流体力学实验
流体力学实验报告(全)
工程流体力学实验报告实验一流体静力学实验实验原理在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程或(1.1)式中：z被测点在基准面的相对位置高度；p被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同；p0水箱中液面的表面压强；γ液体容重；h被测点的液体深度。
另对装有水油（图1.2及图1.3）U型测管，应用等压面可得油的比重S0有下列关系：(1.2)据此可用仪器（不用另外尺）直接测得S0。
实验分析与讨论1.同一静止液体内的测管水头线是根什么线？测压管水头指，即静水力学实验仪显示的测管液面至基准面的垂直高度。
测压管水头线指测压管液面的连线。
实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。
<0时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。
2.当PB，相应容器的真空区域包括以下三部分：(1)过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。
(2)同理，过箱顶小水杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区域。
(3)在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区。
这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。
3.若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定γ最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度h和h0，由式，从而求得γ0。
4.如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算式中，为表面张力系数；为液体的容量；d为测压管的内径；h为毛细升高。
常温(t=20℃)的水，=7.28dyn/mm，=0.98dyn/mm。
水与玻璃的浸润角很小，可认为cosθ=1.0。
于是有(h、d单位为mm)一般来说，当玻璃测压管的内径大于10mm时，毛细影响可略而不计。
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。
流体力学实验
流体力学实验流体力学是研究流体运动规律以及与固体的相互作用的学科，是力学的一个重要分支。
为了更好地理解和应用流体力学理论，进行流体力学实验是必不可少的。
本文将介绍流体力学实验的基本内容、实验室设备和实验方法，以及进行实验时需要注意的事项。
一、实验内容流体力学实验内容丰富多样，既包括基础的实验，也包括高级的研究性实验。
在基础实验中，可以研究流体的压力、速度、黏性、流量等基本性质，并探索流体在不同条件下的变化规律。
在研究性实验中，可以考察流体的层流、湍流、边界层以及流动稳定性等问题，进一步深入了解流体力学的复杂现象。
二、实验室设备进行流体力学实验需要较为复杂的设备，包括流体实验台、流量计、压力计、速度计、水槽等。
其中，流体实验台是实验的主要设备，可以提供不同流体条件下的实验环境，用于控制流体的流速、压力和波动等参数。
流量计、压力计和速度计则用于测量流体的流量、压力和速度等物理量。
水槽则用于容纳流体，模拟流体力学实验中的场景。
三、实验方法进行流体力学实验时，需要依照一定的实验方法进行操作。
首先，确定实验的目的和预期结果，并设计好实验方案。
其次，准备好实验所需的设备和实验材料，并对实验环境进行准备。
然后，按照实验方案进行实验操作，记录实验数据并进行分析。
最后，根据实验结果进行结论和总结。
在实验过程中，还需要注意以下几点：1. 实验操作要准确细致，确保实验数据的准确性和可靠性。
2. 实验前要对实验设备进行检查和校准，确保设备和仪器的正常工作。
3. 定期对实验设备进行维护和保养，保证设备的稳定性和长期可用性。
4. 实验时要注意人身安全，遵守实验室安全操作规程，佩戴好安全装备。
5. 在实验结束后，及时清洁实验设备和实验现场，保持实验环境的整洁和卫生。
四、实验应用流体力学实验在学术研究和工程应用中具有广泛的应用价值。
通过实验可以验证流体力学理论模型的准确性，促进流体力学理论的发展。
同时，流体力学实验可以为工程设计和实际应用提供科学依据，帮助改善工程结构的流体性能，提高工程的安全性和可靠性。
流体力学实验
2.2 伯努利方程实验一、实验目的（一）观察能量转换情况，对实验出现的现象加以分析，加深对伯努利方程的理解；（二）掌握一种测量流量流体速度的原理。
二、实验原理粘流伯努利方程w h gvg p z g v g p z +++=++222222221111αραρ 测速原理h g u ∆=2三、准备工作开启水泵注满水，调节上水阀门使水箱水位始终保持不变，并有少量溢流。
四、实验条件以管径轴心位置最低处为基准面。
五、实验步骤（一）理解伯努利方程 调节出水阀门至一定开度，测定能量方程实验管的四个断面四组测压管的液柱高度，并用计量水箱（尺）和秒表测流量；改变阀门开度，重复上述方法进行测试，将数据记入表1。
（二）测速：能量方程实验管上的四组测压管上四组测压管的任一组都相当于一个皮托管，可测得瞬时流速（轴心处）。
进行能量方程实验的同时，就可以测定各点的轴心流速和平均流速，结果计入表2。
六、实验记录七、计算公式及其计算过程八、思考题1.启动水泵，先不开阀门，在水桶中有溢流时，4个测压管的液面读数为什么是相同的？2.为什么水流可以从压力小处向压力大处流动？2.3 沿程阻力系数的测定实验一、实验目的（一）验证沿程水头损失与平均流速的关系； （二）测定不同管径的管段的沿程阻力系数。
二、实验原理两测点间列伯努利方程：h gp g p h f ∆=-=ρρ21 根据管沿程水头损失计算公式：g v d l h f 22λ= 得 2/2lv gdh f =λ三、准备工作各阀门关闭，开启水泵，排放导压管中的空气，测量管内水的温度。
四、实验步骤1、开启粗管调节阀门，测量测压管水头差；2、用体积法测量粗管水的流量，并计算出平均流速；3、根据达西公式计算粗管沿程阻力系数；4、改变流量，再作两组粗管数据；5、依照上述相同操作步骤测量细管沿程阻力系数。
五、实验记录五、计算公式及其计算过程六、实验结果讨论1、根据尼古拉兹实验论述沿程阻力系数的影响因素；2、比较相同管径时沿程阻力系数的异同，说明原因；3、比较不同管径时沿程阻力系数的异同，说明原因。
流体力学实验 (2)
流体力学实验
流体力学实验是研究流体运动、流体性质和流体力学现象的实验方法和实验技术。
在流体力学实验中，通常会使用各种仪器设备和测量装置来观测、记录和分析流体的运动状态、流速、压力、温度等重要参数。
流体力学实验的目的可以是验证理论模型、研究流体流动的规律、探究流体与固体的相互作用等。
以下是一些常见的流体力学实验：
1. 流体的静力学实验：通过测量流体中的压力分布，来研究流体静力学的规律，常用的实验方法有水压实验和气压实验。
2. 流体的动力学实验：研究流体运动的规律，常见的实验包括流体的流速测量、流体的流线观测、流体的密度测量等。
3. 流体的粘性实验：用来研究流体粘性特性的实验方法，通常会测量流体的粘度和黏滞阻力。
4. 流体与固体相互作用的实验：研究流体在固体表面上的附着和流动的实验，如流体在管道中的摩擦阻力实验、流体在物体表面的湿润实验等。
5. 流体流动模拟实验：通过模拟实验方法来研究流体流动的现象和规律，常见的方法有模型试验和数值模拟。
流体力学实验通常需要使用精密的仪器设备和仔细的实验操作，以确保实验结果的准确性和可靠性。
实验结果可以为理论研究提供验证和支持，也可以为工程应用提供参考和指导。
《流体力学实验》课件
流体：具有流动性的物质，包括液体和气体 流体特性：流动性、压缩性、热传导性、表面张力等 流体分类：牛顿流体和非牛顿流体 流体力学：研究流体运动规律和流体与固体相互作用的学科
流体静力学基本概念：研究流体在静止状态下的力学性质 流体静压力：流体在静止状态下的压力 流体静压力分布：流体在静止状态下的压力分布规律 流体静压力与流体深度的关系：流体静压力随流体深度的增加而增加
误差控制措施：提 高测量精度、优化 实验设计、减少系 统误差等
误差分析结果：误 差大小、误差分布、 误差影响因素等
实验结果：流体力学实验的结果分析 应用领域：流体力学在工程、科学、技术等领域的应用 展望未来：流体力学的发展趋势和前景 结论：流体力学实验结果的意义和价值
实验前，确保所有设备、仪器和材料都处于良好状态 实验过程中，遵守操作规程，避免操作失误 实验结束后，及时清理实验现场，确保无安全隐患 实验过程中，注意环保，避免污染环境
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汇报人：
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流体力学实验是工程学科的重要课程之一 实验内容涵盖了流体力学的基本原理和实践操作 实验目的是培养学生对流体力学的理解和应用能力 实验课件可以帮助学生更好地理解和掌握实验内容
演示流体力学实验的操作步 骤和注意事项
介绍流体力学的基本概念和 原理
帮助学生理解和掌握流体力 学实验的方法和技巧
实验改进建议：增加实验步骤的详细说明，完善实验数据记录，明确实验结论，提高实验的可操作性和准确性。
流体力学实验技术的发展趋势
实验方法的创新与改进
添加标题
添加标题
实验设备的更新与升级
添加标题
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实验结果的应用与推广
汇报人：
流体力学的实验方法
流体力学的实验方法一、概述流体力学是研究流体运动规律和性质的学科，其实验方法是验证理论模型和解决实际问题的重要手段。
本文将介绍流体力学实验方法的基本原理和常用实验技术，帮助读者了解流体力学实验的过程和意义。
二、实验设计1. 实验目的明确实验的目标和取得实验数据所要解决的问题。
例如，研究某一流体的流动特性、测量流体的黏度或探究某一流体力学定律的实验验证等。
2. 实验装置根据实验目的确定实验装置的类型和构造。
如需要测量流体的流速分布，可以采用管道流量计、风洞或水槽等装置。
3. 流体介质选择合适的流体介质进行实验，保证其性质符合实验要求。
常用的流体介质有空气、水和特定液体等。
4. 实验参数确定实验中需要测量和控制的参数，如流速、温度、压力等。
精确地控制和测量这些参数对实验结果的准确性至关重要。
三、实验技术1. 测量技术根据实验的要求，选择合适的测量技术。
如通过流速计、压力计、温度计等仪器进行测量，获取流体力学参数的数值。
2. 数据处理对实验获得的数据进行分析和处理，以得出实验结果。
可以采用图表、统计学方法等对实验数据进行可视化和定量化分析。
3. 实验控制技术通过控制实验装置和参数，确保实验过程的稳定性和准确性。
如调节流量计、控制恒温器等，以保持实验环境的一致性。
四、常用实验方法1. 流速测量方法常用的流速测量方法包括浮子流量计、转子流量计、热线/薄膜安培计等。
通过测量流体通过某一截面的体积或质量来计算流速。
2. 压力测量方法常见的压力测量方法有压力传感器、毛细管压力计等。
通过测量流体静压或动压来获取压力值。
3. 流动模式观察方法利用可见材料或透明模型观察流体的流动模式，如涡流、层流和湍流等。
可以通过摄像机或红色示踪线等手段进行记录和分析。
4. 黏度测量方法常用的黏度测量方法有旋转油膜黏度计、毛细管黏度计等。
通过测量流体在不同条件下流动的阻力来计算黏度值。
五、实验安全与注意事项1. 实验室安全在进行流体力学实验时，必须注意实验室安全，正确使用实验设备和仪器，遵循实验室规章制度，确保人身安全和设备完好。
流体力学中的流体流动实验
流体力学中的流体流动实验流体力学是研究流体力学基本规律和流动现象的一门学科，而流体流动实验则是流体力学研究的重要手段之一。
通过实验，可以观察和记录流体在不同条件下的流动行为，验证流动方程和理论模型的可靠性，从而深入理解流体的运动规律。
本文将介绍流体力学中的流体流动实验的基本原理、实验装置以及实验方法。
一、流体流动实验的基本原理在流体力学中，流体流动实验的基本原理是根据质量守恒定律和动量守恒定律进行实验设计和数据分析。
根据质量守恒定律，流经给定截面的质量流率与入口和出口流速之积相等。
动量守恒定律则建立了流体运动方程，描述了流体在不同流动条件下的运动状态。
二、流体流动实验的实验装置为了研究流体力学中的各种流动现象，需要准备相应的实验装置。
常见的流体流动实验装置包括流体管道、流动模型、雷诺管道等。
流体管道是最常见的流体流动实验装置之一，其基本结构包括进口、出口和流体流通的管道。
通过改变流体的进口条件、管道的形状和尺寸等，可以研究流体在不同流动条件下的流动特性。
流动模型是模拟真实流动情况的物理模型，常用于研究复杂的流动现象和流体力学中的问题。
流动模型可以通过缩小尺寸或者使用可替代材料来简化实验过程，从而提高实验的可行性和可观察性。
雷诺管道是一种用于测量流体流速和观察流动形态的实验装置。
雷诺管道一般由一段直管和一个扩张段构成，通过在流体流动过程中增加扩张段，可以减小流速并形成湍流，方便观察和研究流体的流动特性。
三、流体流动实验的实验方法1. 流量测量方法：流量是流体流动实验中最基本的参数之一。
常用的流量测量方法有容积法、质量法、速度法等。
容积法通过测量流体通过给定截面的体积来计算流量；质量法通过测量单位时间内流体通过给定截面的质量来计算流量；速度法通过测量流体流速和截面积来计算流量。
2. 流速测量方法：流速是流体流动实验中另一个重要的参数。
常用的流速测量方法有直接法、间接法和动态法等。
直接法通过直接测量流体流速来得到流速值；间接法通过测量与流速相关的物理量，如压力和涡旋等来计算流速；动态法是一种通过观察流体流动状态的方法来判断流速的快慢。
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局部水头损失实验
一．实验目的和要求
1. 掌握三点法、四点法测量局部水头损失与局部阻力系数的技能。
，并将突扩管的实测值与理论值比较，将突缩管的实验值与经验值比较。
2. 通过阀门局部阻力因素测量的设计性实验，学习二点法测量局部阻力因素的方法。
二．实验原理
1.由于流动边界急剧变化所产生的阻力称局部阻力，克服局部阻力引起的水头损失称局部水头损失。
2.从内部机理上，局部阻力或是由于边界面积大小变化引起的边界层分离现象产生 ，或是流动方向改变时形成的螺旋流动造成，或者两者都存在造成的局部阻力因此，很难能用一个公式表示。
通常 ，局部水头损失用局部阻力系数ξ和流速水头的乘积表示，即
g v h f 22
ξ
=
绝大多数的局部阻力系数ξ只能通过实验测定，不同的边界开关局部阻力系数ξ不同，只有少数局部阻力系数可以用理论分析得出。
如突然扩大的局部水头损失与阻力系数：g v v h f 2)(2
21-=
或
g v
g v A A h f 22)1(2
2
222212ξ=-= 或
g v g v A A h f 22)1(2
1
12
1221ξ=-=
对于突然缩小的局部阻力系数为：
)1(5.012
A A -
=ξ
三、实验内容与方法
1、测量突然扩大局部水头损失与突然缩小局部水头损失，并测定相应的局部水头损失因数。
参照实验基本操作方法，在恒定流条件下改变流量2-3次，其中一次为最大流量，待流量稳定后，测记各测压管液面读数，同时侧记实验流量。
2、 设计性实验：利用实验装置，设计某开度下阀门的局部阻力因数的测量实验。
要求：用二点法测量，设计实验装置改造简图，制定实验方案，并结合CAI 软件（已随仪器配置），进行计算机仿真实验。
四．实验步骤
1)熟悉实验仪器，记录有关参数，并写入实验记录表格。
2)打开电源供水，待水箱溢流恒定后全开流量调节阀，排除实验管道内气体管道内气体排
净后关闭流量调节阀，检查测压管液面是否齐平。
3)全开流量调节阀，待流量稳定后，采用时间体积法测算流量，并计算通过各管段的流速，
同时读取测压管液面高度。
4)调节流量调节阀开度，逐级放大流量，重复步骤3,测试5组流量，记录数据到计算表
中。
关闭流量调节阀，再次检查测压管液面是否齐平。
若未齐平，则需重新实验。
齐平后关闭电源，将仪器恢复到实验前状态。
五．实验数据处理
实验管直径：d1=D1=1.03*10^-2m d2=d3=d4=D2=1.93*10^-2m d5=d6=D3=1.01*10^-2m
实验管长度：L1-2= 12*10^-2；L2-3= 24*10^-2m；L3-4=12*10^-2m；L4-b=6*10^-2m；
Lb-5=6*10^-2m；L5-6=6*10^-2m
实验数据计算表
六．思考题
为什么本实验中压差计的水柱差就是沿程水头损失？如实验管道安装成倾斜，是否影响实验结果？
在管道中的，水头损失直接反应于水头压力。
测力水头两端压差就等于水头损失。
如果管道
倾斜安装，不影响实验结果。
但压差计应垂直，如果在特殊情况下无法垂直，可乘以倾斜角
度转化值。
文丘里综合型实验
一．实验目的和要求
1、了解文丘里流量计的构造、原理和适用条件，率定流量因素μ。
2、掌握应用气—水多管压差计量测压的方法
3、通过确定文丘里流量计最大允许过流量的设计性实验，体验理论分析和实验相结合的
研究过程。
二．实验原理
根据能量方程式和连续性方程式，可得不计阻力作用时的文氏管过水能力关系式
式中：Δh为两断面测压管水头差。
由于阻力的存在，实际通过的流量Q恒小于Q’。
今引入一无量纲系数µ=Q/Q’（μ称为流
量系数），对计算所得的流量值进行修正。
即
另，由水静力学基本方程可得气—水多管压差计的Δh为
三、实验方法与步骤
(1)排气方法
多管压差计12及其连接管的排气：水箱溢满状态下，开关调节阀14数次，在开关交替时，停顿操作片刻，滞留水体中的空气即通过实验管道排除，排气后测压管液面滑尺读数h1-h2=h3-h4为0，h的下标为测压管的序号。
压差传感器9及其两连接管的排气。
（2）调节多管压差计
全开调节阀14检查各测压管液面是否处于滑尺读数范围内？否则，按下列步骤调节：1、关阀14，拧开气阀11，待各测压管中液位稳定后，将清水注入压差计12中编号2、3的测管内；2、拧紧气阀11，全开调节阀14，若压差计2中编号为1、3的测压管液面上升过高，可微微松开相应的气阀11。
（3）调节压差电测仪
关闭阀门14的情况下，文丘里流量计中充满水但流速为零。
此时，测点1和2压差应为零，电测仪读值也应为零；若不为零，可旋转电测仪面板上的调零旋钮，使读值为零。
（4）测压管水头差h测量
1、读取气—水多管压差计12各测压管的液面读数，。
2、直接读取压差电测仪8的读数值。
（5）真空度测量
实验时，将电测仪传感器低压端用连通管连接于文丘里流量计后颈处，电测仪传感器高压端（即红色点）端接通大气，并调整传感器放置高度，使高压端口与文丘里流量计后颈处的测点齐平。
此时，即可测量测点的真空度。
（6）流量测量
实验流量用调节阀14调节，用称重法测量。
四．实验注意事项
○1流量计要与管道同心
○2垫片要与管道同心，不能凸出于管道中
○3两根导压管的最高端的高度要一致
○4要有取压的根部阀（截止阀）
○5防冻
○6气体的导压管应向上引出，液体的应向下引出。
五．实验数据处理
1.记录有关信息及实验常数
实验设备名称：文透利实验仪d1=1.40*10^-2m d2=0.698*10^-2m 水温T=12.8℃
2.实验数据记录及计算结果
计算表
六．思考题
1文丘里流量计有何安装要求和适用条件？
○1流量计要与管道同心○2垫片要与管道同心，不能凸出于管道中○3两根导压管的最高端的高度要一致○4要有取压的根部阀（截止阀）○5防冻○6气体的导压管应向上引出，液体的应向下引出。
2为什么计算流量与实际流量不相等？
因为计算流量Q ’是在不考虑水头损失情况下，即按理想液体推导的，而实际流体 存在粘性必引起阻力损失，从而减小过流能力，Q<Q ’，即μ<1.0。
3本试验中，影响文丘里管流量系数大小的因素有那些？哪些因素最为敏感？
可从h g d d Q ∆-=--24
4
142π
μ着手分析。
由式
可见本实验（水为流体）的μ值大小与Q 、d 1、d 2、Δh 有关。
其中d 1、d 2 影响最敏感。
4对一个具体的文丘里管最大作用水头可为多大？可从文丘里管喉 颈处容易产生真空，允许最大真空值为6－7mH 2O 着手分析。
本实验若d1= 1. 4cm，d2= 0. 71cm，以管轴线高程为基准面，以水箱液面和喉道断面分别为1—1和2—2计算断面，立能量方程得
则
> 0
<－52.22cmH2O
即实验中最大流量时，文丘里管喉颈处真空度，而由本实验实测为60.5cmH2O。
进一步分析可知，若水箱水位高于管轴线4m左右时，实验中文丘
里喉颈处的真空度可达7mH2O。