流体力学分析讨论剖析
流体力学实验报告分析讨论

工程流体力学及水力学实验报告及分析讨论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。
流体力学分析

流体力学分析流体力学是研究流体运动规律和性质的学科。
它在工程学、物理学和地球科学等领域具有广泛的应用。
本文将通过对流体力学的分析,讨论其基本原理、应用领域以及未来发展方向。
一、基本原理流体力学的研究对象是流体,包括液体和气体。
它的研究方法主要基于质量守恒、动量守恒和能量守恒的原理。
其中,质量守恒原理指的是流体在流动过程中质量不会发生净变化;动量守恒原理是指流体在受力作用下动量守恒;能量守恒原理是指流体在流动过程中总能量守恒。
二、应用领域1. 工程领域:流体力学在工程学中具有广泛的应用,如水力学、空气动力学、船舶流体力学等。
在建筑工程中,流体力学的应用可以帮助工程师设计和优化建筑物的结构以及减小气流和液流的阻力,提高建筑物的性能和安全。
此外,流体力学还应用于石油工程、化工工程、环境工程等领域,用于解决与流体流动相关的问题。
2. 物理学领域:流体力学在物理学研究中也扮演着重要角色,尤其是在研究高速流动、湍流以及物质传输等方面。
通过对流体的力学性质进行研究,可以帮助物理学家深入理解流体流动的规律和特性。
3. 地球科学领域:地球科学研究中的一些现象和过程也与流体力学有关。
例如,大气环流、地球内部流体运动等都需要用到流体力学的原理来进行分析和解释。
流体力学在地球科学领域的应用有助于我们对自然界中流体运动的了解,并为预测和防灾减灾提供依据。
三、未来发展方向随着科学技术的不断进步,流体力学也在不断发展。
未来,我们可以预见以下几个发展方向:1. 高精度计算模拟:随着计算机性能的不断提升,我们可以使用更精确的计算模拟方法对流体力学问题进行求解。
这将有助于提高流体力学模型的准确性和可靠性,为实际工程问题的解决提供更好的支持。
2. 新材料与纳米尺度流体力学:随着纳米科技的迅速发展,纳米尺度流体力学作为一个新的研究领域逐渐崭露头角。
未来,研究人员将继续深入探索纳米尺度下流体的特性和行为,进一步挖掘纳米流体力学的应用潜力。
机械工程中的流体力学性能研究与分析

机械工程中的流体力学性能研究与分析引言:机械工程是一门涉及机械结构和力学原理的学科。
流体力学作为机械工程的一个重要分支,研究了流体在静态和动态平衡下的力学行为。
它的研究内容包括流体静力学、流体动力学以及流体与固体的相互作用等方面。
本文将介绍机械工程中流体力学性能研究与分析的主要内容和方法。
一、流体静力学性能研究与分析流体静力学研究的是流体静态行为,即流体不受外力作用时的力学特性。
在机械工程中,我们常用流体静力学性能来分析和设计压力容器、管道系统和泵等设备。
在流体静力学研究中,我们首先需要了解流体的物理特性,例如流体的密度、粘度和表面张力等。
这些参数对于流体在管道中的流动阻力、施加在结构表面的力以及流体的压力分布等都有重要影响。
其次,我们还需要分析流体在容器或管道中的压力分布情况。
利用流体静力学原理,我们可以计算出流体在不同位置的压力值,从而判断结构的安全性和稳定性。
此外,还可以通过计算流体在容器内的压力分布来优化设备的结构和设计。
二、流体动力学性能研究与分析流体动力学研究的是流体在运动状态下的力学行为。
在机械工程中,我们常用流体动力学性能来分析和设计涡轮机械、水力发电站和管道网络等系统。
在流体动力学研究中,我们首先需要了解流体流动的方式,包括层流和湍流。
层流流动是指流体分层流动,具有较小的摩擦阻力和散失,适合用于设计高效率的机械设备。
湍流流动是指流体的运动不规则、混乱,会产生大量的摩擦阻力和散失,适合用于设计能量消耗较大的设备。
其次,我们还需要分析流体流动过程中的速度分布、压力分布以及流量等参数。
利用流体动力学原理,我们可以计算出流体在不同位置的速度和压力值,从而判断系统的工作性能和效率。
此外,还可以通过计算流体的流量来优化系统的结构和设计。
三、流体与固体相互作用性能研究与分析流体与固体的相互作用研究的是流体在与固体接触时的力学行为。
在机械工程中,我们常用流体与固体相互作用性能来分析和设计风力发电机、飞机机翼和汽车车身等设备。
流体的稳定性和动力学特性的流体力学分析

流体的稳定性和动力学特性的流体力学分析流体力学是研究流体运动规律和性质的科学领域。
在流体力学研究中,流体的稳定性和动力学特性是非常重要的概念,它们对于理解和预测流体行为具有重要意义。
首先,我们来讨论流体的稳定性。
流体的稳定性指的是流体在外力作用下是否会发生剧烈的扰动。
对于一个稳定的流体系统而言,它的扰动会随着时间的推移而逐渐衰减,系统最终会恢复到稳定状态。
然而,对于不稳定的流体系统,即使是微小的扰动也会导致系统出现剧烈的变化,从而产生涡旋和湍流等不规则的运动形态。
为了分析流体的稳定性,我们可以借助线性稳定性理论。
该理论基于线性假设,即在扰动小的情况下,流体的响应与扰动成正比。
通过对流体的基本方程进行线性化,并求解得到的线性波动方程,我们可以研究不同扰动的演化。
线性稳定性理论可以用于判断流体系统的稳定性,并预测系统会出现的扰动模式。
这对于工程设计以及大气和海洋科学领域的预测和预警具有重要意义。
其次,我们来看流体的动力学特性。
流体力学研究的一个重要目标是描述流体的运动规律。
根据流体的黏性不同,流体的运动可以分为层流和湍流两种情况。
在层流中,流体以流线为基准按照规则的流动方式运动,而在湍流中,流体运动变得混乱不规则,产生涡旋和湍流湍涡。
湍流的产生是由于流体的不稳定性和非线性效应的相互作用。
当流体遇到不规则的障碍物或流动速度超过一定阈值时,会发生流体的分离和涡旋的生成,从而导致湍流的产生。
湍流具有不规则和三维的运动特性,研究湍流现象对于了解自然界中的大气运动、水流和火焰等具有重要意义。
为了描述湍流的运动规律,我们可以使用雷诺平均法。
雷诺平均法是通过将流体的速度进行平均处理,得到平均速度和涡旋速度的分离,然后通过求解平均流动的Navier-Stokes方程,来研究湍流的统计性质。
通过雷诺平均法,我们可以得到湍流的流速、涡旋旋度等统计信息,进而分析湍流的特征尺度和能量分布等重要特性。
综上所述,流体的稳定性和动力学特性是流体力学研究中的重要概念。
流体的流动和黏度特性的流体力学分析

流体的流动和黏度特性的流体力学分析引言:流体力学是研究流体静力学和流体动力学的科学,其中静力学研究流体的静态性质,而动力学研究流体的运动和流动性质。
流体的流动和黏度特性是流体力学中的重要概念和研究内容。
本文将从流体的流动特性和黏度特性两个方面进行流体力学分析。
一、流体的流动特性流体的流动特性包括层流和湍流两种形式。
层流指的是流体在管道、河道等均匀的管壁附近以平行层流的方式流动。
层流的特点是流速和流线分布均匀,流体分子间的相互影响较小,流动具有稳定性和可预测性。
湍流指的是流体在管道、河道等不均匀的管壁附近以涡流的方式流动。
湍流的特点是流速和流线分布不均匀,流体分子间的相互影响较大,流动具有不稳定性和不可预测性。
流体的流动特性对于诸如水力发电、船舶设计等工程领域具有重要影响。
二、黏度特性黏度是指流体内部分子间的内摩擦力,也可以理解为流体的黏稠度。
黏度直接影响着流体的流动性质以及阻力大小。
黏度较大的流体具有较大的粘滞阻力,黏度较小的流体则具有较小的粘滞阻力。
黏度从宏观上来看,相当于流体分子间的“摩擦力”,可以通过形象地想象两层相互滑动的粘土的粘滞现象来理解。
不同的物质具有不同的黏度特性,如水的黏度较小,而糖浆的黏度较大。
三、流体的黏度计算方法流体的黏度可以通过测量流体的流动性质得到。
斯托克斯定律是计算流体黏度的经典方法之一。
斯托克斯定律指出,在层流条件下,针对小球的自由下落速度,可以通过下式计算黏度值:η = (2/9) * (ρs - ρf) * g * R² / v其中,η表示黏度,ρs为球体的密度,ρf为流体的密度,g为重力加速度,R为球体的半径,v为球体的下落速度。
四、流体黏度的应用流体黏度的应用广泛,不仅用于流体力学研究领域,也应用于工程实践中。
在石油工业中,通过测量原油的黏度,可以了解原油的流动性质和流变特性,以选择合适的输送和处理方式。
在生物医学工程中,黏度的测量被用于血液粘滞性的分析,以评估患者的健康状况。
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。
流体力学中的流体流动分析

流体力学中的流体流动分析流体力学是研究流体静力学和流体动力学的学科,其在物理学、工程学和地质学等领域中有着广泛的应用。
本文将着重讨论流体力学中的流体流动分析。
1. 流体的特性在进行流体流动分析之前,我们首先需要了解流体的特性。
流体是一种能够流动的物质,包括液体和气体。
流体的特点有两个重要参数:密度和粘度。
密度是描述流体质量分布的物理量,通常用符号ρ表示。
密度越大,表示单位体积内所含质量越大,流体的惯性也就越大。
粘度是流体流动阻力大小的度量,通常用符号μ表示。
粘度越大,表示流体越黏稠,流动阻力也就越大。
粘度决定了流体内部分子之间的摩擦力。
2. 流体流动的描述为了研究流体的流动行为,我们需要借助一些物理量和描述方法。
速度是描述流体流动的基本物理量,通常用符号v表示。
速度场描述了流体某一时刻某一位置的速度大小和方向。
压力是描述流体静态和动态平衡的物理量,通常用符号p表示。
压力场表示了流体内部各点的压力分布。
流体的流动可以分为稳定流动和非稳定流动。
稳定流动指的是流体在时间和空间上都保持不变的流动状态,而非稳定流动则表示流体中存在时间和空间上的变化。
3. 流体流动方程在流体力学中,有两个基本的流体流动方程,即连续性方程和动量方程。
连续性方程描述了流体流动的质量守恒。
它表明,在一个封闭的流体系统内,质量的流入量必须等于流出量。
动量方程描述了流体流动的动量守恒。
它可以分为水平方向和垂直方向的动量守恒方程组成。
4. 流体流动的模拟与分析为了更好地理解和预测流体流动的行为,工程师和科学家们常常使用数值模拟和实验方法来进行分析。
数值模拟是指利用计算机数值计算的方法模拟流体流动行为。
它可以通过对流体运动方程的离散化,以及应用数值计算方法求解得到流体流动的速度、压力分布等信息。
实验方法是指利用实验设备和仪器对流体流动行为进行直接观测和测量的方法。
通过实验可以获取流体流动的实际数据,进而验证数值模拟的准确性。
5. 应用领域流体力学的研究成果在各个领域都有广泛的应用。
土木工程中的流体力学分析

土木工程中的流体力学分析流体力学是研究流体运动和力学性质的学科,对于土木工程而言,流体力学的应用可以帮助工程师解决各种与流体运动相关的问题。
本文将探讨土木工程中流体力学分析的重要性和应用领域。
首先,流体力学在水力学中的应用是不可或缺的。
在水电站的设计和运行中,流体力学分析可以帮助工程师预测水流速度、水压力等参数,确保水电站的安全运行。
同时,流体力学分析也适用于水坝、堤坝等防洪工程的设计,通过模拟水流的运动,可以评估工程结构的稳定性并进行改进。
其次,流体力学还在海洋工程中起着重要作用。
海洋平台、海底管道以及海岸保护工程等都需要进行流体力学分析。
工程师可以通过考虑流体对结构的阻力、浮力等影响因素,优化设计方案,提高工程的安全性和经济性。
此外,由于海洋环境的复杂性,流体力学分析还可以预测洋流、波浪等自然力对海洋工程的影响,帮助工程师采取相应的措施。
在给排水系统设计中,流体力学分析也具有重要意义。
通过流体力学模拟,可以评估管道系统中的运行情况,例如流速、压力等参数。
工程师可以根据模拟结果进行管道的合理布置和尺寸设计,确保系统的正常运行。
此外,流体力学分析还可以帮助解决排水管道中的堵塞、水锤等问题,提高给排水系统的效率和可靠性。
在桥梁设计中,流体力学分析也发挥着重要作用。
例如,在高速公路桥梁设计中,工程师需要考虑车辆行驶时产生的风压对桥梁的影响。
通过流体力学分析,可以评估桥梁结构在不同风速下的应力分布,优化设计方案并确保桥梁的稳定性和安全性。
此外,流体力学分析还可以帮助工程师解决桥梁上的颤振等问题,提高桥梁的运行效率和寿命。
除了上述应用领域,流体力学在土木工程中还有其他许多应用。
例如,在隧道设计中,流体力学分析可以帮助工程师预测地下水的流动情况,避免因局部涌水引起的工程灾害。
在水环境保护工程中,流体力学分析可以评估废水处理系统的效果,并提供改进建议。
在建筑物的空气流通和热湿传递分析中,流体力学也是一项重要的工具。
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南昌航空大学继续教育学院自考实践环节考核课程名称:流体力学专业名称:建筑工程技术学生姓名:叶超指导教师:姚淑琴二0一五年四月七日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。
实验四毕托管测速实验实验原理(4.1)式中:u-毕托管测点处的点流速;c-毕托管的校正系数;-毕托管全压水头与静水压头差。
(4.2)联解上两式可得(4.3)式中:u -测点处流速,由毕托管测定;-测点流速系数;ΔH-管嘴的作用水头。
实验分析与讨论1.利用测压管测量点压强时,为什么要排气?怎样检验排净与否?毕托管、测压管及其连通管只有充满被测液体,即满足连续条件,才有可能测得真值,否则如果其中夹有气柱,就会使测压失真,从而造成误差。
误差值与气柱高度和其位置有关。
对于非堵塞性气泡,虽不产生误差,但若不排除,实验过程中很可能变成堵塞性气柱而影响量测精度。
检验的方法是毕托管置于静水中,检查分别与毕托管全压孔及静压孔相连通的两根测压管液面是否齐平。
如果气体已排净,不管怎样抖动塑料连通管,两测管液面恒齐平。
2.毕托管的动压头h和管嘴上、下游水位差H之间的大关系怎样?为什么?由于且即一般毕托管校正系数c=11‟(与仪器制作精度有关)。
喇叭型进口的管嘴出流,其中心点的点流速系数=0.9961‟。
所以Δh<ΔH。
本实验Δh=21.1cm,ΔH=21.3cm,c=1.000。
3.所测的流速系数说明了什么?若管嘴出流的作用水头为H,流量为Q,管嘴的过水断面积为A,相对管嘴平均流速v,则有称作管嘴流速系数。
若相对点流速而言,由管嘴出流的某流线的能量方程,可得式中:为流管在某一流段上的损失系数;为点流速系数。
本实验在管嘴淹没出流的轴心处测得=0.995,表明管嘴轴心处的水流由势能转换为动能的过程中有能量损失,但甚微。
4.据激光测速仪检测,距孔口2-3cm轴心处,其点流速系数为0.996,试问本实验的毕托管精度如何?如何率定毕托管的修正系数c?若以激光测速仪测得的流速为真值u,则有而毕托管测得的该点流速为203.46cm/s,则ε=0.2‰欲率定毕托管的修正系数,则可令本例:5.普朗特毕托管的测速范围为0.2-2m/s,轴向安装偏差要求不应大于10度,试说明原因。
(低流速可用倾斜压差计)。
(1)施测流速过大过小都会引起较大的实测误差,当流速u小于0.2m/s时,毕托管测得的压差Δh亦有若用30倾斜压差计测量此压差值,因倾斜压差计的读数值差Δh为,那么当有0.5mm的判读误差时,流速的相对误差可达6%。
而当流速大于2m/s时,由于水流流经毕托管头部时会出现局部分离现象,从而使静压孔测得的压强偏低而造成误差。
(2)同样,若毕托管安装偏差角(α)过大,亦会引起较大的误差。
因毕托管测得的流速u是实际流速u在其轴向的分速ucosα,则相应所测流速误差为α若>10,则6.为什么在光、声、电技术高度发展的今天,仍然常用毕托管这一传统的流体测速仪器?毕托管测速原理是能量守恒定律,容易理解。
而毕托管经长期应用,不断改进,已十分完善。
具有结构简单,使用方便,测量精度高,稳定性好等优点。
因而被广泛应用于液、气流的测量(其测量气体的流速可达60m/s)。
光、声、电的测速技术及其相关仪器,虽具有瞬时性,灵敏、精度高以及自动化记录等诸多优点,有些优点毕托管是无法达到的。
但往往因其机构复杂,使用约束条件多及价格昂贵等因素,从而在应用上受到限制。
尤其是传感器与电器在信号接收与放大处理过程中,有否失真,或者随使用时间的长短,环境温度的改变是否飘移等,难以直观判断。
致使可靠度难以把握,因而所有光、声、电测速仪器,包括激光测速仪都不得不用专门装置定期率定(有时是利用毕托管作率定)。
可以认为至今毕托管测速仍然是最可信,最经济可靠而简便的测速方法。
实验六文丘里流量计实验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为实验分析与讨论⒈本实验中,影响文丘里管流量系数大小的因素有哪些?哪个因素最敏感?对d2=0.7cm的管道而言,若因加工精度影响,误将(d2-0.01)cm值取代上述d2值时,本实验在最大流量下的μ值将变为多少?由式可见本实验(水为流体)的μ值大小与Q、d1、d2、Δh有关。
其中d1、d2影响最敏感。
本实验中若文氏管d1 =1.4cm,d2=0.71cm,通常在切削加工中d1比d2测量方便,容易掌握好精度,d2不易测量准确,从而不可避免的要引起实验误差。
例如当最大流量时μ值为0.976,若d2的误差为-0.01cm,那么μ值将变为1.006,显然不合理。
⒉为什么计算流量Q’与实际流量Q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。
⒊试证气—水多管压差计(图6.4)有下列关系:如图6. 4所述,,⒋试应用量纲分析法,阐明文丘里流量计的水力特性。
运用量纲分析法得到文丘里流量计的流量表达式,然后结合实验成果,便可进一步搞清流量计的量测特性。
对于平置文丘里管,影响ν1的因素有:文氏管进口直径d1,喉径d2、流体的密度ρ、动力粘滞系数μ及两个断面间的压强差ΔP。
根据π定理有从中选取三个基本量,分别为:共有6个物理量,有3个基本物理量,可得3个无量纲π数,分别为:根据量纲和谐原理,π1的量纲式为分别有L:1=a1+b1-3c1T:0=- b1M:0= c1联解得:a1=1,b1=0,c1=0,则同理将各π值代入式(1)得无量纲方程为或写成进而可得流量表达式为(2)式(2)与不计损失时理论推导得到的(3)相似。