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

实验一 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,建立层流、湍流的感性认识。
2.验证圆形直管内流动型态与雷诺数的关系。
二、基本原理流体有两种不同形态即滞流(层流)和湍流(紊流)。
流体作滞流流动时,其质点作平行于管轴的直线运动,滞流时流体质点在沿管轴流动的同时,还作着杂乱无章的随机运动。
雷诺准数是判断流动型态的准数,若流体在圆管内流动.则雷诺准数可用下式表示: μρdu R e =式中d ——管子内径(㎜);u ——流速(m /s); ρ ——流体密度(kg /m 3) μ ——流体粘度(Pa •S)一般认为:e R <2000时,流动形态为滞流。
e R >4000时,流动形态为湍流。
e R 数在两者之间有时为滞流,有时为湍流,和环境有关。
对于一定温度的流体,在特定的圆管内流动,雷诺准数仅与流速有关,本实验是改变水在管内的速度,观察在不同雷诺数下流体流型的变化。
水箱(有机玻璃实验管:5.230⨯Φmm L=1200㎜转子流量计:型号LZB-25 量程100-1000 1/H型号LZB-1O 量程10-100 1/H四、实验步骤1.水通过进水阀,充满1/2水箱时,加入墨水再充水。
开启出水阀,排除管路系统中的空气。
2.为了保持水位恒定和避免波动,水由进口管先流入进水槽后由小孔流入水箱,其中多余的水经溢流口泄入下水道中。
3.测定水温(普通温度计)4.将示踪剂(红墨水也可)加入贮瓶内。
5.实验操作时,先启开流量计少许,调节针型阀,控制着色水的注入速度。
6.逐渐增加调节阀开度,观察着色水流的变化。
五、数据记录年月日水温实验二 伯努利方程一、实验目的1.通过本实验,加深对能量互相转化概念的理解。
2.观察流体流经收缩、扩大管段时,各截面上静压头之变化。
二、实验原理不可压缩的流体在导管中作稳态流动,由于导管截面的改变致使各截面上的流速不同。
而引起相应的静压头之变化,其关系可由流动过程中能量衡算式描述,即:∑+++=++hf PP u g Z P P u g Z 2222121122对于水平玻璃导管,阻力很小可以忽略时则上式变为:PP u P P u 22212122+=+ 因此,由于导管截面发生变化引起流速的变化,致使部分静压头转化成动压头,它的变化可由各玻璃管水柱高度指示出来。
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。
流体力学动量定理实验报告

流体力学动量定理实验报告流体力学是研究流体运动规律的一门学科,其中动量定理是流体力学中的重要定律之一。
本实验旨在通过实际操作验证流体力学动量定理,并深入理解其物理意义和应用。
一、实验目的1. 验证流体力学动量定理的实际有效性;2. 理解动量定理的物理意义和应用;3. 探究不同流体条件下动量定理的适用性。
二、实验原理根据动量定理,当一个物体受到外力作用时,其动量的变化率等于作用在物体上的合外力。
对于流体,其动量定理可以表述为:流体的动量的变化率等于作用在流体上的合外力和压力力之和。
三、实验器材和药品1. 实验装置:流体力学实验装置、流量计、压力计等;2. 实验介质:水。
四、实验步骤1. 将流体力学实验装置连接好,保证流体可以顺利流动;2. 打开水源,调节流量计的流量,保持恒定;3. 使用压力计测量不同位置的压力值,并记录;4. 分别改变流动介质的流速和流量,再次测量压力值并记录;5. 根据实验数据,计算流体的动量变化率并进行比较分析。
五、实验结果与分析通过实验测量得到的压力值和流速数据,可以计算出流体的动量变化率。
根据动量定理,动量的变化率应该等于作用在流体上的合外力和压力力之和。
通过对不同流速和流量下的实验数据进行比较分析,可以得出以下结论:1. 随着流速的增加,流体的动量变化率也增加,说明流体受到的合外力也增大;2. 当流速恒定时,流量的增加会导致动量变化率的增加,说明流体受到的压力力也增大;3. 实验结果与动量定理的预期结果相符,验证了动量定理在流体力学中的适用性。
六、实验总结与思考通过本次实验,我们深入理解了流体力学动量定理的物理意义和应用。
实验结果表明,动量定理在流体力学中具有实际有效性,并能够用于解释和预测流体运动过程中的各种现象。
同时,实验过程中还发现了流速和流量对流体动量变化率的影响,这为进一步研究流体力学提供了新的思路和方向。
通过本次实验我们验证了流体力学动量定理的实际有效性,并深入理解了其物理意义和应用。
流体力学的三大实验原理

流体力学的三大实验原理流体力学是研究流体运动和流体力学性质的学科,是物理学的一个重要分支。
在流体力学的研究中,实验是一种重要的方法,通过实验可以观察流体的行为,并验证理论模型的有效性。
以下将介绍流体力学的三大实验原理。
第一大实验原理是质量守恒定律,也称为连续性方程。
它表达了在流体中质量的守恒性质,即单位时间内通过某一截面的质量流量保持不变。
具体而言,对于稳定不可压缩流体,该方程可以表示为:∮ρv·dA = 0其中,∮表示对闭合曲面取积分,ρ是流体的密度,v是流体的速度,dA是曲面的面积元素。
该方程说明了流体在运动过程中质量的连续性,即入口处的质量流量等于出口处的质量流量。
通过实验可以验证这一原理,例如使用水流经过一个管道,在入口处和出口处分别测量流体的质量流量,验证质量守恒定律的成立。
第二大实验原理是动量守恒定律,也称为动量方程。
动量守恒定律表达了流体中动量的守恒性质,即单位时间内通过某一截面的动量流量保持不变。
对于稳定不可压缩流体,动量守恒定律可以表示为:∮(ρv⋅v)·dA = -∮pdA + ∮τ·dA + ∮ρg·dV其中,p是流体的压强,τ是流体的切应力,g是重力加速度,dV是体积元素。
该方程说明了流体在运动过程中动量的守恒性,即流体的动量增加或减少必然伴随着外力的作用或者压强的变化。
通过实验可以验证动量守恒定律,例如通过测量流体经过一个管道时的压强变化以及受到的外力,验证动量守恒定律的成立。
第三大实验原理是能量守恒定律,也称为能量方程。
能量守恒定律表达了流体中能量的守恒性质,即单位时间内通过某一截面的能量流量保持不变。
对于稳定不可压缩流体,能量守恒定律可以表示为:∮(ρv⋅v+pg)·dA = ∮(τ⋅v)·dA + ∮q·dA + ∮ρg·h·dA其中,q是流体的热流量,h是流体的高度。
该方程说明了流体在运动过程中能量的守恒性,即流体的能量增加或减少必然伴随着外界对流体的做功或者热量的输入。
流体力学实验

实验一 流体流动阻力的测定一、 实验目的和任务1.了解流体流过管路系统的阻力损失的测定方法;2.测定流体流过圆形直管的阻力,确定摩擦系数λ与流体Re 的关系;3.测定流体流过管件的阻力,局部阻力系数ξ;4.学会压差计和流量计的使用方法;5.识别管路中各个管件、阀门,并了解其作用;二、实验原理流体的流动性,即流体内部质点之间产生相对位移。
真实流体质点的相对运动表现出剪切力,又称内摩擦力,流体的粘性是流动产生阻力的内在原因。
流体与管壁面的摩擦亦产生摩擦阻力,统称为沿程阻力。
此外,流体在管内流动时,还要受到管件、阀门等局部阻碍而增加的流动阻力,称为局部阻力。
因此,研究流体流动阻力的大小是十分重要的。
1.直管摩擦系数λ测定流体在管道内流动时,由于流体粘性作用和涡流的影响产生阻力。
阻力表现为流体的能量损失,其大小与管长、管径、流体流速等有关。
流体流过直管的阻力计算公式,常用以下各种形式表示:(1) 2L h 2f u d λ=)2( 2g u d L H 2f λ= 或 )3( 2L P P P 221f u d ρλ=-=-∆式中hf ——以能量损失表示的阻力,J /kg ;Hf ——以压头损失表示的阻力,m 液柱; △Pf ——以压降表示的阻力,N /m2 L ——管道长,m d ——管道内径,m ;u ——流体平均流速,m/s ; P ——流体密度,kg /m3; λ——摩擦系数,无因次;g ——重力加速度,g 一9.81m/s2。
.λ为直管摩擦系数,由于流体流动类型不同,产生阻力的原因也不同。
层流时流体流动主要克服流体粘性作用的内摩擦力。
湍流时除流体的粘性作用外,还包括涡流及管壁粗糙度的影响,因此λ的计算式形式各不相同。
层流时,利用计算直管压降的哈根-泊谡叶公式:)4( d uL 32P P P 221f μ=-=-∆和直管阻力计算公式(3),比较整理得到λ的理论计算式为)5( Re 64du 232==ρμλ⨯由此式可见,λ与管壁粗糙度ε无关,仅为雷诺数的函数。
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。
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本实验用杠杆平衡原理测量射流的冲击力。另外,再用流体力学的动量方程计算射流对档板的作用力,并比较这两个冲周力的大小,以便进行误差分析。
设砝码的重量为G,作用力臂为L1,射流的作用力为F,作用力臂为L。当杠杆平衡时,有
§2-4 热线探头的标定……………………………………………………………( )
§2-5圆柱体尾迹速度分布测量…………………………………………………( )
第一章流体力学基础实验
本章介绍流体力学的基础实验。基础实验是指用传统的测试手段测量流体运动的压强、速度、流量等基本参数。这些实验都是教学大纲要求的必做实验。
§1-4 沿程水头损失实验…………………………………………………………( )
§1-5 局部水头损失实验…………………………………………………………( )
§1-6 文丘里流量计、孔板流量计的标定实验…………………………………( )
§1-7 孔口、管嘴实验……………………………………………………………( )
第二章 流体力学自综合试实验…………………………………………………………( )
§2-1 压力传感器的标定实验……………………………………………………( )
§2-2 圆柱表面压强分布的测量…………………………………………………( )
§2-3 紊流射流速度分布测量……………………………………………………( )
1.3.4 数据处理及误差分析
图1.3.3 是数据表的界面。冲击力的实测值与计算值存在一定误差。引起误差的原因有两个,一是杠杆支座存在摩擦力,另一个原因是动量方程没有考虑重力对水流的影响,认为射流的反射速度为轴对程分布。其实,在重力作用下,当板下部的反射水流速度大于上部的反射水流速度。
1.1.5 思考题
§1-8 雷诺实验……………………………………………………………………( )
§1-9 堰流实验……………………………………………………………………( )
§1-10 闸下自由出流实验…………………………………………………………( )
§1-11 水跃实验……………………………………………………………………( )
§1-1流体静力学实验
1.1.1实验目的
1.观察测点的测压管水头(位置水头与压强水头之和),加深对静压强公式的理解。
2.求未知液体的密度
1.1.2实验装置
图1.1.1静压强实验仪
图1.1.1是一种静水压强实验仪。管1为开口测压管,管2和管3,管4和管5,管6和管7各组成一个U形管。管1、2、3均与水箱接通,构成一个连通器。其中,管1与密封水箱中部某点接通。管2、3与水箱底部某点接通。管4和管6与水箱上方的气体压强接通。管4、5和管6、7分别盛有两种液体,其密度为 和 。水箱上方有密封阀,水箱液面上的气体与大气不相通,其压强为p0。调压箱通过软管与水箱接通。上、下移动调压管就可以改变水箱中的水位,也改变水箱中密封气体的压强p0。
1.请自己推导方程(1.3.2)
2.实验中如何确定砝码的作用力臂?
3.本实验的流量是用什么方法调节的?
图1.3.3动量方程实验数据表
1.4 沿程水头损失实验
1.4.1 实验目的
测量管流的沿程水头损失系数,绘制沿程损失系数与雷诺数的变化曲线,并与尼古拉兹曲相比较。
1.3.2 实验装置
图1.4.1 沿程损失实验仪
图1.2..3明渠流速测量数据表
图1.2.4明渠流速分布曲线
1.3 动量方程实验
1.3.1 实验目的
用杠杆法测量水流对档板的冲击力,并用动量方程计算水流对档板的作用,两者进行比较,加深对动量方程的理解。
1.3.2 实验装置及实验原理
图1.3.1动量方程实验仪
图1.3.1是本实验使用的实验装置示图。水箱为实验提供稳压水源,水箱的溢流板上开设若干泄流孔。开、闭这些泄流孔可以控制水位的高低。
1.2.3实验步骤
1.毕托管的注水及排气。
毕托管的总压与静压之差是利用比压计的水柱高差计算的,因此,在使用前应该将水注入毕托管、传压胶管、比压计测压管。注水时,应打开比压计上方的密封夹,并将毕托管的管口没入明渠的水中(也可以没入防水盒的水中),然后将水注入比压计的测压管。注水后,如果发现传压胶管或比压计的测压管残存气泡,应设法排除。
图1.1.2静水压强实验数据表
2.当管2,3的液面平齐时,管4,5以及管6,7的液面是否全分别平齐?为什么?
3.管1和管5都与大气相通,其液面是否处在同一个等压面上?
4.如果(z7-z6)>(z5-z4),则 和 哪个较大?
1.1.5数据整理及误差分析
流体力学实验的数据整理是件复杂的工作,为此,可编制数据处理系统供实验课使用。图1.1.2是编者研制的数据处理系统的静水压强实验数据表界面。
2.实验管段为金属管道,管段的首、尾开设有测压管,用以测量管流的压差。
式中 称为毕托管的流速系数。由于流体粘性、制造工艺等诸多因素的影响, 的值小于1。工艺精细的毕托管, =0.98~0.99。
测量时,可将毕托管上、下移动,以便测出断面上各点的水流速度,如图1.2.2所示。在渠底附近,速度变化较快,测点应布置得密一些。水面上的流速无法测量,可以认为水面流速与水面下的邻点的流速相等。
1.2.2实验装置及实验原理
图1.2.1毕托管图1.2.2测速装置
本实验用毕托管测量明渠的水流速度分布。如图1.2.1所示,毕托管由总压管0和静压管1组成。设水流某点的速度为u。当水从上游流向管口0的时候,流体作减速运动,流至0处速度为零,此处压强为p0(称为总压)。然后水流绕过毕托管继续向下游运动,水流速度逐渐增加,当水流到达管口1的时候,速度值恢复至u,此处压强为p(称为静压)。利用沿流的伯努利方程,可得到毕托管的流速计算公式:
2.开启水泵,向水箱充水。调节溢流档板泄孔的开启程度,使水箱的水位保持在某一高度位置。
3.打开出流孔口,使水流冲击挡板。
4.移动砝码至适宜位置,使杠杆保持水平,记录数据。
5.改变水位,重复以上测量。另外,也可以更换另一种偏转角的挡板,并进行相应的测量。
6.实验结束后,关闭水泵,取下砝码,排空水箱。
测量内容:流量、砝码力臂。
流体力学实验
莫乃榕编
华中科技大学 力学系
2005.8.
第一章流体力学基础实验………………………………………………………………( )
§1-1流体静力学实验……………………………………………………………( )
§1-2 明渠水流速度分布测量……………………………………………………( )
§1-3 动量方程实验………………………………………………………………( )
(1.2.1)
只要测出总压与静压的差值p0-p,便可计算流速。
本实验利用倾斜式的比压计测量压差,参见图1.2.2。设比压计左、右液柱的液面高程分别为z3和z4,则有
(1.2.2)
由于,z0=z1,因此
(1.2.3)
式中 是比压计左、右液柱长度之差, 是比压计的水平倾角。毕托管的流速公式为
(1.2.4)
2.调节明渠流量控制阀门,调节明渠尾水闸门,将明渠水深控制在15cm左右。
3.用水位探针测量渠底高程和水面高程,并计算水深。
4.逐点测量水流速度u。
渠底附近速度变化快,测点间距应为2mm,远离渠底的测点间距可取2~3cm。
测量内容:毕托管高程读数,比压计左、右液面读数。
1.2.4注意事项
1.实验前应先熟悉电源开关及起动水泵电机的操作方法,流量计的使用方法,并注意用电安全,实验结束后立即关闭电源。
2.注水、排气工作比较麻烦,自已应摸索最佳方法。
3.毕托管的管口应正对来流。注意:不能将毕托管的管口露出水面。
4.测量时,如果比压计液面发生波动,液面读数可取平均值。
1.2.6思考题
1.渠底附近的流速变化较大,这是为什么?
2.明渠水流的速度大致符合什么样的分布?
3.你认为,影响毕托管速度系数 的因素有哪些?
2.将调压筒形移至某高度,并用螺丝固定。待各管的液面稳定后,读取各管的液面高度读数,并填入数据表。
本实验测量4组数据,其中,p0>pa(调压筒液面高于水箱液面)和p0<pa(调压筒液面低于水箱液面)的情况分别测量2组数据。
测量内容:各测压管的液柱高度。
1.1.6思考题
1.在什么情况下,管1,2,3的液面平齐?
如果调压筒水面高于水箱的水面,水将从调压筒流入水箱,此时,水箱中的密封气体的体积将减小,压强增大。密封气体压强高于当地大气压,p0>pa。反之,则p0<pa。
1.1.3实验原理
流体静力学的基本方程是
常数(1.1.1)
管1、管3、调压筒、水箱互相连通,液面与大气相通。虽然管1,管3与水箱的接点高低不同,但他们的液面高程相同,这就是说明静止液体内任意一点的位置水头与压强水头之和(称为测压管水头)是相同的。管2的液体与水箱的液体相通,液面气体的压强同为p0。因此管2的液面与水箱的液面高程相同。
8.根据各点流速的分布值用积分法可以计算断面流量,并与流量计读数比较,请估算流量值的误差是多少?
1.2.5数据表
图1.2.3是流速测量数据表,图1.2.4是流速分布图。由图看出,靠近壁面的1cm范围内,流速变化比较大,这与边界层的对数分布比较接近。但近壁附近的实验点不够密,因而不能得到对数分布。如要测量近壁的速度分布,应多布置一些测点。
盛有两种未知密度液体的U形管,其液柱高差是由于压差p0-pa引起的,故有
(1.1.2)
(1.1.3)
水的密度 是已知的,只要读取各管液面的高程读数,就可以求出未知密度 和 。
1.1.4实验步骤
1.关闭密封阀,并检查密封效果。其方法是,移动调压筒至某一高程位置,这时各管的液面也随之移动。如果密封效果良好,各管液面的升降的速度越来越慢,并最终停止在某一高程位置,不再变化。如果密封效果不好,各管的液面总是不停升降,直至各管液面与调压筒以及水箱的液面平齐。这就说明水箱漏气。