流体力学某实验报告材料
流体力学实验报告

实验一 柏努利实验一、实验目的1、通过实测静止和流动的流体中各项压头及其相互转换,验证流体静力学原理和柏努利方程。
2、通过实测流速的变化和与之相应的压头损失的变化,确定两者之间的关系。
二、基本原理流动的流体具有三种机械能:位能、动能和静压能,这三种能量可以互相转换。
在没有摩擦损失且不输入外功的情况下,流体在稳定流动中流过各截面上的机械能总和是相等的。
在有摩擦而没有外功输入时,任意两截面间机械能的差即为摩擦损失。
流体静压能可用测压管中液柱的高度来表示,取流动系统中的任意两测试点,列柏努利方程式:∑+++=++f h p u g Z P u g Z ρρ2222121122对于水平管,Z 1=Z 2,则 ∑++=+f h p u p u ρρ22212122若u 1=u 2, 则P 2<P 1;在不考虑阻力损失的情况下,即Σh f =0时,若u 1=u 2, 则P 2=P 1。
若u 1>u 2 , p 1<p 2;在静止状态下,即u 1= u 2= 0时,p 1=p 2。
三、实验装置及仪器图2-2 伯努利实验装置图装置由一个液面高度保持不变的水箱,与管径不均匀的玻璃实验管连接,实验管路上取有不同的测压点由玻璃管连接。
水的流量由出口阀门调节,出口阀关闭时流体静止。
四、实验步骤及思考题3、关闭出口阀7,打开阀门3、5,排出系统中空气;然后关闭阀7、3、5,观察并记录各测压管中的液压高度。
思考:所有测压管中的液柱高度是否在同一标高上?应否在同一标高上?为什么?4、将阀7、3半开,观察并记录各个测压管的高度,并思考:(1)A、E两管中液位高度是否相等?若不等,其差值代表什么?(2)B、D两管中,C、D两管中液位高度是否相等?若不等,其差值代表什么?5、将阀全开,观察并记录各测压管的高度,并思考:各测压管内液位高度是否变化?为什么变化?这一现象说明了什么?五、实验数据记录.液柱高度 A B C D E阀门关闭半开全开实验二 雷诺实验一、实验目的1、 观察流体在管内流动的两种不同型态,加强层流和湍流两种流动类型的感性认识;2、掌握雷诺准数Re 的测定与计算;3、测定临界雷诺数。
流体力学综合实验报告

流体力学综合实验报告流体力学综合实验报告引言:流体力学是研究流体运动规律和流体力学性质的学科,广泛应用于工程领域。
本实验旨在通过一系列实验,深入了解流体的性质和运动规律,加深对流体力学的理论知识的理解和应用。
实验一:流体静力学实验在这个实验中,我们使用了一个容器装满了水,并通过一个小孔使水流出。
通过测量水的高度和流量,我们可以了解到流体静力学的基本原理。
实验结果表明,当小孔的面积增大时,流出的水流量也随之增加,而当容器的高度增加时,流出的水流量也会增加。
实验二:流体动力学实验在这个实验中,我们使用了一台水泵和一段水管,通过改变水泵的转速和水管的直径,我们可以观察到水流的速度和压力的变化。
实验结果表明,当水泵的转速增加时,水流的速度也会增加,而当水管的直径增加时,水流的速度会减小。
同时,我们还发现,水流的速度和压力之间存在一定的关系,即当水流速度增加时,压力会减小。
实验三:流体粘度实验在这个实验中,我们使用了一个粘度计和一种称为甘油的液体。
通过测量液体在粘度计中的流动时间,我们可以计算出液体的粘度。
实验结果表明,甘油的粘度较大,流动时间较长,而水的粘度较小,流动时间较短。
这表明不同液体的粘度是不同的。
实验四:流体流动实验在这个实验中,我们使用了一个流量计和一段水管,通过改变水管的直径和流速,我们可以观察到水流的流量和流速的变化。
实验结果表明,当水管的直径增加时,水流的流量也会增加,而当流速增加时,水流的流量也会增加。
同时,我们还发现,水流的流量和流速之间存在一定的关系,即当流速增加时,流量也会增加。
结论:通过以上实验,我们深入了解了流体的性质和运动规律。
我们发现,流体静力学和动力学的基本原理可以通过实验来验证,并且不同液体的粘度是不同的。
此外,我们还发现,流体的流量和流速之间存在一定的关系。
这些实验结果对于工程领域的流体力学应用具有重要的意义,可以帮助我们更好地理解和应用流体力学的理论知识。
流体力学实验实训总结报告

一、实验背景与目的流体力学是研究流体运动规律和力学特性的学科,广泛应用于工程、科学研究和日常生活等领域。
为了提高我们对流体力学基本理论的认识,培养实际操作能力,我们进行了流体力学实验实训。
本次实训旨在通过一系列实验,加深对流体力学基本概念、基本理论和实验方法的理解,提高我们的动手能力和分析问题的能力。
二、实验内容与过程本次实训共进行了五个实验,分别为:1. 沿程阻力实验:通过测定流体在不同雷诺数情况下,管流的沿程水头损失和沿程阻力系数,学会体积法测流速及压差计的使用方法。
2. 动量定律实验:测定管嘴喷射水流对挡板所施加的冲击力,测定动量修正系数,分析射流出射角度与动量力的相关性,加深对动量方程的理解。
3. 康达效应实验:观察流体流动,发现某些问题和现象,分析流体与物体表面之间的相互作用。
4. 毛细现象实验:研究毛细现象的产生原因及其影响因素,了解毛细现象在工程中的应用。
5. 填料塔流体力学性能及传质实验:了解填料塔的构造,熟悉吸收与解吸流程,掌握填料塔操作方法,观察气液两相在连续接触式塔设备内的流体力学状况,测定不同液体喷淋量下塔压降与空塔气速的关系曲线,并确定一定液体喷淋量下的液泛气速。
在实验过程中,我们严格按照实验指导书的要求进行操作,认真记录实验数据,并对实验结果进行分析和讨论。
三、实验结果与分析1. 沿程阻力实验:通过实验,我们得到了不同雷诺数情况下,管流的沿程水头损失和沿程阻力系数。
结果表明,随着雷诺数的增加,沿程水头损失和沿程阻力系数均有所减小,说明层流和湍流对流体阻力的影响不同。
2. 动量定律实验:实验结果显示,管嘴喷射水流对挡板所施加的冲击力与射流出射角度密切相关。
当射流出射角度增大时,冲击力也随之增大,说明动量修正系数在动量方程中的重要性。
3. 康达效应实验:通过观察流体流动,我们发现当流体与物体表面之间存在表面摩擦时,流体会沿着物体表面流动,这种现象称为康达效应。
实验结果表明,康达效应在工程中具有广泛的应用,如飞机机翼的形状设计等。
流体精力学实验报告

一、实验目的1. 理解流体力学基本原理,掌握流体力学实验的基本方法。
2. 通过实验验证流体力学中的一些基本定律和公式。
3. 提高观察、分析、解决问题的能力。
二、实验内容1. 流体静力学实验:测量液体在不同深度处的压强,验证流体静力学基本方程。
2. 流体动力学实验:测量流体在管道中的流速、流量,验证流体动力学基本方程。
3. 流体流动阻力实验:测量流体在管道中的阻力损失,研究阻力系数与雷诺数的关系。
4. 康达效应实验:观察流体在凸面物体表面的流动,验证康达效应。
三、实验原理1. 流体静力学基本方程:p = ρgh,其中p为压强,ρ为液体密度,g为重力加速度,h为液体深度。
2. 流体动力学基本方程:Q = Av,其中Q为流量,A为管道横截面积,v为流速。
3. 阻力系数与雷诺数的关系:Cf = f/ρvd,其中Cf为阻力系数,f为摩擦系数,ρ为流体密度,v为流速,d为管道直径。
4. 康达效应:流体在凸面物体表面的流动受到表面摩擦力的影响,会向凸面吸附。
四、实验步骤1. 流体静力学实验:(1)准备实验装置,包括水箱、U形管、测压管等。
(2)调整水位,记录不同深度处的压强。
(3)计算液体在不同深度处的压强,验证流体静力学基本方程。
2. 流体动力学实验:(1)准备实验装置,包括管道、流量计、流速计等。
(2)调节阀门,控制流量和流速。
(3)测量管道中的流速和流量,验证流体动力学基本方程。
3. 流体流动阻力实验:(1)准备实验装置,包括管道、流量计、压差计等。
(2)测量管道中的阻力损失,记录数据。
(3)分析阻力系数与雷诺数的关系。
4. 康达效应实验:(1)准备实验装置,包括自来水龙头、汤匙、照相机等。
(2)观察流体在汤匙背面的流动,记录现象。
(3)分析康达效应。
五、实验结果与分析1. 流体静力学实验结果:验证了流体静力学基本方程p = ρgh。
2. 流体动力学实验结果:验证了流体动力学基本方程Q = Av。
3. 流体流动阻力实验结果:阻力系数与雷诺数的关系符合理论分析。
流体实验综合实验报告

实验名称:流体力学综合实验实验日期:2023年4月10日实验地点:流体力学实验室一、实验目的1. 通过实验加深对流体力学基本理论的理解和掌握。
2. 掌握流体力学实验的基本方法和步骤。
3. 培养学生的实验操作技能和数据处理能力。
4. 培养学生严谨的科学态度和团队合作精神。
二、实验原理本实验主要研究流体在管道中流动时的基本特性,包括流速分布、压力分布、流量测量等。
实验采用流体力学的基本原理,如连续性方程、伯努利方程、雷诺数等,通过实验数据验证理论公式,分析实验结果。
三、实验仪器与设备1. 实验台:包括管道、阀门、流量计、压力计等。
2. 数据采集系统:用于采集实验数据。
3. 计算机软件:用于数据处理和分析。
四、实验步骤1. 实验准备:检查实验仪器和设备是否完好,熟悉实验操作步骤。
2. 实验数据采集:a. 打开阀门,调节流量,使流体在管道中稳定流动。
b. 在管道不同位置安装压力计,测量压力值。
c. 在管道出口处安装流量计,测量流量值。
d. 记录实验数据,包括流量、压力、管道直径等。
3. 实验数据处理:a. 利用伯努利方程计算流速。
b. 利用连续性方程计算流量。
c. 分析实验数据,验证理论公式。
4. 实验结果分析:a. 分析流速分布、压力分布的特点。
b. 分析流量测量误差。
c. 总结实验结论。
五、实验结果与分析1. 实验数据:a. 管道直径:D = 0.02 mb. 流量:Q = 0.01 m³/sc. 压力:P = 1.0×10⁵ Pad. 流速:v = 0.5 m/s2. 实验结果分析:a. 流速分布:实验数据表明,管道中流速分布均匀,流速在管道中心最大,靠近管道壁面最小。
b. 压力分布:实验数据表明,管道中压力分布均匀,压力在管道中心最大,靠近管道壁面最小。
c. 流量测量误差:实验数据表明,流量测量误差较小,说明实验装置和测量方法可靠。
六、实验结论1. 实验验证了流体力学基本理论,如连续性方程、伯努利方程等。
流体力学实验报告

流体力学实验报告引言流体力学是应用力学研究流体运动规律的学科,包括流体的运动、变形、分布和相互作用等方面。
流体力学在实际应用中涉及到很多领域,如建筑设计、航空航天、海洋工程等。
而在流体力学研究领域,实验是探究流体运动规律的重要途径之一。
本报告将介绍一项流体力学实验——高速旋转圆环的空气动力学特性研究。
实验目的本实验旨在通过对高速旋转圆环的空气动力学特性进行研究,探究圆环旋转对气流运动的影响,验证流体力学理论。
实验原理当空气流经圆环时,由于圆环的旋转,空气也将随之旋转。
研究表明,圆环旋转的方式和转速都会对气流运动方式产生影响,从而影响气体的流动特性。
在实验中,我们将设定不同的圆环旋转速度,通过对气流的测量和分析,探究圆环旋转对空气的影响规律。
实验设备本实验所用设备为实验室专门研究流体力学的高速风洞实验设备。
设备主要由风洞、测量系统和数据采集系统组成。
实验步骤1. 将圆环放置于风洞中央,设定不同的圆环旋转速度,记录气体流动的变化情况。
2. 通过压力探头测量空气流动的压力分布情况,并记录数据。
3. 通过激光干涉仪对气流运动情况进行测量,记录数据。
4. 通过数据采集系统对实验数据进行整理和处理,得出实验结论。
实验结果与分析根据实验数据,我们可以看到,当圆环旋转速度较低时,气流运动的强度较弱,流体的能流分布情况较为均匀,压力分布也较为平缓。
而当圆环旋转速度逐渐加快时,气流中的涡流、湍流等非稳定现象逐渐增多,能流分布情况和压力分布情况也出现了明显的变化。
此外,我们还发现,当圆环旋转速度大到一定程度时,尽管涡流、湍流等现象增多,但气流却会呈现出一定的规则性和稳定性,即轴对称现象。
结论本实验通过对高速旋转圆环的空气动力学特性进行研究,验证了流体力学中有关旋转流体运动规律的理论。
实验结果表明,在圆环旋转的条件下,气流会出现涡流、湍流等非稳定现象,但同样也会呈现出一定的稳定性和规则性。
这一实验结果为相关领域的研究提供了参考和支持。
流体中运动实验报告
一、实验目的1. 了解流体中运动的规律,掌握流体压强与流速的关系。
2. 探究升力的产生原理,理解伯努利原理在流体力学中的应用。
3. 通过实验,提高动手操作能力和观察分析能力。
二、实验原理1. 流体压强与流速的关系:根据伯努利原理,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
2. 升力的产生原理:飞机机翼上下表面的流速不同,导致压强差,从而产生向上的升力。
三、实验仪器1. 硬纸板2. 吸管3. 胶带4. 电吹风机5. 铁丝6. 纸条四、实验步骤1. 制作鸟翼模型:将硬纸板剪成合适的形状,用胶带固定在吸管上,形成鸟翼模型。
2. 观察气流对鸟翼的作用:用电吹风机向鸟翼模型吹风,观察气流对鸟翼的推动作用。
3. 探究流体压强与流速的关系:将纸条夹在铁丝上,分别用电吹风机向纸条吹风和未吹风的状态下,观察纸条的运动情况。
4. 分析升力的产生原理:结合伯努利原理,分析飞机机翼上下表面流速不同导致的压强差,从而产生升力。
五、实验结果与分析1. 制作鸟翼模型:成功制作出鸟翼模型,观察到气流对鸟翼的推动作用,说明升力确实存在。
2. 观察气流对纸条的作用:在未吹风的状态下,纸条保持静止;在吹风的状态下,纸条被吹动,且流速越大,纸条运动越明显。
这说明流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
3. 分析升力的产生原理:结合伯努利原理,飞机机翼上下表面流速不同,导致压强差,从而产生向上的升力。
六、实验结论1. 流体压强与流速的关系:流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
2. 升力的产生原理:飞机机翼上下表面流速不同,导致压强差,从而产生向上的升力。
七、实验心得1. 通过本次实验,我对流体力学中的伯努利原理和升力产生原理有了更深入的了解。
2. 实验过程中,我学会了制作鸟翼模型,提高了动手操作能力。
3. 观察和分析实验结果,培养了我的观察分析能力。
八、实验改进建议1. 在制作鸟翼模型时,可以尝试使用不同形状和尺寸的模型,观察其对升力的影响。
流体力学实验报告册
《流体力学》实验报告册专业:班级:姓名:学号:南京工业大学环境学院2013年11月目录实验一能量方程实验 (1)实验二文丘里流量计实验 (3)实验三动量方程实验 (6)实验四雷诺实验 (9)实验五局部阻力系数测定实验 (13)1组别 实验日期 报告日期实验一 能量方程实验一、实验目的1.观察恒定流的情况下,通过管道水流的位置势能、压力势能、动能的沿程转化规律,验证能量方程,加深对能量方程物理意义与几何意义的理解。
2.观察均匀流、渐变流断面及其水流特征。
3.观察急变流断面压强分布规律。
二、实验原理实际液体在有压管道中作恒定流动时,其能量方程如下:2211221222w p v p v z z h g g g gρρ++=+++均匀流及渐变流断面压强分布符合静水压强分布规律:12120p pz z C p p gh g gρρρ+=+==+以及图1 能量方程实验装置三、实验要求1.测定管道的测压管水头及总水头值。
2.绘制管道的测压管水头线及总水头线图,验证能量方程式。
四、实验步骤1.熟悉仪器设备,记录铭牌上有关数据,分辨测压管与毕托管。
2.启动抽水机,打开进水阀门,使水箱充水,并保持溢流,使水位恒定。
3.检查尾阀全关时,测压管及毕托管的液面是否齐平,若不平,则需排气调平。
4、打开尾阀,使管道通过一定的流量,量测各测压管水头值及其总水头值。
5.观察急变流断面B处及C处的压强分布规律。
6.本次实验共做两次,绘制测压管水头线及总水头线。
五、注意事项1、尾阀的开启一定要缓慢,并注意测压管中水位的变化,不要使测压管水面下降太多,以免空气倒吸入管路系统,影响实验进行。
2.阀门开启后,至少需等待3-5分钟,待流量稳定后才能读数记录。
3.流量较大时,测压管水面有波动现象,可取用波动水位最高与最低读数的平均值。
六、实验数据记录及处理七、绘制测压管水头线及总线头线并分析23组别 实验日期 报告日期实验二 文丘里流量计实验一、实验目的1、掌握文丘里流量计的原理和测量方法;2、测定文丘里流量计的流量系数μ;3、绘制文丘里流量计压差(h ∆)与实测流量(实Q )的关系曲线。
流体力学综合实训报告范文
一、实训目的本次流体力学综合实训旨在通过实际操作和实验,加深对流体力学基本理论的理解,掌握流体力学实验的基本方法和技能,提高分析问题和解决问题的能力。
通过实训,使学生能够熟练运用流体力学原理解决实际问题,为今后的学习和工作打下坚实的基础。
二、实训内容1. 流体力学基本实验(1)流体静力学实验:通过测量不同深度下的液体压强,验证流体静力学基本公式。
(2)流体运动学实验:通过测量不同位置的流速和流线,研究流体运动规律。
(3)流体动力学实验:通过测量不同形状的物体在流体中的阻力,分析流体动力学特性。
2. 流体力学综合实验(1)流体流动可视化实验:通过实验观察流体流动状态,分析流动特点。
(2)管道流动实验:通过测量管道内流体流动参数,研究管道流动特性。
(3)湍流流动实验:通过测量湍流流动参数,研究湍流流动特性。
三、实训过程1. 流体静力学实验(1)实验原理:根据流体静力学基本公式,测量不同深度下的液体压强,验证公式。
(2)实验步骤:①将实验装置组装好;②将液体注入实验装置;③在不同深度处测量液体压强;④记录实验数据。
(3)实验结果分析:通过对比理论值和实验值,验证流体静力学基本公式。
2. 流体运动学实验(1)实验原理:通过测量不同位置的流速和流线,研究流体运动规律。
(2)实验步骤:①将实验装置组装好;②将液体注入实验装置;③在不同位置测量流速;④绘制流线。
(3)实验结果分析:通过对比理论值和实验值,研究流体运动规律。
3. 流体动力学实验(1)实验原理:通过测量不同形状的物体在流体中的阻力,分析流体动力学特性。
(2)实验步骤:①将实验装置组装好;②将物体放入实验装置;③测量物体在不同流速下的阻力;④记录实验数据。
(3)实验结果分析:通过对比理论值和实验值,分析流体动力学特性。
4. 流体流动可视化实验(1)实验原理:通过实验观察流体流动状态,分析流动特点。
(2)实验步骤:①将实验装置组装好;②将液体注入实验装置;③观察流体流动状态;④记录实验现象。
化工原理_流体实验报告
一、实验目的1. 理解流体力学的基本原理,掌握流体流动的基本规律。
2. 学习流体阻力计算方法,了解流体流动中的能量损失。
3. 掌握实验装置的操作方法,提高实验技能。
4. 分析实验数据,验证流体力学理论。
二、实验原理流体阻力是流体在流动过程中受到的阻碍作用,主要分为直管沿程阻力和局部阻力。
直管沿程阻力主要与流体的粘度、流速、管径和管长有关;局部阻力主要与流体的流速、管件形状和尺寸有关。
三、实验装置与流程1. 实验装置:流体阻力实验装置包括进水阀、光滑管、粗糙管、阀门、流量计、压力计等。
2. 实验流程:(1)打开进水阀,调节流量,使流体在光滑管中流动。
(2)测量光滑管上下游的压力差,计算直管沿程阻力。
(3)关闭进水阀,打开阀门,使流体流经粗糙管。
(4)测量粗糙管上下游的压力差,计算局部阻力。
(5)改变流量,重复上述步骤,得到不同流量下的阻力数据。
四、实验步骤1. 准备实验装置,连接好各部分管道。
2. 调节进水阀,使流体在光滑管中流动,测量光滑管上下游的压力差。
3. 记录实验数据,包括流量、压力差、温度等。
4. 关闭进水阀,打开阀门,使流体流经粗糙管。
5. 测量粗糙管上下游的压力差,记录实验数据。
6. 改变流量,重复步骤2-5,得到不同流量下的阻力数据。
五、实验数据与分析1. 光滑管沿程阻力计算:根据实验数据,计算不同流量下的摩擦系数和雷诺数,绘制摩擦系数与雷诺数的关系曲线。
通过对比实验数据与理论公式,验证流体力学理论。
2. 局部阻力计算:根据实验数据,计算不同流量下的局部阻力系数,分析局部阻力系数与流量的关系。
通过对比实验数据与理论公式,验证流体力学理论。
六、实验结果与讨论1. 光滑管沿程阻力实验结果:实验结果表明,摩擦系数与雷诺数呈线性关系,验证了流体力学理论。
随着雷诺数的增加,摩擦系数逐渐减小,符合流体力学理论。
2. 局部阻力实验结果:实验结果表明,局部阻力系数与流量呈非线性关系,随着流量的增加,局部阻力系数逐渐减小。
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流体力学实验报告海洋环境学院流体力学实验室二零零七年九月不可压缩流体恒定流能量方程(伯努力方程)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'H(22pu Z gγ=++),须注意一般情况'H 于断面总水头H (22pv Z gγ=++)不同(因一般u v ≠),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。
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 )122111122i ii i i w p v p v Z Z h ggααγγ-++=+++取12n 1ααα===…=,选好基准面,从已设置的各断面的测压管中读出pZ γ+值,测出通过管路的流量,即可计算出断面平均流速v 及22v gα,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。
1.自循环供水器2. 实验台3.调速器4.溢流板5.稳水孔板6.恒压水箱7.测压计8.滑动测量尺 9.测压管10.实验管道 11.测压点 12.毕托管 13.流量调节阀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?4、 调节阀13开度,待流量稳定后,测记各测压管液面读数,同时测记实验流量(毕托管供演示用,不必测记读数)。
5、 改变流量2次,重复上述测量。
其中一次阀门开度大到使19号测管液面接近标尺零点。
五、 实验成果及要求 1、记录有关常数均匀段1D = cm 缩管段2D = cm 扩管段3D = cm水箱液面高程0∇= cm 上管道轴线高程z ∇= cm表2.1 管径记录表注:(1)测点6、7所在断面内径为2D ,测点16、17为3D ,余均为1D 。
(2)标“*”者为毕托管测点(测点编号见图2.2)。
(3)测点2、3为直管均匀流段同一断面上的两个测压点,10、11为弯管非均匀流段同一断面上的两个测点。
2、记录各点液面高程。
3、测量(pZ γ+)并记入表2.2。
表2.2 测记(pZ γ+)数值表 {基准面选在标尺的零点上} 单位cm3、 计算流速水头和总水头4、 绘制上述成果中最大流量下的总水头线E-E 和测压管水头线P-P (轴线尺寸参见图2.2,总水头线和测压管水头线可以绘在图2.2上)。
提示:1.P-P 线依表2.2数据绘制,其中测点10、11、13数据不用;2.E-E 线依表2.3(2数据绘制,其中测点10、11数据不用; 3.在等直径管段E-E 与P-P 平行。
六、成果分析及讨论1.测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同?为什么?2.流量增加,测压管水头线有何变化?为什么?3.测点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题?4.试问避免喉管(测点7)处形成真空优哪几种技术措施?分析改变作用水头(如抬高或降低水箱的水位)对喉管压强的影响情况。
5.毕托管所显示的总水头线与实测制的水头线一般都略有差异,试分析其原因。
表2.3计算数值表 (1)流速水头(2) 总水头(22pv Z gαγ++) 单位:cm图2.2不可压缩流体恒定流动量定律实验一、 实验目的要求1. 验证不可压缩流体恒定流的动量方程;2. 通过对动量与流速、流量、出射角度、动量矩等因素间相关性的分析研讨,进一步掌握流体动力学的动量守恒定理;3. 了解活塞式动量定律实验仪原理、构造,进一步启发与培养创造性思维的能力。
二、 实验装置自循环供水装置1由离心式水泵和蓄水箱组合而成。
水泵的开启、流量大小的调节均由调速器3控制。
水流经供水管供给恒压水箱5,溢流水经回水管流回蓄水箱。
流经管嘴6的水流形成射流,冲击带活塞和翼片的抗冲平板9,并以与入射角成90°的方向离开抗冲平板。
抗冲平板在射流冲力和测压管8中的水压力作用下处于平衡状态。
活塞形心水深c h 可由测压管8测得,由此可求得射流的冲力,即动量力Fo 冲击后的弃水经集水箱7汇集后,再经上回水管10流出,最后经漏斗和下回水管流回蓄水箱。
为了自动调节测压管内的水位,以使带活塞的平板受力平衡并减小摩擦阻力对活塞的影响,本实验装置应用了自动控制的反馈原理和动摩擦减阻技术,其构造如下:带活塞和翼片的抗冲平板9和带活塞套的测压管8如图所示,该图是活塞退出活塞套时的分部件示意图。
活塞中心设有一细导水管a ,进口端位于平板中心,出口端伸出活塞头部,出口方向与轴向垂直。
在平板上设有翼片b 活塞套上设有窄槽c 。
工作时,在射流冲击力作用下,水流经导水管a 向测压管加水。
当射流冲击力大于测压管内水柱对活塞的压力时,活塞内移,窄槽c 关小,水流外溢减小,使测压管内水位升高,水压力增大。
反之,活塞外移,窄槽开大,水流外溢增多,测压管内水位降低,水压力减小。
在恒定射流冲击下,经短时段的自动调整,即可达到射流冲击力和水压力的平衡状态。
这时活塞处在半进半出、窄槽部分开启的位置上,过a 流进测压管的水量和过c 外溢的水量相等。
由于平板上设有翼片b ,在水流冲击下,平板带动活塞旋转,1.自循环供水器2.实验台3.可控硅无级调速器4.水位调节阀5.恒压水箱6.管嘴7.集水箱8.带活塞的测压管9.带活塞和翼片的抗冲平板10.上回水管因而克服了活塞在沿轴向滑移时的静摩擦力。
为验证本装置的灵敏度,只要在实验中的恒定流受力平衡状态下,人为地增减测压管中的液位高度,可发现即使改变量不足总液柱高度的±5‰(约0.5~1mm ),活塞在旋转下亦能有效地克服动摩擦力而作轴向位移,开大或减小窄槽c ,使过高的水位降低或过低的水位提高,恢复到原来的平衡状态。
这表明该装置的灵敏度高达0.5%,亦即活塞轴向动摩擦力不足总动量力的5‰。
三、 实验原理恒定总流动量方程为 2211()F Q v v ρββ=-因滑动摩擦阻力水平分力0.5%x x f F ∠,可忽略不计,故x 方向的动量方程化为211(0)4x c cx F p A h D Q v πγρβ=-=-=-即 21104x cQv h D πβργ-=式中: c h ——作用在活塞形心处的水深; D ——活塞的直径; Q ——射流流量; 1x v ——射流的速度; 1β——动量修正系数。
实验中,在平衡状态下,只要测得流量Q 和活塞形心水深c h ,由给定的管嘴直径d 活塞直径D ,代入上式,便可率定射流的动量修正系数1β值,并验证动量定律。
其中,测压管的标尺零点已固定在活塞的圆心处,因此液面标尺读数,即为作用在活塞圆心处的水深。
四、 实验方法与步骤1.准备 熟悉实验装置各部分名称、结构特征、作用性能,记录有关常数。
2.开启水泵 打开调速器开关,水泵启动2~3分钟后,关闭2~3秒钟,以利用回水排除离心式水泵内滞留的空气。
3.调整测压管位置 待恒压水箱满顶溢流后,松开测压管固定螺丝,调整方位,要求测压管垂直、螺丝对准十字中心,使活塞转动松快。
然后旋转螺丝固定好。
4.测读水位 标尺的零点已固定在活塞圆心的高程上。
当测压管内液面稳定后,记下测压管内液面的标尺读数,即c h 值。
5.测量流量 用体积法或重量法测流量时,每次时间要求20秒左右。
均需重复测三次再取平均值。
6.改变水头重复实验 逐次打开不同高度上的溢水孔盖,改变管嘴的作用水头。
调节调速器,使溢流量适中,待水头稳定后,按3-5步骤重复进行实验。
五、实验成果及要求 1.记录有关常数。
管嘴内径d = cm ,活塞直径D = cm 。
2.设计实验参数记录、计算表,并填入实测数据。
六、实验分析与讨论1.实测β(平均动量修正系数)与公认值(β=1.02~1.05)符合与否,如不符合,试分析原因。
2.带翼片的平板在射流作用下获得力矩,这对分析射流冲击无翼片的平板沿x 方向的动量方程有无影响?为什么?3.若通过细导水管的分流,其出流角度与2v 相同,对以上受力分析有无影响?4.滑动摩擦力x f 为什么可以忽略不计?试用实验来分析验证x f 的大小,记录观察结果。
(提示:平衡时,向测压管内加入或取出1mm 左右深的水量,观察活塞及液位的变化)。
雷诺实验一、 实验目的要求1. 观察层流、紊流的流态及其转换特征;2. 测定临界雷诺数,掌握圆管流态判别准则;3. 学习古典流体力学中应用无量纲参数进行实验研究的方法,并了解其实用意义。
二、 实验装置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。
三、 实验原理4Re ;vdQ KQ d νπυ===4K d πυ= 四、 实验方法与步骤 1、 测记本实验的有关常数。
2、 观察两种流态。
打开开关3使水箱充水至溢流水位,经稳定后,微微开启调节阀9,并注入颜色水于实验管内,使颜色水流成一条直线。
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转变到紊流的水力特征,待管中出现完全紊流后,在逐步管小调节阀,观察有紊流转变为层流的水力特征。
3、 测定下临界雷诺数。
(1)将调节阀打开,使管中呈完全紊流,再逐步关小调节阀使流量减小。
当流量调节到使颜色水在全管刚呈现出一稳定直线时,即为下临界状态; (2) 待管中出现临界状态时,测定流量;(3) 根据所测流量计算下临界雷诺数,并与公认值(2320)比较,偏离过大,需重测; (4) 重新打开调节阀,使其形成完全紊流,按照上述步骤重复测量不少于三次; (5) 同时用水箱中的温度计测记水温,从而求得水的运动粘度。
注意:a 、 每调节阀门一次,均需等待稳定几分钟;b 、 关小阀门过程中,只需渐小,不许开大;c 、 随出水流量减小,应适当调小开关(右旋),以减小溢流量引发的扰动。