水力学实验报告.docx
水力学实验报告

水力学实验报告水力学实验报告引言:水力学是研究水在运动过程中的力学规律的学科,广泛应用于水利工程、环境工程和海洋工程等领域。
为了深入了解水力学的基本原理和应用,我们进行了一系列水力学实验。
实验一:流量测量流量是水力学中最基本的参数之一,准确测量流量对于水利工程的设计和运行至关重要。
本实验使用流量计和流速计两种方法进行流量测量,比较了两种方法的准确性和适用性。
实验二:水头测量水头是指水的能量高度,也是水力学中的重要参数。
本实验使用水银压力计和水头计两种方法进行水头测量,探讨了两种方法的原理和误差来源。
通过实验数据的分析,我们得出了水头测量的准确性与仪器精度之间的关系。
实验三:水流速度分布水流速度分布是指水流在截面上的速度分布情况,对于水流的稳定性和流态的判断有着重要意义。
本实验使用激光多普勒测速仪测量了水流在不同截面上的速度分布,并分析了不同因素对水流速度分布的影响。
实验结果表明,水流速度分布与流量、管道形状和摩擦阻力等因素密切相关。
实验四:水流压力分布水流压力分布是指水流在管道中的压力分布情况,对于水力输送和水力机械的设计和运行有着重要影响。
本实验使用压力传感器测量了水流在不同截面上的压力分布,并探讨了不同因素对水流压力分布的影响。
实验结果表明,水流压力分布与流速、管道形状和摩擦阻力等因素密切相关。
实验五:水力波浪水力波浪是指水面上的波浪运动,是水力学中的重要研究对象。
本实验通过模拟水面上的波浪运动,测量了波浪的高度、周期和传播速度,并分析了波浪的形成和传播机制。
实验结果表明,波浪的形成与风力、水深和水面粗糙度等因素密切相关。
结论:通过以上实验,我们深入了解了水力学的基本原理和应用。
流量测量、水头测量、水流速度分布、水流压力分布和水力波浪等实验内容,使我们对水力学的各个方面有了更加全面和深入的认识。
水力学的研究和应用将为水利工程、环境工程和海洋工程等领域的发展提供重要的理论基础和技术支持。
水力学实验报告 (2)

水力学实验报告1. 引言水力学是研究水的运动规律以及与固体结构相互作用的科学。
通过水力学实验可以模拟和研究水的流动、水的压力分布、液体运动的稳定性等多个方面的问题。
本实验旨在通过实际操作和观测,探究不同情况下水的流动规律以及压力分布的变化。
2. 实验目的通过本次实验,我们的目的是: 1. 熟悉水力学实验仪器的使用方法; 2. 掌握流量的测量; 3. 了解压力分布的原理和测量方法; 4. 分析和讨论实验结果,深入理解水力学的基本原理。
3. 实验装置本实验使用的装置有: - 水槽:用于存放实验用水,并进行流动观察。
- 流体泵:用于提供水的压力。
- 测压仪:用于测量水流中的压力变化。
- 流量计:用于测量水的流量。
- 流速仪:用于测量水的流速。
4. 实验步骤4.1 准备工作1.将水槽放置在实验架上,并加入适量的水。
调整水位,使其能够正常进行实验。
2.将流体泵连接到水槽上,并接通电源。
3.设置流体泵的工作压力和流量。
4.将测压仪和流速仪放置在合适的位置,确保可以准确测量水流的压力和流速。
5.将流量计连接到水槽出口,确保准确测量流量。
6.检查所有仪器和管道的连接是否牢固,没有泄漏。
4.2 流量测量实验1.打开流体泵,使水开始流动。
2.使用流量计测量水的流量,记录结果。
4.3 压力分布测量实验1.将测压仪放置在合适的位置,例如在管道的水平段和弯头处。
2.打开流体泵,使水开始流动。
3.使用测压仪测量不同位置的压力,并记录结果。
4.分析压力的分布情况,探讨产生这种分布的原因。
5. 实验结果和讨论5.1 流量测量结果根据实验记录,我们得到了水的流量为XXX立方米/秒。
5.2 压力分布测量结果根据实验记录,我们得到了不同位置的压力数据,并通过绘制图表进行了分析。
从图表中可以看出,压力分布在管道的不同位置是不均匀的。
在水平段,压力分布较为平稳;而在弯头处,压力明显增大。
这种压力分布的变化是由于水流在管道中的流动速度和方向变化所致。
水力学试验报告

文丘里流量计实验4.4.1、实验目的和要求 (1)、掌握文丘里流量计的原理及用途。
(2)学会测定文丘里流量计的流量系数,掌握文丘里流量计测量管道流量的技能; (3)、通过实验与量纲分析,了解应用量纲分析与实验结合研究水力学问题的途径,进而掌握文丘里流量计水力特性。
4.4.2、实验原理我们已知道,如果任一断面的流速v ,乘以面积A ,即可求得流量Q '。
如图4.4所示:文丘里管前1-1断面及喉管处2-2断面,该两处截面面积分别为A1、A2,只要测得该两处流速分别为v 1、v 2,便可测得流量Q '。
图4.4为此,可根据能量方程式和连续性方程式对该两断面立方程求解。
取管轴线为基准,不计阻力作用时得下式:gv p g v p 2020222211++=++γγ (4.7) 2211v A v A Q == 即 44222211d v d v ππ= (4.8)由式(4.7)、(4.8)可解得1/)]()[(24212111-⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-+=d d p Z p Z g v γγ (4.9)因此:11 22d1文丘里管前1-1断面喉管处2-2断面d2)()(1)(24])()[(214221142121221142121γγπγγπp Z p Z h d d g d K hK p Z p Z g d d d Q +-+=∆-=∆=+-+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=' (4.10)式中:h ∆——两断面测压管水头差。
K ——文丘里流量计常数,对给定管径是常数。
由于阻力的存在,实际通过的流量Q 恒小于Q '。
为此:引入一无量纲系数Q Q '=μ(μ称为流量系数) ,对计算所得的流量值进行修正,即h K Q Q ∆='=μμ (4.11) 通过实验测得流量Q 及测压管水头差h ∆,便可以测得此时文丘里管的流量系数μ:h k Q ∆=μ (4.12)4.4.3实验装置本实验装置如图4.5所示。
水力学实验报告

水力学实验报告序言水力学是一门研究液体静力学和动力学的学科。
水力学实验是水利工程领域中不可缺少的一环,通过实验可以验证理论,提高实践能力和解决工程实际问题。
本文主要是笔者在进行水力学实验并出具实验报告的实践过程,与读者分享一下实验过程的心路历程。
实验介绍此次实验是“小型水力模型试验台”的试验。
实验装置主要包括进水系统、调节系统、出水系统和测量系统。
整个实验过程需要作出流量测试、阻力特性测试和水力特性测试。
流量测试在进行流量测试之前,首先要开启离心泵。
如此才能将实验用的水泵到台面上。
如果水量不足,则需要向离心泵中注入水。
待水力模型试验台接通电源过后,调整水流流量、流速和水压。
这是一个重要的环节,需要耐心调节,保证测试过程中数据的准确性和可靠性。
阻力特性测试阻力特性测试是需要用到静水压力计的。
在测试中,静水压力计一定要正确地安装在不同位置,以保证数据的准确性。
实验开始的时候需要观察静水位的实际高度和基准面的高度是否相同,如果不同则需要调整。
测试时需要设置不同的流量,通过观察静水位的高度变化,即可得出对应的阻力特性特性数据。
水力特性测试在进行水力特性测试之前,需要准备好测量水压、温度和电流的相关设备。
为了保证测试数据可靠性,需要在控制器上对流量进行调节和控制,确定流量大小。
实验的水压力计需要被安装在水力模型试验台的上游和下游位置,以便对流动情况进行观察和分析。
同时,为了保证水的稳定流动,设备需要进行调节处理。
实验开始后,可以通过直接读取或者计算等方法得到水的流速、流量和阻力数据信息。
根据得到的数据,可以分析出不同条件下的水力特性特征值。
实验结论从实验结果来看,不同位置的水压和流量是有不同的变化规律的。
在流量相同情况下,水压值随着离水的位置递减。
而水的流速和流量则与其位置是正比例关系,具有很大的相关性。
因此我们可以得出,水的流动状态是很复杂的,是由多个因素综合作用而形成的。
在实际工程中,我们需要仔细考虑这些因素,制定合理的方案。
水力学实验报告

水力学实验报告实验组别: A1 实验组员:实验日期: 5月5日;5月7日;5月10日土木系2019年5月1 流体静力学综合型实验一、实验目的和要求1. 掌握用测压管测量流体静压强的技能;2. 验证不可压缩流体静力学基本方程;3. 通过对诸多流体静力学现象的实验观察分析,加深流体静力学基本概念理解,提高解决静力学实际问题的能力。
二、实验原理1.在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程pz C gρ+= 或 gh p p ρ+=0 式中:z —— 被测点相对基准面的位置高度;p —— 被测点的静水压强(用相对压强表示, 以下同); p 0 —— 水箱中液面的表面压强;ρ —— 液体密度; h —— 被测点的液体深度。
三、实验内容与方法1. 定性分析实验(1) 测压管和连通管判定。
(2) 测压管高度、压强水头、位置水头和测压管水头判定。
(3) 观察测压管水头线。
(4)判别等压面。
(5) 观察真空现象。
(6) 观察负压下管6中液位变化 2. 定量分析实验 (1) 测点静压强测量。
根据基本操作方法,分别在p 0 = 0、p 0 > 0、p 0 < 0与p B < 0条件下测量水箱液面标高∇0和测压管2液面标高∇H ,分别确定测点A 、B 、C 、D 的压强p A 、p B 、p C 、p D 。
实验数据处理与分析参考四。
四、 数据处理及成果要求1. 记录有关信息及实验常数实验设备名称: 静力学实验仪 实验台号:__No.1___ 实 验 者:____________A1组7人_______实验日期:_5月7号_各测点高程为:∇B = 2.1 ⨯10-2m 、∇C = -2.9 ⨯10-2m 、∇D = -5.9 ⨯10-2m 基准面选在 2号管标尺零点上 z C = -2.9 ⨯10-2m 、z D = -5.9 ⨯10-2m 2. 实验数据记录及计算结果(参表1,表2) 3. 成果要求(1) 回答定性分析实验中的有关问题。
水力实训报告

一、实训目的通过本次水力实训,使学生了解水力学的理论知识和实际应用,掌握水力学的实验方法,培养学生的实际操作能力、分析问题和解决问题的能力,提高学生的综合素质。
二、实训时间2021年10月15日至2021年10月19日三、实训地点XX大学水利学院水力学实验室四、实训内容1. 水流基本性质实验2. 水流流动阻力实验3. 水流能量转化实验4. 水力计算及水工建筑物设计实验五、实训过程1. 水流基本性质实验(1)实验目的:了解水流的基本性质,掌握流速、流量、水位等基本概念。
(2)实验步骤:①准备实验器材,包括水槽、量筒、秒表、流速仪等;②在实验室内搭建好实验装置,确保实验环境安全;③打开水槽进水阀门,调整水流量,观察水流现象;④使用量筒测量流量,使用秒表测量流速,记录数据;⑤关闭水槽进水阀门,整理实验器材。
(3)实验结果分析:根据实验数据,计算出流速、流量、水位等基本参数,分析水流的基本性质。
2. 水流流动阻力实验(1)实验目的:研究水流在管道中的流动阻力,掌握摩擦系数、雷诺数等参数对流动阻力的影响。
(2)实验步骤:①准备实验器材,包括管道、阀门、流量计、压力表等;②搭建实验装置,确保实验环境安全;③调整水流量,测量管道进出口的压力差,记录数据;④改变管道直径、长度、粗糙度等参数,重复实验;⑤整理实验器材。
(3)实验结果分析:根据实验数据,分析摩擦系数、雷诺数等参数对流动阻力的影响,得出流动阻力与流速、管道参数之间的关系。
3. 水流能量转化实验(1)实验目的:研究水流能量转化的规律,掌握动能、势能、位能等基本概念。
(2)实验步骤:①准备实验器材,包括水轮机、测速仪、测力计等;②搭建实验装置,确保实验环境安全;③调整水流量,测量水轮机的转速和输出功率,记录数据;④改变水轮机转速,重复实验;⑤整理实验器材。
(3)实验结果分析:根据实验数据,分析水流能量转化的规律,得出水流动能、势能、位能之间的关系。
4. 水力计算及水工建筑物设计实验(1)实验目的:掌握水力计算方法,学会水工建筑物设计的基本原理。
水力学实验报告范文(精选5篇)

水力学实验报告范文水力学实验报告范文实验报告的定义实验报告是在科学研究活动中人们为了检验某一种科学理论或假设,通过实验中的观察、分析、综合、判断,如实地把实验的全过程和实验结果用文字形式记录下来的书面材料。
实验报告具有情报交流的作用和保留资料的作用。
科技实验报告是描述、记录某个科研课题过程和结果的一种科技应用文体。
撰写实验报告是科技实验工作不可缺少的重要环节。
虽然实验报告与科技论文一样都以文字形式阐明了科学研究的成果,但二者在内容和表达方式上仍有所差别。
科技论文一般是把成功的实验结果作为论证科学观点的根据。
实验报告则客观地记录实验的过程和结果,着重告知一项科学事实,不夹带实验者的主观看法。
水力学实验报告范文(精选5篇)在人们素养不断提高的今天,报告与我们愈发关系密切,其在写作上有一定的技巧。
相信许多人会觉得报告很难写吧,以下是小编收集整理的水力学实验报告范文(精选5篇),供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
水力学实验报告1本学期我们进行了七周的水力学实验,从这些实验中我学到了很多。
例如,所有实验都是需要耐心地去测量一组一组的数据,还需要在实验后认真处理核对每一组数据。
这些实验加强了我的动手能力,并且培养了我的独立思考能力。
特别是在做实验报告时,因为在做数据处理时出现很多问题,如果不解决的话,将会很难的继续下去。
例如:数据处理时,遇到要进行数据获取,插入图表命令,这些就要求懂得excel软件一些基本操作。
通过这几次的实验,我不仅学会了如何正确使用实验仪器,还学习到了认真严肃的科研精神,并且激发了我学习新事物的兴趣,这些我个人觉得都是极为可贵的。
在实验开始之前,我认为最为重要的就是提前预习实验内容:包括实验仪器、实验原理、实验步骤以及实验分析总结。
我认为这里面需要我们花费很多心思去思考体会,想出自己对什么有疑问,以便上课时向老师提问寻求解答。
以我们的电拟实验为例:当时我们做这个实验时反复做了很多遍,也向老师提出了一些疑问。
Word-水力学实验

3.在同样底坡 i1使其相应的闸门开度分别小于 h01和 h02 。此时在上游槽中可以出现中出现型 壅水曲线段中不同过水断面的水深 hi 及各断面之 间的距离Δs,并作详细记录。
4.调整水槽底坡使i1=0和i2<0,将所有闸门打开,
此时便可出现H2和A2型降水曲线 。
5.在上述同样底坡情况下,放下闸门①和②,使
击扬水、调压筒消减水击等现象,以及水击压强的 量测, 加强对水击现象的感性认识。
二、实验仪器
水击与调压室现象演示设备如图。供水箱有溢流装置, 可保证实验水流为恒定流。采用容易膨胀变形的橡胶软管 作实验管段,大大降低水击波速,易于演示水击波传播过 程,在实验管段的上、下游端部安装接触式指 示灯,以显 示水击波传播往复情况。在胶管下游安装钢管上装快速阀 门。
其开度都小于hc . 此时便可出现H3和A3型壅水曲线。
五、实验要求 1.根据实测数据,画出各种水面曲线及其衔接情况。
2.根据底坡、流量和水槽糙率,判别各槽中应出现的 水面线型式,并与实测情况相比较。同时根据上槽、下 槽的底坡大小与闸门开度的大小,判别上下游水面线的 衔接型式,与实测结果相比较。
3.对上述比较中有不一致的情况,应进行分析并说明 影响因素。
水力学实验
张华 华北电力大学可再生能源学院
水力学实验
实验五 非均匀流水面曲线实验 实验六 实用剖面堰与宽顶堰溢流实验 实验七 管道水击实验 实验八 达西定律验证实验 实验九 渗流水电比拟实验
实验五 非均匀流水面曲线实验
一、实验目的 1.演示在矩形水槽中的几种主要水面曲线及其衔接
型式。 2.加深对非均匀渐变流水面曲线的感性认识,加深
对理论知识与水面线计算方法的理解。
二、实验仪器
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
水力学实验报告学院:班级:姓名:学号:第三组同学:姓名: 学号:姓名:学号:姓名: 学号:2015.12.251 平面静水总压力实验1.1实验目的1.掌握解析法及压力图法,测定矩形平面上的静水总压力。
2.验证平面静水压力理论。
1.2实验原理作用在任意形状平面上的静水总压力P 等于该平面形心处的压强pc 与平面面积A的乘积:A p P c =,方向垂直指向受压面。
对于上、下边与水面平行的矩形平面上的静水总压力及其作用点的位置,可采用压力图法:静水总压力P的大小等于压强分布图的面积Ω和以宽度b所构成的压强分布体的体积。
b P Ω=若压强分布图为三角形分布、如图3-2,则He b gH P 31212==ρ式中:e -为三角形压强分布图的形心距底部的距离。
若压强分布图为梯形分布,如图3-3,则2121212321H H H H a e ab H H g P ++)+(⋅==ρ式中:e -为梯形压强分布图的形心距梯形底边的距离。
图1-1 静水压强分布图(三角形) 图1-2 静水压强分布图(梯形)本实验设备原理如图3-4,由力矩平衡原理。
图1-3 静水总压力实验设备图10L P L G ⋅=⋅其中:e L L -=1求出平面静水总压力1L GL P =1.3实验设备在自循环水箱上部安装一敞开的矩形容器,容器通过进水开关K l ,放水开关K2与水箱连接。
容器上部放置一与扇形体相连的平衡杆,如图3-5所示。
图3-5 静水总压力仪图 1-4 静水总压力仪 1.4实验步骤1.熟悉仪器,测记有关常数。
2.用底脚螺丝调平,使水准泡居中。
3.调整平衡锤使平衡杆处于水平状态。
4.打开进水阀门K 1,待水流上升到一定高度后关闭。
5.在天平盘上放置适量砝码。
若平衡杆仍无法达到水平状态,可通过进水开关进水或放水开关放水来调节进放水量直至平衡。
6.测记砝码质量及水位的刻度数。
7.重复步骤4~6,水位读数在100mm 以下做3次,以上做3次。
8.打开放水阀门K 2,将水排净,并将砝码放入盒中,实验结束。
1.5实验数据记录及处理1.有关常数记录:天平臂距离L 0= cm ,扇形体垂直距离(扇形半径)L = cm,扇形体宽b= cm ,矩形端面高a0= cm ,33/100.1cm kg -⨯=ρ2.实验数据记录3.实验结果100%-⨯=理论值实验值理论值注:误差1.6注意事项1.在调整平衡杆时,进水或放水速度要慢。
2.测读数据时,一定要等平衡杆稳定后再读。
1.7思考题1.实验中,扇形体的其他侧面所受到的压力是否对实验精度产生影响?为什么?2.注水深度在100mm以上时,作用在平面上的压强分布图是什么形状?3.影响本实验精度的原因是什么?2 能量方程实验2.1实验目的1.观察恒定流的情况下,与管道断面发生改变时水流的位置势能、压强势能、动能的沿程转化规律,加深对能量方程的物理意义及几何意义的理解。
2.观察均匀流、渐变流断面及其水流特征。
3.掌握急变流断面压强分布规律。
4.测定管道的测压管水头及总水头值,并绘制管道的测压管水头线及总水头线。
2.2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w h gv p Z gv p Z +++=++222222221111αγαγ它表明:液体在流动的过程中,液体的各种机械能(单位位能、单位压能和单位动能)是可以相互转化的。
但由于实际液体存在粘性,液体运动时为克服阻力而要消耗一定的能量,也就是一部分机械能要转化为热能而散逸,即水头损失。
因而机械能应沿程减小。
对于均匀流和渐变流断面,压强分布符合静水压强分布规律:C pz =+γ但不同断面的C 值不同。
图2—1 急变流断面动水压强分布图对于急变流,由于流线的曲率较大,因此惯性力亦将影响过水断面上的压强分布规律;上凸曲面边界上的急变流断面如图3-7(a),离心力与重力方向相反,所以静动p p <。
下凹曲面边界上的急变流断面如图2—1(b),离心力与重力方向相向,所以静动p p >。
2.3实验设备实验设备及各部分名称如图2—2所示。
水箱水箱123456789CA B10图3-8 能量方程实验仪开关图2—2 能量方程实验仪2.4实验步骤1.分辨测压管与毕托管并检查橡皮管接头是否接紧。
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.关闭尾阀K,检查测压管与毕托管的液面是否齐平。
若不平,则需检查管路是否存在气泡并排出。
4.打开尾阀K,量测测压管及毕托管水头。
5.观察急变流断面A及B处的压强分布规律。
6.本实验共做三次,流量变化由大变小。
2.5实验数据记录与处理1.有关常数记录d5 = cm, d1= cm。
(d5即d,d1即D)2.实验数据记录与计算(测压管高度单位为cm)83.实验结果(1)绘制测压管水头线和总水头线(任选一组)。
图3-8 能量方程实验仪(2)计算断面5和断面2的平均流速和毕托管测点流速。
2.6注意事项1.尾阀K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.流速较大时,测压管水面有脉动现象,读数时要读取时均值。
2.7思考题1.实验中哪个测压管水面下降最大?为什么?2.毕托管中的水面高度能否低于测压管中的水面高度?3.在逐渐扩大的管路中,测压管水头线是怎样变化的?3 动量方程实验3.1实验目的1.测定管嘴喷射水流对平板或曲面板所施加的冲击力。
2.将测出的冲击力与用动量方程计算出的冲击力进行比较,加深对动量方程的理解。
3.2实验原理应用力矩平衡原理如图3—1,求射流对平面板和曲面板的作用力。
力矩平衡方程: 1GL FL =,LGL F 1=式中:F-射流作用力;L-作用力力臂;G 1-砝码重量;L 1-砝码力臂。
恒定总流的动量方程为∑-=)(1122v vQ F ββρ图3-1 动量原理实验简图若令112==ββ,且只考虑其中水平方向作用力,则可求得射流对平面板和曲面板的作用力公式为)cos 1(αρ-=Qv F式中:Q -管嘴的流量;v -管嘴流速;α-射流射向平面或曲面板后的偏转角度。
90Qv αρ=︒=平时,F 平F :水流对平面板的冲击力135(1cos135) 1.707 1.707Qv Qv F αρρ=︒=-︒==平时,F180(1cos180)22Qv Qv F αρρ=︒=-︒==平时,F3.3实验设备实验设备及各部分名称见图3—2,实验中配有090=α的平面板和0180=α及0135=α的曲面板,另备大小量筒及秒表各一只。
3.4实验步骤1.测记有关常数。
2.安装平面板,调节平衡锤位置,使杠杆处于水平状态。
3.启动抽水机,使水箱充水并保持溢流。
此时,水流从管嘴射出,冲击平板中心,标尺倾斜。
加法码并调节砝码位置,使杠杆处于水平状态,达到力矩平衡。
记录砝码质量和力臂L l 。
4.用质量法测量流量Q 用以计算F理。
5.改变溢流板高度,使水头和流量变化,重复上述步骤。
6.将平面板更换为曲面板(0135=α及0180=α),又可实测和计算不同流量的作用力。
7.关闭抽水机,将水箱中水排空,砝码从杠杆中取下,实验结束。
图3-2 动量原理实验仪3.5实验数据记录相关常数:L= cm,管径d= cm3.6注意事项1.量测流量后,量筒内水必须倒进接水器,以保证水箱循环水充足。
2.测流量时,计时与量简接水一定要同步进行,以减小流量的量测误差。
3.测流量一般测两次取平均值,以消除误差。
3.7思考题1.F实与F理有差异,除实验误差外还有什么原因?2.流量很大与很小时各对实验精度有什么影响?3.实验中,平衡锤产生的力矩没有加以考虑,为什么?4 雷诺实验4.1实验目的1.观察层流和紊流的流动特征及其转变情况,以加深对层流、紊流形态的感性认识。
2.测定层流与紊流两种流态的水头损失与断面平均流速之间的关系。
3.绘制水头损失h f 和断面平均流速的对数关系曲线,即v h f lg ~lg 曲线,并计算图中的斜率m 和临界雷诺数Re k 。
4.2实验原理同一种液体在同一管道中流动,当流速不同时,液体可有两种不同的流态。
当流速较小时,管中水流的全部质点以平行而不互相混杂的方式分层流动,这种形态的液体流动叫层流。
当流速较大时,管中水流各质点间发生互相混杂的运动,这种形态的液体流动叫做紊流。
层流与紊流的沿程水头损失规律也不同。
层流的沿程水头损失大小与断面平均流速的1次方成正比,即0.1v h f ∝。
紊流的沿程水头损失与断面平均流速的1.75~2.0次方成正比,即0.2~75.1vh f ∝。
视水流情况,可表示为mf kv h =,式中m 为指数,或表示为v m k h f lg lg lg +=。
每套实验设备的管径d 固定,当水箱水位保持不变时,管内即产生恒定流动。
沿程水头损失f h 与断面平均流速v 的关系可由能量方程导出:f h gv p Z gv p Z +++=++222222221111αγαγ当管径不变,21v v =,取0.121≈=αα 所以h p Z p Z h f ∆=+-+=)()(2211γγh ∆值可以由压差计读出。
在圆管流动中采用雷诺数来判别流态:νvd=Re式中:v -圆管水流的断面平均流速;d -圆管直径;ν-水流的运动粘滞系数。
当Re <Re k (下临界雷诺数)时为层流状态,Re k =2320;R e>Re k’(上临界雷诺数)时为紊流状态,Re k ’在4000~12000之间。
4.3实验设备实验设备及各部分名称见图4—1所示。
图4—1 雷诺实验仪4.4实验步骤(一)观察流动形态将进水管打开使水箱充满水,并保持溢流状态;然后用尾部阀门调节流量,将阀门微微打开,待水流稳定后,注入颜色水。
当颜色水在试验管中呈现一条稳定而明显的流线时,管内即为层流流态,如图1所示。
随后渐渐开大尾部阀门,增大流量,这时颜色水开始颤动、弯曲,并逐渐扩散,当扩散至全管,水流紊乱到已看不清着色流线时,这便是紊流流态。
(二)测定v h f ~的关系及临界雷诺数 1.熟悉仪器,测记有关常数。
2.检查尾阀全关时,压差计液面是否齐平、若不平,则需排气调平。
3.将尾部阀门开至最大,然后逐步关小阀门,使管内流量逐步减少;每改变一次流量、均待水流平稳后,测定每次的流量、水温和试验段的水头损失(即压差)。
流量Q 用质量法测量。
用天平量测水的质量m ,根据水的密度计算出体积V ,用秒表计时间T。
流量T VQ =。
相应的断面平均流速AQ v =。
4.流量用尾阀调节,共做10次。
当Re<2500时,为精确起见,每次压差减小值只能为3~5mm 。
5.用温度计量测当日的水温,由此可查得运动粘滞系数ν,从而计算雷诺数νvd=Re 。