西南石油大学 流体力学实验报告

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西南石油大学流体力学实验报告

西南石油大学流体力学实验报告

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P Z +— = ConSt y或::内:F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; P o 水箱中液面的表面压强;Y 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 S o 有下列关系:(1.2)据此可用仪器(不用另外尺)直接测得 S 。

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?0+邑)测压管水头指 1,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。

2. 当P B Vo 时,试根据记录数据,确定水箱内的真空区域。

吃cor(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(1.1),相应容器的真空区域包括以下三部分: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Y °。

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h。

,由式’宀^ 1 ;,从而求得Y °。

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⅛ = ----------dy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。

流体力学综合实训报告总结

流体力学综合实训报告总结

本次流体力学综合实训旨在通过实际操作和理论学习的结合,使我对流体力学的基本原理、基本方法及实验技能有更深入的理解和掌握。

通过实训,我能够提高自己的动手能力、实验技能和综合运用知识解决实际问题的能力。

二、实训内容1. 流体力学基本实验(1)流体流速分布测量实验通过实验,我学习了流速分布的测量方法,掌握了流速分布曲线的绘制技巧。

实验结果表明,流速分布曲线呈现出明显的抛物线形状,符合流体力学的基本理论。

(2)流量测量实验在流量测量实验中,我学习了流量计的使用方法,掌握了不同流量计的优缺点。

通过实验,我了解了流量测量在工程实践中的应用,提高了自己的实际操作能力。

(3)伯努利方程实验通过伯努利方程实验,我加深了对伯努利方程的理解,学会了如何运用伯努利方程解决实际问题。

实验结果表明,伯努利方程在流体力学中具有广泛的应用价值。

2. 流体力学综合实验(1)管道摩擦系数测定实验在管道摩擦系数测定实验中,我学习了管道摩擦系数的测量方法,掌握了不同管道的摩擦系数。

实验结果表明,管道摩擦系数与管道材料、粗糙度等因素有关。

(2)弯管流量测量实验弯管流量测量实验使我了解了弯管对流体流动的影响,学会了如何测量弯管流量。

实验结果表明,弯管流量与弯管角度、管道直径等因素有关。

(3)流体阻力实验流体阻力实验使我掌握了流体阻力系数的测量方法,了解了流体阻力系数与流体特性、管道形状等因素的关系。

实验结果表明,流体阻力系数在工程实践中具有重要的应用价值。

1. 实验技能提高通过本次实训,我掌握了流体力学基本实验和综合实验的操作方法,提高了自己的实验技能。

在实验过程中,我学会了如何使用实验仪器、如何观察实验现象、如何分析实验数据,为今后从事相关领域的工作奠定了基础。

2. 理论知识深化在实训过程中,我结合实验现象对流体力学的基本原理进行了深入思考,使我对流体力学的基本理论有了更深刻的理解。

同时,通过实验数据的分析,我对流体力学的基本方法有了更全面的掌握。

流体学综合实验报告

流体学综合实验报告

流体学综合实验报告1. 实验目的本实验通过流体力学实验的综合测试,旨在加深对流体学基本原理的理解,并实践流体力学实验的操作方法和数据分析技巧。

具体目标包括:1. 掌握流速测量的原理和方法;2. 学习压力测量的原理和方法;3. 熟悉状态方程的测量方法;4. 分析流体力学实验数据,得出相应结论。

2. 实验仪器与装置本次实验所使用的仪器与装置主要包括:1. 流量计:用于测量流体的流速;2. 压力计:用于测量流体的压力;3. 热敏电阻温度计:用于测量流体的温度;4. 试验台:用于固定仪器和装置。

3. 实验原理3.1 流速测量流速测量的原理基于流体通过管道的体积流量和截面积之间的关系。

通过测量单位时间内流体通过的体积,可以计算出流体的平均流速。

为了保证测量的准确性,实验中使用了流量计。

流量计根据不同的原理可分为多种类型,包括旋转式流量计、压差式流量计和超声波流量计等。

3.2 压力测量压力测量的原理基于流体对容器内壁面施加的压力与流体深度之间的关系。

通过测量所施加的压力,可以计算出流体的压强。

在实验中,为了方便测量压力,使用了压力计。

压力计主要分为摆盘式压力计和压电式压力计。

通过测量压力计的示数,可以间接地得到流体的压力。

3.3 状态方程的测量流体的状态方程描述了流体的温度、压力和体积之间的关系。

实验中,通过使用热敏电阻温度计测量流体的温度,结合压力计测得的压力和容器的体积,可以得到流体的状态方程。

4. 实验步骤与结果分析4.1 流速测量首先将流量计插入管道中,连接相关的测量仪器。

然后根据实验要求设置合适的流速,记录下每组数据,并计算平均流速。

根据实验数据,在相同的压力下,流速与管道截面积成正比例关系。

4.2 压力测量首先将压力计插入容器中,保证测量仪器的稳定性和准确性。

根据实验要求设置不同的压力值,记录下每组数据,并计算平均压力。

通过实验数据的分析,可以得出流体压力与深度成线性关系的结论。

4.3 状态方程的测量在一定的温度下,根据实验要求改变流体的压力和容器的体积,记录下每组测量数据。

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。

流体力学实验研究报告

流体力学实验研究报告

流体力学实验研究报告一、引言流体力学是研究流体运动规律的科学。

随着科学技术的不断发展,流体力学已经成为了众多工程学科中不可或缺的基础学科之一。

而开展流体力学实验研究,则是深入了解流体运动规律,探索流体力学领域新知识的重要手段。

本篇报告将介绍我们进行的一项流体力学实验研究,旨在探究流体的力学特性以及流体的运动规律。

二、实验目的本次实验的主要目的是通过实验手段来研究流体的力学特性,了解流体的运动规律,并通过实验数据验证流体力学理论。

三、实验装置和方法本次实验主要采用的装置为一台流体力学实验设备,其中包括流体介质、流体容器、测量仪器等。

实验过程中,我们首先准备好实验装置,确保设备的正常运行。

然后,将流体介质注入流体容器中,并通过控制阀门来调节流体的流量和速度。

同时,我们利用测量仪器对流体的不同参数进行测量,如流速、压力、温度等。

最后,根据测量数据进行数据分析和处理,得出实验结果。

四、实验结果与分析在实验过程中,我们对不同流速下的流体力学特性进行了测量和分析。

通过对测得的实验数据的处理,我们得出以下实验结果:1. 流体速度与压力的关系:我们测得在一定流速范围内,流体速度与压力呈现正相关的关系。

随着流速的增加,体积流速也随之增加,因此压力也随之增加。

2. 流体速度与流量的关系:实验结果表明,在流体速率恒定的情况下,流量与流速呈线性相关。

随着流速的增加,流量也相应增加。

3. 流体速度与摩擦力的关系:通过测量流体运动的摩擦力,我们发现流速与摩擦力呈正相关。

随着流速的增加,摩擦力也随之增大。

基于以上实验结果,我们得出以下结论:1. 流体的速度与压力、流量、摩擦力等参数之间存在着一定的关系,通过合理调节流体速度,可以实现对流体特性的控制。

2. 在一定范围内,流体速度与压力、流量、摩擦力等参数之间存在正相关的关系。

这一结论符合流体力学的基本理论。

五、实验总结与展望通过本次流体力学实验研究,我们对流体的力学特性有了更深入的认识。

流体力学实验实训总结报告

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。

流体力学实验报告总结与心得

流体力学实验报告总结与心得

流体力学实验报告总结与心得1. 实验目的本次流体力学实验的目的是通过实验方法,对流体的流动进行定性和定量分析,掌握基本的流体流动规律和实验操作技能。

2. 实验内容本次实验主要分为两个部分:流体静力学的实验和流体动力学的实验。

在流体静力学实验中,我们测定了液体的密度、浮力、压力与深度的关系,并验证了帕斯卡定律。

在流体动力学实验中,我们测量了流体在管道中的速度分布,获得了流速与压强变化的关系,并通过管道阻力的实验验证了达西定理。

3. 实验过程与结果在实验过程中,我们依次进行了密度的测量、液体的浮力测定、压力与深度关系的测定、流速分布的测量和管道阻力的实验。

通过各项实验得到的数据,我们进行了数据处理和分析,得出了相应的曲线和结论。

在密度的测量实验中,我们使用了称量器和容量瓶,通过测定液体的质量和体积,计算出了液体的密度。

在测量液体的浮力时,我们使用了弹簧测量装置,将液体浸入弹簧中,通过测量弹簧的伸长量计算出液体所受的浮力。

在压力与深度关系的测定实验中,我们使用了压力传感器和水桶,通过改变水桶的水深,测量压力传感器的输出信号,得出了压力与深度的关系曲线。

在流速分布的测量实验中,我们使用了流速仪和导管,将流速仪安装在导管中不同位置,通过读出流速仪的示数,绘制出流速与导管位置的关系曲线。

在管道阻力的实验中,我们通过改变导管的直径和流速,测量压力传感器的输入信号,计算出阻力与流速的关系。

4. 结论与讨论通过以上实验和数据处理,我们得出了以下结论:1. 密度的测量实验验证了液体的密度与质量和体积的关系,得到了各种液体的密度数值,并发现不同液体的密度差异较大。

2. 测量液体的浮力实验验证了浮力与液体所受重力的关系,进一步加深了我们对浮力的理解。

3. 压力与深度关系的测定实验验证了帕斯卡定律,即液体的压强与深度成正比,且与液体的密度无关。

4. 流速分布的测量实验揭示了流体在导管中的流动规律,得到了流速随着导管位置的变化而变化的曲线,为后续的流体动力学研究提供了基础。

流体力学实验报告

流体力学实验报告

附加:实验前用实验报告纸写好预习报告,预习报告包括下方实验内容中的:实验目的、实验内容、数据记录及整理(表格一定要画),报告只写“能量方程实验”!“雷诺实验”暂时不写能量方程实验一、实验目的1.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.掌握一种测量流体流速的方法。

二、实验内容1.测出能量方程实验管的四个断面四组测压管的液柱高度,并利用计量水箱和秒表测定流量。

2.根据测试数据和计算结果,绘出某一流量下的各种水头线,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。

三、实验设备综合实验台:由下水箱、水泵、阀、上水箱、有机玻璃管路、测压计、计量水箱等组成,如图1所示。

图1 综合实验台示意图四、实验步骤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,使上水箱快速注满水;全开能量方程实验管路的出水阀门,调节上水阀门,使上水箱的水位保持不变,并有少量溢出。

2.关闭能量方程实验管路的出水阀门,此时能量方程试验管的四个断面四组测压管的液柱应位于同一高度,此为起始总水头,记入数据表中。

3.调节能量方程实验管路的出水阀门至某一开度(工况1),测定能量方程试验管的四个断面四组测压管的液柱高度,并利用秒表和计量水箱测定流量,记入数据表中。

4.改变能量方程实验管路的出水阀门的开度(工况2),测定能量方程试验管的四个断面四组测压管的液柱高度,并利用秒表和计量水箱测定流量,记入数据表中。

5.整理实验数据。

五、注意事项数据测定必须待流体流动稳定时方可读数。

六、数据记录及整理1.实验数据记录计量水箱底面积A(cm2):表1 流量测定数据记录及整理表2.实验数据整理 (1) 体积流量:()tAh h Q 12-=m 3/s注意:式中h 1、h 2的单位为m ,A 的单位为m 2,t 的单位为s 。

(2) 速度水头h ∆=总压水头-测压管水头能量损失=前后断面总压水头之差(3) 平均流速:24dQU π= m/s轴心流速:h g V ∆=2 m/s注意:式中Q 的单位为m 3/s ,d 的单位为m ,h ∆的单位为m 。

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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。

2.当P B<0时,试根据记录数据,确定水箱内的真空区域。

,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γ0。

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。

另外,当水质不洁时,减小,毛细高度亦较净水小;当采用有机玻璃作测压管时,浸润角较大,其h较普通玻璃管小。

如果用同一根测压管测量液体相对压差值,则毛细现象无任何影响。

因为测量高、低压强时均有毛细现象,但在计算压差时,互相抵消了。

5.过C点作一水平面,相对管1、2、5及水箱中液体而言,这个水平面是不是等压面?哪一部分液体是同一等压面?不全是等压面,它仅相对管1、2及水箱中的液体而言,这个水平面才是等压面。

因为只有全部具备下列5个条件的平面才是等压面:(1)重力液体;(2)静止;(3)连通;(4)连通介质为同一均质液体;(5)同一水平面。

而管5与水箱之间不符合条件(4),因此,相对管5和水箱中的液体而言,该水平面不是等压面。

6.用图1.1装置能演示变液位下的恒定流实验吗?关闭各通气阀门,开启底阀,放水片刻,可看到有空气由c进入水箱。

这时阀门的出流就是变液位下的恒定流。

因为由观察可知,测压管1的液面始终与c点同高,表明作用于底阀上的总水头不变,故为恒定流动。

这是由于液位的降低与空气补充使箱体表面真空度的减小处于平衡状态。

医学上的点滴注射就是此原理应用的一例,医学上称之为马利奥特容器的变液位下恒定流。

7.该仪器在加气增压后,水箱液面将下降而测压管液面将升高H,实验时,若以P0=0时的水箱液面作为测量基准,试分析加气增压后,实际压强(H+δ)与视在压强H 的相对误差值。

本仪器测压管内径为0.8cm,箱体内径为20cm。

加压后,水箱液面比基准面下降了,而同时测压管1、2的液面各比基准面升高了H,由水量平衡原理有则本实验仪d=0.8cm, D=20cm,故H=0.0032于是相对误差有因而可略去不计。

其实,对单根测压管的容器若有D/d10或对两根测压管的容器D/d7时,便可使0.01。

实验二不可压缩流体恒定流能量方程(伯诺利方程)实验实验原理在实验管路中沿管内水流方向取n个过断面。

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)取a1=a2=…an=1,选好基准面,从已设置的各断面的测压管中读出值,测出通过管路的流量,即可计算出断面平均流速v及,从而即可得到各断面测管水头和总水头。

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?测压管水头线(P-P)沿程可升可降,线坡J P可正可负。

而总水头线(E-E)沿程只降不升,线坡J恒为正,即J>0。

这是因为水在流动过程中,依据一定边界条件,动能和势能可相互转换。

测点5至测点7,管收缩,部分势能转换成动能,测压管水头线降低,Jp>0。

测点7至测点9,管渐扩,部分动能又转换成势能,测压管水头线升高,J P<0。

而据能量方程E1=E2+h w1-2, h w1-2为损失能量,是不可逆的,即恒有h w1-2>0,故E2恒小于E1,(E-E)线不可能回升。

(E-E) 线下降的坡度越大,即J越大,表明单位流程上的水头损失越大,如图2.3的渐扩段和阀门等处,表明有较大的局部水头损失存在。

2.流量增加,测压管水头线有何变化?为什么?有如下二个变化:(1)流量增加,测压管水头线(P-P)总降落趋势更显著。

这是因为测压管水头,任一断面起始时的总水头E及管道过流断面面积A为定值时,Q增大,就增大,则必减小。

而且随流量的增加阻力损失亦增大,管道任一过水断面上的总水头E相应减小,故的减小更加显著。

(2)测压管水头线(P-P)的起落变化更为显著。

因为对于两个不同直径的相应过水断面有式中为两个断面之间的损失系数。

管中水流为紊流时,接近于常数,又管道断面为定值,故Q增大,H亦增大,(P-P)线的起落变化就更为显著。

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?测点2、3位于均匀流断面(图2.2),测点高差0.7cm,H P=均为37.1cm(偶有毛细影响相差0.1mm),表明均匀流同断面上,其动水压强按静水压强规律分布。

测点10、11在弯管的急变流断面上,测压管水头差为7.3cm,表明急变流断面上离心惯性力对测压管水头影响很大。

由于能量方程推导时的限制条件之一是“质量力只有重力”,而在急变流断面上其质量力,除重力外,尚有离心惯性力,故急变流断面不能选作能量方程的计算断面。

在绘制总水头线时,测点10、11应舍弃。

4.试问避免喉管(测点7)处形成真空有哪几种技术措施?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。

下述几点措施有利于避免喉管(测点7)处真空的形成:(1)减小流量,(2)增大喉管管径,(3)降低相应管线的安装高程,(4)改变水箱中的液位高度。

显然(1)、(2)、(3)都有利于阻止喉管真空的出现,尤其(3)更具有工程实用意义。

因为若管系落差不变,单单降低管线位置往往就可完全避免真空。

例如可在水箱出口接一下垂90弯管,后接水平段,将喉管的高程降至基准高程0—0,比位能降至零,比压能p/γ得以增大(Z),从而可能避免点7处的真空。

至于措施(4)其增压效果是有条件的,现分析如下:当作用水头增大h时,测点7断面上值可用能量方程求得。

取基准面及计算断面1、2、3,计算点选在管轴线上(以下水柱单位均为cm)。

于是由断面1、2的能量方程(取a2=a3=1)有(1)因h w1-2可表示成此处c1.2是管段1-2总水头损失系数,式中e、s分别为进口和渐缩局部损失系数。

又由连续性方程有故式(1)可变为(2)式中可由断面1、3能量方程求得,即(3)由此得(4)代入式( 2)有(Z2+P2/γ)随h递增还是递减,可由(Z2+P2/γ)加以判别。

因(5)若1-[(d3/d2)4+c1.2]/(1+c1.3)>0,则断面2上的(Z+p/γ) 随h同步递增。

反之,则递减。

文丘里实验为递减情况,可供空化管设计参考。

在实验报告解答中,d3/d2=1.37/1,Z1=50,Z3=-10,而当h=0时,实验的(Z2+P2/γ)=6,,将各值代入式(2)、(3),可得该管道阻力系数分别为c1.2=1.5,c1.3=5.37。

再将其代入式(5)得表明本实验管道喉管的测压管水头随水箱水位同步升高。

但因(Z2+P2/γ)接近于零,故水箱水位的升高对提高喉管的压强(减小负压)效果不显著。

变水头实验可证明该结论正确。

5.由毕托管测量显示的总水头线与实测绘制的总水头线一般都有差异,试分析其原因。

与毕托管相连通的测压管有1、6、8、12、14、16和18管,称总压管。

总压管液面的连续即为毕托管测量显示的总水头线,其中包含点流速水头。

而实际测绘的总水头是以实测的值加断面平均流速水头v2/2g绘制的。

据经验资料,对于园管紊流,只有在离管壁约0.12d的位置,其点流速方能代表该断面的平均流速。

由于本实验毕托管的探头通常布设在管轴附近,其点流速水头大于断面平均流速水头,所以由毕托管测量显示的总水头线,一般比实际测绘的总水线偏高。

因此,本实验由1、6、8、12、14、16和18管所显示的总水头线一般仅供定性分析与讨论,只有按实验原理与方法测绘总水头线才更准确。

实验三不可压缩流体恒定流动量定律实验实验原理恒定总流动量方程为取脱离体,因滑动摩擦阻力水平分离,可忽略不计,故x方向的动量方程化为即式中:h c——作用在活塞形心处的水深;D——活塞的直径;Q——射流流量;V1x——射流的速度;β1——动量修正系数。

实验中,在平衡状态下,只要测得Q流量和活塞形心水深h c,由给定的管嘴直径d 和活塞直径D,代入上式,便可验证动量方程,并率定射流的动量修正系数β1值。

其中,测压管的标尺零点已固定在活塞的园心处,因此液面标尺读数,即为作用在活塞园心处的水深。

实验分析与讨论1、实测β与公认值(β=1.02~1.05)符合与否?如不符合,试分析原因。

实测β=1.035与公认值符合良好。

(如不符合,其最大可能原因之一是翼轮不转所致。

为排除此故障,可用4B铅笔芯涂抹活塞及活塞套表面。

)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方向的动量力有无影响?为什么?无影响。

因带翼片的平板垂直于x轴,作用在轴心上的力矩T,是由射流冲击平板是,沿yz平面通过翼片造成动量矩的差所致。

即式中Q——射流的流量;V yz1——入流速度在yz平面上的分速;V yz2——出流速度在yz平面上的分速;α1——入流速度与圆周切线方向的夹角,接近90°;α2——出流速度与圆周切线方向的夹角;r1,2——分别为内、外圆半径。

该式表明力矩T恒与x方向垂直,动量矩仅与yz平面上的流速分量有关。

也就是说平板上附加翼片后,尽管在射流作用下可获得力矩,但并不会产生x方向的附加力,也不会影响x方向的流速分量。

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