量增加或减少时测管水头如何变化
第二章液压油与液压流体力学基础
第2章 液压流体力学基础 液压传动以液体作为工作介质来传递能量和运动。因此，了解液体的主要物理性质，掌握液体平衡和运动的规律等主要力学特性，对于正确理解液压传动原理、液压元件的工作原理，以及合理设计、调整、使用和维护液压系统都是十分重要的。 2.1液体的物理性质 液体是液压传动的工作介质，同时它还起到润滑、冷却和防锈作用。液压系统能否可靠、有效地进行工作，在很大程度上取决于系统中所用的液压油液的物理性质。 2.1.1液体的密度 液体的密度定义为 dV dm V m V =??=→?0lim ρ （2.1） 式中 ρ——液体的密度（kg/m 3）； ΔV ——液体中所任取的微小体积（m 3）； Δm ——体积ΔV 中的液体质量（kg ）； 在数学上的ΔV 趋近于0的极限，在物理上是指趋近于空间中的一个点，应理解为体积为无穷小的液体质点，该点的体积同所研究的液体体积相比完全可以忽略不计，但它实际上包含足够多的液体分子。因此，密度的物理含义是，质量在空间点上的密集程度。 对于均质液体，其密度是指其单位体积内所含的液体质量。 V m =ρ （2.2） 式中 m ——液体的质量（kg ）； V ——液体的体积（m 3）。 液压传动常用液压油的密度数值见表2.1。 表2.1 液压传动液压油液的密度 液压油的密度随温度的升高而略有减小，随工作压力的升高而略有增加，通常对这种变化忽略不计。一般计算中，石油基液压油的密度可取为ρ＝900kg/m 3。
2.1.2液体的可压缩性 液体受压力作用时，其体积减小的性质称为液体的可压缩性。液体可压缩性的大小可以用体积压缩系数k 来表示，其定义为：受压液体在发生单位压力变化时的体积相对变化量，即 V V p k ??-=1 （2.3） 式中 V ——压力变化前，液体的体积； Δp ——压力变化值； ΔV ——在Δp 作用下，液体体积的变化值。 由于压力增大时液体的体积减小，因此上式右边必须冠一负号，以使k 成为正值。 液体体积压缩系数的倒数，称为体积弹性模量K ，简称体积模量。 V K p V =-?? （2.4） 体积弹性模量K 的物理意义是液体产生单位体积相对变化量所需要的压力。 表2.2表示几种常用液压油液的体积弹性模量。由表中可知，石油基液压油体积模量的数值是钢（K ＝2.06×1011Pa ）的1/(100～170)，即它的可压缩性是钢的100～170倍。 表2.2 各种液压油液的体积模量（20℃，大气压） 液压油的体积弹性模量与温度、压力有关。当温度增大时，K 值减小，在液压油液正常的工作范围内，K 值会有5%～25%的变化；压力增大时，K 值增大，但这种变化不呈线性关系，当p ≥3MPa 时，K 值基本上不再增大。 在常温下，纯液压油的平均体积弹性模量的值在(1.4～2) ×103MPa 范围内，数值很大，因此在液压传动中，一般认为液压油是不可压缩的。 当液压油中混入未溶解的气体后，K 值将会有明显的降低。在一定压力下，油液中混入1%的气体时，其体积弹性模量降低为纯油的50%左右，如果混有10%的气体，则其体积弹性模量仅为纯油的10%左右。由于油液在使用过程中很难避免混入气体，因此研究液压元件和系统动态特性时，必须考虑液压油可压缩性的影响，一般取K ＝700MPa 。 当考虑液体的可压缩性时，封闭在容器内的液体在外 力作用时的特征极象一个弹簧：外力增大，体积减小；外 力减小，体积增大。这种弹簧的刚度K h ，在液体承压面积 A 不变时，如图2.1所示，可以通过压力变化Δp ＝ΔF/A 、 体积变化ΔV=A Δl （Δl 为液柱长度变化）和式（2.4）求 出，即 V K A l F K h 2=??-= （2.5） 图2.1 油液弹簧的刚度计算简图
流体力学实验指导书
实验一 雷诺实验 一、实验目的与要求 1、了解流体的流动形态：观察实际的流线形状，判断其流动形态的类型； 2、熟悉雷诺准数的测定和计算方法； 3、确立“层流与湍流与Re 之间有一定关系”的概念。 二、基本原理 流体在流动过程中有3种不同的流动形态，即层流、湍流和介于两者之间的过渡流。雷诺用实验的方法研究流体流动时，发现影响流体流动类型的因素除了流速u 以外，还有管径d 、流体的密度ρ以及粘度μ，由这四个物理量组成的无因次数群 μ ρ du = Re 称之为雷诺数。 实验证明，流体在直管内流动时： 当Re ≤2000时，流体的流动类型为层流。 当Re ≥4000时，流体的流动类型为湍流。 当2000＜Re ＜4000，流体的流动类型可能是层流，也可能为湍流，将这一范围称之为不稳定的过渡区。 从雷诺数的定义式来看，对于同一管路d 为定值时，u 仅为流量的函数。对于流体水来讲， ρ及μ仅为温度的函数。因此确定了温度及流量即可计算出雷诺数Re 。 三、实验装置及流程 实验装置如图所示，实验时水从玻璃水槽3流进玻璃管4（内径20mm ），槽内水由自来水供应，供水量由阀6控制，槽壁外有进水稳定槽7及溢流槽10，过量的水进溢流槽10 排入 图1-3 雷诺示范实验装置 1-红墨水瓶 2.6.8.12-阀门 3-玻璃水槽 4-带喇叭口玻璃管(Φ20) 5-进水管 7-进水稳定槽 9-转子流量计 10-溢流槽 11-排水管
下水道。 实验时打开阀门8，水即由玻璃槽进入玻璃管，经转子流量计9后，流进排水管排出，用阀8调节水量，流量由转子流量计9测得。 高位墨水瓶贮藏墨水之用，墨水由经墨水调节阀2流入玻璃管4。 四、实验数据记录表 表1-2 雷诺实验数据记录表 水温__________[℃] 水粘度_______________[10-3×Pa·S] 水密度_____________[kg/m3] 管内径_______________[mm] 五、讨论 1、流量从小做到大，当刚开始湍流，测出雷诺数是多少？与理论值2000有否差距？请分析原因。 2、根据测得Re值与观察到的流动形态是否一致。请分析原因。 六、注意事项 1、要保证实验数据的准确性，尽量使实验装置以及周围现场保持宁静。 2、流体的流量调节要缓慢、平稳。 3、墨水注入量控制适当。 七、思考题 1、影响流动形态的因素有哪些？ 2、如果说可以只用流速来判断管中流动形态，流速低于某一具体数值时是层流，否则就是湍流，你认为这种看法对不？在什么条件下可以只由流速的数值来判断流动形态？ 3、研究流动形态在工程上有何现实意义？
流体力学实验指导书
文丘里流量计校正实验 一、实验目的和要求 1． 掌握文丘里流量计的原理 2． 2学习用比压计和体积法测量流量的技能 3． 利用测量后的水头差，根据理论公式计算管道流量，并与实测流量进行比较，从而对理论流量做出修正，得到流量计的流量系数。 二、原理简介 1·文丘里管是一种常用的量测有 压管道流量的装置，见图1，属压 差式流量计，它包括"收缩段"、" 喉道"和"扩散段"三部分，安装在需 要测定流量的管道上。在收缩段进 口断面3-3和喉道断面4-4上设测 压孔，并接上比压计，通过量测两 个断面的测管水头差Δh ，就可计 算管道的理论流量Q ，再经修正得 到实际流量。 3 理论流量：水流从3-3断面到4-4 断面，由于断面的收缩，流速增大， 根据恒定总能量方程，若不考虑水 头损失，速度水头的增加等于测管 水头的减少，这样我们通过测量得到的h ?建立了2断面平均流速v 1和v 2的关系 g v g v g p z g p z h h h 22)()(244233443343ααρρ-=+-+=-=? 如果我们假设动能修正系数0.121==αα则 g v g v g p z g p z 22)()(24234433-=+-+ρρ 另一方面，由恒定总流连续方程 4433v A v A =， 即 43443)(d d v v = 所以 ： ])(1[22243 4242324d d g v g v g v -=-
于是： ])(1[243 424d d g v h -=? 解： h g d d v ?-=2)(11 4344 最终求得理论流量 h K h g d d d d A v Q ?=?-==24444324 2344l π 式中 g d d d d K 24444 32423-=π 4 流量系数 流量计流过实际液体时由于两断面测管水头差中还包括了因粘性造成的水头损失，流量应修正为： h K Q s ?=μ 其中0.1<μ称为流量计流量系数。流量系数还体现了渐变流假设是否得到了严格的满足这个因素。对于文丘里流量计，下游断面设置在喉道，可以说渐变流假设得到了严格的满 足。对于某确定的流量计，流量系数取决于流动的雷诺数，但当雷诺数较大(流速较高)时，流量系数基本不变。 实 验 设 备 实验装置如附图1所示，在自循环恒定管道流上串联文丘里流量计，分别在文丘里流量计的收缩段进口断面和喉道断面设测压孔，并接上比压计，用于量测断面的测管水头差。设置专用量水箱进行流量的量测。 三实 验 步 骤 1、认真阅读实验目的要求、实验原理和注意事项。 2、查阅用压差计量测压差和用体积法量测流量的原理和步骤。 3、对照实物了解仪器设备的使用方法和操作步骤，做好准备工作后，启动抽水机，打开进水开关，给水箱充水，并保持溢流状态，使水位恒定。 4、检查下游截门全关时，比压计各个测压管水面是否处于同一水平面 上。如不平，则需排气调平。 5、核对设备编号，量测水温，记录断面管径等数据。 6、实验要求改变几次流量，为便于调节，可先从大流量开始做。先开启 下游截门，使比压计上出现最大的压差，待水流恒定后，再进行量测，并将数据 记录到表中相应位置。 7、依次减小流量，待水流恒定后，重复上述步骤8次以上，并按序记录
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
流体力学综合实验报告
四川大学 化工原理实验报告 学院化学工程学院专业化学工程与工艺班号姓名学号实验日期年月日指导老师 一．实验名称 流体力学综合实验 二．实验目的 测定流体在管道内流动时的直管阻力损失，作出与Re的关系曲线。 观察水在管道内的流动类型。 测定在一定转速下离心泵的特性曲线。 标定孔板流量计，绘制Co与Re的关系曲线。 熟悉流量、压差、温度等化够不够仪表的使用。 三．实验原理 1求与Re的关系曲线 流体在管道内流动时，由于实际流体有粘性，其在管内流动时存在摩擦阻力，必然会引起流体能量损耗，此损耗能量分为直管阻力损失和局部阻力损失。流体在水平直管内作稳态流动（如图1所示）时的阻力损失可根据伯努利方程求得。 以管中心线为基准面，在1、2截面间列伯努利方程: 因，，故流体在等直径管的1、2两截面间的阻力损失为流体以流速u通过管内径d、长度为l的一段管道时，其直管阻力为
由上面两式得： 而 由此可见，摩擦系数与流体流动类型、管壁粗糙度等因素有关。由因次分析法整理可形象地表示为 式中： f h -----------直管阻力损失，J/kg ； λ------------摩擦阻力系数； d l .----------直管长度和管内径，m ； P ?---------流体流经直管的压降，Pa ； ρ-----------流体的密度， ； μ-----------流体黏度，Pa ·s ； u -----------流体在管内的流速，m/s ； 流体在一段水平等管径管内流动时，测出一定流量下流体流经这段管路所产生的压降，即可算得。两截面压差由差压传感器测得；流量由涡轮流量计测得，其值除以管道截面积即可求得流体平均流速。在已知管径和平均流速的情况下，测定流体温度，确定流体的密度和黏度 ，则可求出雷诺数，从而关联出流体流过水平直管的摩擦系数与雷诺数 的关系曲线图。 2求离心泵的特性曲线 离心泵的特性，可用该泵在一定转速下，扬程与流量 , 轴功 率与流量 ，效率与流量 三条曲线形式表示。若将扬程 H 、轴功率N 和效率 对流量之间的关系分别绘制在同一直角坐标上所得的 三条曲线，即为离心泵的特性曲线，如图二所示。 ①流量：离心泵输送的流量由涡轮流量计测定。 ②扬程H ：扬程是指离心泵对单位重量的液体所提供的外加能量。以离心