水力学实验指导书
水力学实验指导书.概要

《水力学》实验指导书编者:水力学课成组二OO九年九月绪言一、实验的意义和目的:水力学是一门技术科学,它是力学的一个分支,水力学是以水为主要研究对象。
依据水力学的特点,水力学实验就更有它的重要性。
我们知道水力学问题,是个错综复杂的问题,它的复杂性就在于影响它的因素很多。
不只是由理论分析所能解决。
有不少水力学公式都是通过实验而总结出来的。
在某些场合,实验就成为解决问题的主要途径。
因此,水力学实验,无论对从事理论研究或对解决生产实际问题都具有极其重要的意义。
水力学教学实验的目的主要有以下几个方面:1、观察流动现象,扩大感性认识,提高理论分析的能力。
2、验证力学原理,测定经验系数值,以巩固所学的理论知识。
3、学会使用实验室的基本量测仪器,掌握一定的实验技能。
4、培养分析实验数据、整理实验成果及编写实验报告的能力。
5、培养严谨踏实的科学作风以及爱护国家财产的良好品德。
二、学生实验守则:1、实验前必须认真进行预习预习时应仔细阅读实验指导书及有关的教材资料,明确实验的目的、要求和相关的实验原理,了解操作步骤和有关的仪器设备,做到心中有数,并列绘出实验需要的表格。
2、严肃认真进行实验到实验室后必须保持安静,不得谈笑喧哗,不准吸烟,不准乱动与本实验无关的设备。
实验前应先组成小组,由小组长负责召集本组同学讨论试验步骤及量测项目,并进行分工轮换,以便有条不紊和协调一致地进行实验。
3、保持良好的科学作风实验时,应尊重原始实验数据,不得任意更改。
实验后,应进行必要的检查和补充,经指导教师同意后,方能离开实验室。
实验课程完成后,应及时整理实验数据,绘制所要求的关系曲线和认真编写实验报告,按时上交批改。
4、遵守规章制度,爱护国家财产实验时必须遵守实验室各项规章制度,服从教师和实验人员的指导,严格遵守操作规程,如发生事故或损坏设备,应立即向指导教师和实验人员报告,查清责任,按学校有关规定赔偿和处理。
实验中特别注意人身和仪器设备的安全,尽量保持场地的整洁卫生,实验完毕后必须将场地打扫干净,仪器设备按原状整理好。
水力学实验指导书

一、静水压强实验一、 实验目的1.测定静水中某点的压强,加深对静压公式h P P γ+=0的理解。
2.加深理解位置水头、压强水头及测管水头的基本概念,观察静水中任意两点测管水头γPZ +=常数。
3.观察真空现象,加深对真空压强、真空度的理解。
4.测定液体的重度。
二、实验设备简图三、计算式重力作用下不可压缩液体的静压方程为:C PZ =+γ(1)式中Z 表示相对基准面单位重量水体所具有的位能(又称位置水头)、γP为该点单位重量水体的压能(又称压强水头)、C PZ =+γ表明静水中所有各点的测管水头(总能量)是相等的。
当静止液体具有自由表面时,可以得到任一点的压强P 的表达式为:h P P γ+=0(2)。
此式为重力作用下的液体平衡方程,或称静止液体基本方程式。
四、实验步骤1.打开通气阀,使容器水面的压强a P P =0,分别读测压管5、6、7的水面读数,并记录。
2.关闭通气阀,提高调压水箱的位置,使密闭容器水表面压强a P P >0,读测压管5、6、7及1、2、3、4水面读数,并记录。
3.降低调压水箱的位置,使密闭容器水表面压强a P P <0,读测压管5、6、7读数,并记录。
四、成果要求及分析1.根据表1中的数值,按表2中的要求项目进行计算,将结果填在表2中。
2.用实验结果说明静止液体压强的基本规律。
二、能量方程实验一、实验目的1、观察测量恒定流条件下各过流断面能量的损失与转化;2、测量各测点单位重量水体的测压管水头pZr+及粗细管中心点的流速。
二、实验设备简图具有恒压装置的供水系统。
实验管道用透明材料制作,有U型管,突然放大及突然缩小管件组成。
在粗细管中心各设一测速管。
各测点与测压管相连,测压管的顶部连通,形成比压计。
1,水泵2,稳压箱3,压力表4,放气调压阀5,泄水槽6,转向管7,比压计8,通气管夹9,上游阀门10,下游阀门11,量水箱泄水阀12,量水箱13,实验段三、实验原理水流运动时具有三种能量形式,位置势能以Z表示,压强势能以pr表示,动能以22Vgα表示。
水力学实验指导书

标准文案本科教学实验指导书水力学实验易文敏编写李克锋四川大学水利水电学院水力学与山区河流开发保护国家重点实验室前言水力学实验课的基本任务是:观察分析水流现象,验证所学理论,学会和掌握科学实验的方法和操作技能,培养整理实验资料和编写实验报告的能力。
在进行实验的过程中,要注意培养自己的动手能力和独立工作的能力。
使每个实验者有观察现象,进行操作和组织实验的机会,并能独立进行整理分析实验成果,受到实验技能的基本训练。
各项实验分别介绍了每个实验的目的、原理、实验设备、步骤、注意事项,以及可供实验者编写实验报告时参考的表格。
要求做好实验后,实验者要独立认真完成一份实验报告,按时交指导教师批阅。
为了使实验者能深入地掌握和巩固有关实验内容,每个实验项目的结尾都列有一定数量的思考题,供实验者进一步深入思考,并要求在实验报告中作出书面回答,随实验报告交指导教师审阅批改。
实验一静水压强一、实验目的:1.实测容器中的静水压强;2.测定X液体的容重;3.通过实验,掌握静水压强的基本方法和了解测压计的应用。
二、实验设备:如图所示,1管和2管、3管和4管、5管和6管组成三支U型管,其中5管和6管组成的U型管装X液体,其余U型管装水。
1管、3管和5管与大气连通,2管、4管和6管与水箱顶部连通。
3管和4管组成的U型管的底部与水箱的A点连通,1管和2管组成的U型管的底部与水箱的B点连通。
水箱底部与调压筒连通。
三、实验原理:利用调压筒的升降来调节水箱内液体表面压强和液体内各点的压强。
1.根据静水压强基本公式:p=p0+ρg h可得p A=ρg水(▽3-▽A)p B=ρg水(▽1-▽B)2.由于2、4、6管与水箱顶部连通,所以2、4、6管液面压强与水箱液面压强相同,于是可得:p0=ρg水(▽1-▽2)=ρg水(▽3-▽4)=ρg X(▽5-▽6)ρg X =6543∇-∇∇-∇ρg 水 或ρg X =6521∇-∇∇-∇ρg 水3. 若水箱内气体压强p 0≠p a ,则p 1≠p 2、p 3≠p 4、p 5≠p 6。
水力学实验学生指导书19页word

目录实验须知 (1)实验一自循环流动演示实验 (5)实验二水击综合实验 (2)实验三流体静力学实验 (16)实验四雷诺实验 (36)实验五不可压缩流体恒定流能量方程(伯努利方程)实验 (31)实验六不可压缩流体恒定流动量定律实验 (39)实验须知一、实验基本要求1.认真预习实验讲义、教材的有关原理部分,弄懂实验的大致步骤、主要设备、实验方法,熟悉实验中要接触的化学物质的物理、化学性质及操作时应注意的事项,完成预习报告。
2.实验过程中,认真操作,细心观察,深入思考,以科学的态度填写实验原始数据记录。
3.实验结束后,认真处理数据,完成思考题,并编写项目齐全、整洁、清楚的实验报告。
二、实验注意事项1.遵守实验室的各项制度,听从指导教师的安排。
2.准时进入实验室,不准吸烟、吃零食,不准大声喧哗。
3.爱护各种仪器设备(电动搅拌器、循环水真空泵、电炉、各类玻璃仪器),轻拿轻放,未经指导教师同意不得动用与本实验无关的仪器。
4.对实验中损坏的仪器应及时登记,并报告指导教师,等待处理。
5.格外注意水、电的使用,防止触电及热灼伤发生,电炉严禁直接放在实验台上加热。
6.在实验过程中,保持实验室整洁卫生,实验台面无杂物、无积水,实验完毕,一好水电阀门。
7.实验数据(实验现象及产量)记录经指导教师签字后方可离开实验室。
三、实验报告实验报告是实验的总结,整理实验结果也是一种基本训练。
因此,要求各自独立完成实验报告。
实验报告文句应力求简明,书写清楚,正确使用标点。
实验报告封面上中应正确填写出课程名称、专业、班级、姓名等信息。
应在规定时间内交给指导教师批阅。
实验报告应包括下列内容:1.实验目的及要求2.实验原理3.实验步骤(包括主要仪器、药品和实验方法及步骤)4.数据记录及处理(含实验现象及产量)5.实验结果讨论与思考题实验一自循环流动演示仪一、实验目的1、显示逐渐扩散、逐渐收缩、突然扩大、突然收缩、壁面冲击、直角弯道等平面上的流动图像。
水力学实验

水力学实验指导书第一部分:实验装置一、多功能水力学实验装置本实验装置由蓄水箱、水泵、恒定水箱、计量水箱以及实验管道、阀门、测压管和实验台等组成,见图1所示。
测压管计量液位计局部阻力管文丘里管、孔板流量计高位水槽水泵低位水箱指示液加入口沿程阻力管雷诺管图1 GD-Ⅵ-14型多功能水力学实验装置二、开出实验1、雷诺实验;2、沿程阻力实验;3、局部阻力实验;4、文丘里流量实验;5、孔板流量实验第二部分:实验部分实验1:雷诺实验一、实验目的1.观察液体的层流、紊流两种流态,掌握圆管流态转化的规律。
2.测定液体在圆管中稳定流动时的上、下临界雷诺数Re c。
二、实验原理及计算公式1.实验原理液体在运动时,存在着两种根本不同的流动状态。
当液体流速较小时,惯性力较小,粘滞力对质点起控制作用,使各流层的液体质点互不混杂,液流呈层流运动。
当液体流速逐渐增大,质点惯性力也逐渐增大,粘滞力对质点的控制逐渐减弱,当流速达到一定程度时,各流层的液体形成涡体并能脱离原流层,液流质点即互相混杂,液流呈紊流运动。
这种从层流到紊流的运动状态,反应了液流内部结构从量变到质变的一个变化过程。
液体的流态可用临界雷诺数Re c来判别。
液流型态开始变化时的雷诺数叫做临界雷诺数,有件影响较大,大小很不确定,跨越一个较大的取值范围,因此不作为液态的判别标准。
下临界雷诺数表示低于此雷诺数的流动必为层流,有确定的取值,大致是一个常数。
通常把下临界雷诺数作为液态的判别标准,简称临界雷诺数。
在雷诺实验装置中,通过有色液体的质点运动,可以将两种流态的根本区别清晰地反映出来。
在层流中,有色液体与水互不混惨,呈直线运动状态,在紊流中,有大小不等的涡体振荡于各流层之间,有色液体与水混掺。
2.计算公式雷诺数:d Q Q Red dρνπνπμ===v44三、实验方法与步骤1.测定实验有关的常数。
2.观察两种流态:打开水泵开关使水箱充水至溢流水位,经稳定后,微微开启调节阀,并有颜色水注入管道内,使颜色水流成一条直线。
水力学实验指导书2012-3-16

伯诺里方程实验一部分:实验预习报告一、实验目的要求1.掌握恒定总流的能量方程。
2.掌握有压管流中水动力学的能量转换特性。
3.掌握渐变流过流断面压强分布。
4.认识离心惯性力对动水压强的影响。
5.掌握管流流量、压强等水动力学要素的实验量测方法。
6.掌握有压管流总水头线、测压管水头线的绘制方法。
二、实验原理均匀流或渐变流过水断面上的压强分布服从于水静力学规律。
而当水流沿弯管运动时,由于离心惯性力作用,外侧压强大,内侧压强小,过水断面上的压强分布不再服从于水静力学规律。
在实验管路中沿管内水流方向取n个过水断面。
可以列出进口断面至另一断面的伯诺里方程式,从已设置的各断面的测压管中读出测压管水头值,测出通过管路的流量,即可计算出断面平均流速及流速水头,从而即可得到各断面测压管水头和总水头。
三、主要仪器设备及耗材主要实验设备:自循环能量方程实验仪。
实验耗材:塑料管、调速器、量筒、秒表等。
四、实验方法与步骤1.准备熟悉实验装置,记录有关常数。
2.开启水泵。
3.关闭调节阀,检查所有测压管水面是否齐平。
如不平则需查明原因并加以排除。
4.打开调节阀,观察1)测压管水头线和总水头线的变化趋势;2)位置水头、压强水头之间的相互关系;3)渐变流断面上测点(2)、(3)的测压管水头是否相同;4)弯管断面上测点(10)、(11)的测压管水头是否相同;5)当流量变化时测压管水头线和总水头线如何变化。
5.当调节阀接近全开时,测计各测压管液面读数,同时用体积法测计流量。
6.改变流量,重复上述测量2次。
7.实验完毕,关闭水泵,清理实验桌面及场地。
第二部分:实验过程记录水箱液面高程▽0= cm;上管道轴线高程▽1= cm管径记录表第三部分:结果与讨论1. 计算流速水头和总水头。
流速水头v22. 绘制最大流量下的总水头线、测压管水头线。
动量定律实验一部分:实验预习报告一 、实验目的要求1.验证恒定总流的动量方程;2.通过对动量与流速、流量等因素间相关性的分析,进一步掌握动量守恒原理。
12级: 水力学实验指导书

工程流体力学实验指导书河北理工大学给排水实验室编者:杨永2014 . 5 . 12适用专业:给排水工程专业、建筑环境与设备工程专业实验目录:实验一:雷诺实验实验二:伯努利方程实验实验三:阻力及阻力系数测定实验实验四:孔口管嘴实验实验操作及实验报告书写要求:一、实验课前认真预习实验要求有预习报告。
二、做实验以前把与本次实验相关的课本理论内容复习一下。
三、实验要求原始数据必须记录在原始数据实验纸上。
四、实验报告一律用标准实验报告纸。
五、实验报告内容包括:1. 实验目的;2. 实验仪器;3. 实验原理;4. 实验过程;5. 实验数据的整理与处理。
六、实验指导书只是学生的指导性教材,学生在写实验报告时指导书制作为参考,具体写作内容由学生根据实际操作去写。
七、根据专业不同以及实验学时,由任课教师以及实验老师选定实验内容。
建筑工程学院给排水实验室编者:杨永 2014.5实验一雷诺实验指导书一、实验目的:(一)观察实验中实验线的现象。
(二)掌握体积法测流量的方法。
(三)观察层流、临界流、紊流的现象。
(四)掌握临界雷诺数测量的方法。
二、实验仪器:实验中用到的主要仪器有:雷诺实验仪、1000mL 量筒、秒表、10L 水桶等三、实验原理:有压管路流体在流动过程中,由于条件的改变(例如,管径改变、温度的改变、管壁的粗糙度改变、流速的改变)会造成流体流态的变化,会出现层流、临界流、紊流等现象。
英国科学家雷诺(Reynolds )在1883年通过系统的实验研究,首先证实了流体的流动结构有层流和紊流两种形态。
层流的特点是流体的质点在流动过程中互不掺混呈线状运动,运动要素不呈现脉动现象。
在紊流中流体的质点互相掺混,其运动轨迹是曲折混乱的,运动要素发生脉动现象。
雷诺等人经过大量的实验发现临界流速与过流断面的特征几何尺寸管径d 、流体的动力粘度μ和密度ρ有关,即()ρμ、、d f u k =。
由以上四个量组成一个无量纲数,称为雷诺数e R ,即νμρudud R e ==其中:u 为流速,ρ为流体的密度,μ为流体的动力粘度,ν为运动粘度。
水力学实验学生指导书

目录实验须知 (1)实验一水击综合实验 (2)实验二自循环流动演示实验 (5)实验三明渠水槽演示实验 (8)实验四水面曲线实验 (12)实验五流体静力学实验 (16)实验六沿程、局部阻力损失实验 (21)实验七不可压缩流体恒定流能量方程(伯努利方程)实验 (31)实验八雷诺实验 (36)实验九不可压缩流体恒定流动量定律实验 (39)实验须知一、实验基本要求1.认真预习实验讲义、教材的有关原理部分,弄懂实验的大致步骤、主要设备、实验方法,熟悉实验中要接触的化学物质的物理、化学性质及操作时应注意的事项,完成预习报告。
2.实验过程中,认真操作,细心观察,深入思考,以科学的态度填写实验原始数据记录。
3.实验结束后,认真处理数据,完成思考题,并编写项目齐全、整洁、清楚的实验报告。
二、实验注意事项1.遵守实验室的各项制度,听从指导教师的安排。
2.准时进入实验室,不准吸烟、吃零食,不准大声喧哗。
3.爱护各种仪器设备(电动搅拌器、循环水真空泵、电炉、各类玻璃仪器),轻拿轻放,未经指导教师同意不得动用与本实验无关的仪器。
4.对实验中损坏的仪器应及时登记,并报告指导教师,等待处理。
5.格外注意水、电的使用,防止触电及热灼伤发生,电炉严禁直接放在实验台上加热。
6.在实验过程中,保持实验室整洁卫生,实验台面无杂物、无积水,实验完毕,一切动用过的物品应恢复原样,立即清洗用过得玻璃仪器,搞好台面和地面卫生,关好水电阀门。
7.实验数据(实验现象及产量)记录经指导教师签字后方可离开实验室。
三、实验报告实验报告是实验的总结,整理实验结果也是一种基本训练。
因此,要求各自独立完成实验报告。
实验报告文句应力求简明,书写清楚,正确使用标点。
实验报告封面上中应正确填写出课程名称、专业、班级、姓名等信息。
应在规定时间内交给指导教师批阅。
实验报告应包括下列内容:1.实验目的及要求2.实验原理3.实验步骤(包括主要仪器、药品和实验方法及步骤)4.数据记录及处理(含实验现象及产量)5.实验结果讨论与思考题实验一水击综合实验一、实验目的1.观察管道水击现象的发生、传播与消失过程,增强对水击现象的感性认识。
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1水力学实验指导书第一节静水压强实验一、实验目的与要求1. 观察在重力作用下,液体中任意两点A、B的位置高度z、测压管高度p和测压管水头H(Hzp),验证静水压强公式。
加深理解水静力学基本方程式的物理意义和几何意义,理解位置水头、压强水头及测压管水头等基本概念;2. 学习使用液体压力计测压强,测量当p0pa(pa为大气压强)、p0pa、p0pa时的A、B两点的绝对压强和相对压强。
3. 测定表面压强的真空度,加深对真空压强、真空度的理解;4. 学习测量液体比重的方法。
二、实验装置静水压强实验装置如图1所示。
4#6 #5 #4 #3 #2 #113P0Z0Z6Z4Z2Z12hh酒精Z3AZ5B图1 静水压强实验装置图1.水箱;2.测压管;3.升降调压筒;4.气门。
三、实验原理水静力学讨论静水压强的特性、分布规律及如何根据静水压强的分布规律来确定静水总压力。
1静水压强的特性流体静止时不承受切应力,一旦受到切应力时就产生变形。
从这个定义出发,可以认为在静止的液体内部,所有的应力都是正交应力。
因此,静水压强具有两个特性:1. 静水压强的方向与受压面垂直并指向受压面;2. 任一点静水压强的大小和受压面的方向无关,或者说作用于同一点上的各方向的静水压强大小相等。
静水压强的基本方程在重力作用下,处于静止状态下的不可压缩均质液体,其基本方程为。
Z1p1Z2p2C式中,Z—单位重量液体相对于基准面的位置高度,称位能或位置水头;p—单位重量液体的压能或压强水头; p1,p2—静止液体中任意两点的静水压强;—液体的容重。
该方程表明静止液体中任意一点的单位位能和单位压能之和为常数。
该方程也可以写为。
pp0h上式表明在静止液体中,液面下任一点的静水压强等于液面压强与从该点到液面的单位面积上的液体重量之和。
液面压强遵循巴斯加原理,将等值地传递到液体内部所有各点上。
所以表面压强为一定值时,静水压强是水深的函数,即只随水深变化。
四、实验方法与步骤1. 打开箱顶气门,使箱内水面压强p0pa,观察各测压管水面位置,找出等压面。
2. 关闭箱顶气门,升高调压筒,使P0>Pa,等水面稳定后,记录各测压管读数,改变P0,重复3次。
3. 降低调压筒,使P0ZAZBpApBH H比较每次测的H值,可以验证测压管水头是否相同。
5. 将测出的测压管水面高程差乘以液体容重,可以算出箱内水表面压强P0值,并验证静水压强公式,计算其他液体的容重。
p0(Z4Z3)(Z6Z5)(Z4Z3)Z6Z5式中,—水的容重,—酒精的容重。
五、实验成果及要求实验装置台号NO.___________A点标高读数:ZA=表1 静水压强实验记录计算表单位:cm, N/m状测态次 Z1 p0 1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6Z1-ZA pA Z4-Z3 p0 Z6-Z5 测压管标高读数计算结果 3Z4Z3 Z6Z5 ' 大 2 于 pa p0 3 1 小 2 于 pa 3六、实验分析与讨论1. 用实验结果说明,重力作用下静止液体压强的基本规律。
2. 表面压强P0的改变,基准面0—0线位置的改变,对A、B两点的位置水头与压强水头有什么影响对真空度有什么影响3. 相对压强与绝对压强、相对压强与真空度是什么关系4. 如何选择等压面水平面与测压管相交的面是不是等压面确定等压面的充分条件有哪些3第二节能量方程实验一、实验目的与要求1. 验证不可压缩液体恒定总流的能量方程;2. 通过对水动力学诸多水力现象的实验分析研讨,进一步掌握有压管流中水动力学的能量转换特性;3. 绘出各断面测压管水头线和总水头线以及理想液体总水头线。
通过分析比较,加深对能量守恒与转换定律的理解,并建立起沿程水头损失和局部水头损失的概念;4. 掌握流速、流量、压强等水动力学水力要素的实验量测技能。
二、实验装置实验装置如图2所示。
456101234781112681157910131214151316597181991113151 7191317321图2 自循环伯诺里方程实验装置图1.自循环供水器;2.实验台;3.可控硅无级调速器;4.溢流板;5.稳水孔板;6.恒压水箱;7.测压计;8.滑动测量尺;9.测压管;10.实验管道;11.测压点;12.毕托管;13.实验流量调节阀。
说明:本仪器测压管有两种:1. 毕托管测压管,用以测读毕托管探头对准点的总水头4pv2u2须注意一般情况下H与断面总水头H(Z,它的水头线只能定性表示总水头变化趋势。
2. 普通测压管,用以定量量测测压管水头。
实验流量用阀13调节,流量体积时间法、重量时间法或电测法测量。
三、实验原理根据能量守恒与转换原理验证能量方程。
运动着的水流具有三种形式的能量:位能、压能和动能。
在运动过程中,这三种形式的机械能可以互相转化,但是总的机械能是守恒的。
实际液体恒定总流的能量方程可写为。
z1p11v122gz2p222v22ghw式中,z—总流过水断面上单位重量液体所具有的平均位能,又称为位置水头;p—过水断面上单位重量液体所具有的平均压能,它反映了过水断面上各点平均动水压强所对应的压强高度,(zv22gp)称为测压管水头;—过水断面上单位重量液体所具有的平均动能,一般称为流速水头;hw—单位重量液体从一个过水断面流至另一过水断面克服水流阻力做功所损失的平均能量,一般称为水头损失。
在水力学中,习惯上把单位重量液体所具有的总机械能称为总水头,并以H表示,即。
Hzpv22g在实验管路中沿管内水流方向取n个过水断面。
可以列出进口断面至另一断面的能量方程式(i2,3,,n)z1p121v12gzipiivi22ghw1ip取12n1,选好基准面,从已设置的各断面的测压管中读出z测出通过管路的流量,即可计算出断面平均流速v及v22g值。
从而可得到各断面测管水头5和总水头。
四、实验方法与步骤1. 熟悉实验设备,分清那些测管是普通测压管,哪些是毕托管测压管,以及两者功能的区别。
2. 打开开关供水,使水箱充水,待水箱溢流,检查调节阀关闭后所有测压管水面是否齐平。
如不平则需查明故障原因并加以排除,直至调平。
3. 打开阀13,观察思考1)测压管水头线和总水头线的变化趋势; 2)位置水头、压强水头之间的相互关系; 3)测点2、3测管水头同否?为什么? 4)测点12、13测管水头是否不同?为什么?5)当流量增加或减少时测管水头如何变化?4. 调节阀13开度,待流量稳定后,测记各测压管液面读数,同时测记实验流量。
5. 改变流量2次,重复上述测量。
其中一次阀门开度大到使19号测管液面接近标尺零点。
五、实验成果及要求六、实验分析与讨论1. 简述能量方程应用的条件和应注意的事项。
2. 测压管测量的是绝对压强还是相对压强?3. 测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同?为什么?4. 实验中你看到了充满水流的管子中发生了真空现象,打开测孔,管中的水不外流甚至进气,请你作出解释。
6实验装置台号NO.__________水箱液面高程0 50 cm ;上管道轴线高程z 21cm 表2 不可压缩液体恒定流伯诺里方程实验记录计算表单位: cm, cm/s测点编号管径两点间距断面面积 Q 第一测次1* 2 3 4 5 6* 7 8* 9 10 11 12* 13 14* 15 16* 17 18* 19 3zpv22gzp Q v22g 第二测次 zp v22g zpv22g7第三节孔口、管嘴出流实验一、实验目的与要求1. 观察典型孔口及管嘴出流时的流动现象及圆柱形管嘴的局部真空,测定孔口与管嘴出流时的流速系数、流量系数、侧收缩系数、局部阻力系数;2. 通过对不同管嘴与孔口的流量系数测量分析,了解进口形状对出流能力的影响及相关水力要素对孔口出流能力的影响。
二、实验装置本实验装置如图3所示。
图3 孔口、管嘴出流实验装置图图3孔口、管嘴出流实验装置供水系统、恒定水头水箱、回水箱系统组成。
在恒定水头水箱的侧壁上安装管嘴。
实验装置侧壁式孔口出流实验设备,孔口与管嘴均位于水箱的侧壁上,孔内径均为d 水箱供水管供水,箱内设有溢流板以保持水头恒定,设有稳水栅以保证水流均匀。
孔口和管嘴用橡皮塞控制出流。
三、实验原理液体从孔口以射流状态流出,流线不能在孔口处急剧改变方向,而会在流出孔口后在孔口附近形成收缩断面,收缩断面积Ac与孔口断面积A的关系为Ac=A,称为收缩系数。
8QAcvcA2gH0A2gH0流量系数:QA2gH0Acdc2收缩系数:Ad2流速系数:vc1 2gH011阻力系数:薄壁孔口出流21非淹没出流的收缩断面上相对压强均为零。
对上游断面1-1和收缩断面C-C运用能量方程即可得到收缩断面流速:vc1c2v02gH02gH0式中,H0H2g,如不计行近流速水头2v02g。
也可写为: vc2gH 。
流量公式为:QAcvcA2gH0A2gH0圆柱形外伸管嘴出流管嘴出流的局部损失两部分组成,即孔口的局部水头损失及收缩断面后扩展产生的局部损失,水头损失大于孔口出流。
但是管嘴出流为满流,收缩系数为ε=,因此流量系数仍比孔口大,其出流公式为:v2gH。
9QA2gHA2gH。
管嘴出流流量系数的加大也可以从管嘴收缩断面处存在的真空来解释,于收缩断面在管嘴内,压强要比孔口出流时的零压低,必然会提高吸出流量的能力。
四、实验方法与步骤1. 测量管嘴〔孔口〕的尺寸。
记录实验常数,孔口和管嘴用橡皮塞塞紧。
2. 接通电源,打开水泵开关,给水箱供水,至溢流后,打开①孔口,观察孔口出流现象,测定水头H及Q,用卡尺测记孔口出流收缩断面直径,应多测几次以取其平均值为dc,算出收缩断面面积Ac。
然后改变孔口出流的作用水头,观察孔口收缩断面直径随水头变化的情况。
测量完毕,用橡皮塞将孔口塞紧。
3. 再打开②圆柱形管嘴,待水面稳定后,测记水头H,测定流量Q,观察和量测直角管嘴出流时的真空情况。
4. 进行以上实验时,为了在量测过程中保持水头恒定,避免相互干扰,量测哪个孔口就开启哪个孔口,以免溢流水头不恒定,影响实验精度。
在实验过程中注意观察出流的流股形态,并做好记录。
5. 将实测的孔口和管嘴的流量系数值与的经验值进行比较,并分析引起差别的原因。
6. 关闭水泵开关,清理实验桌面及场地。
五、实验成果及要求六、实验分析与讨论1. 观测圆柱形管嘴与孔口出流的流股特征,分析流量系数不同的原因及增大过流能力的途径。
2. 观察dd时,孔口出流的侧收缩率较时有何不同? HH3. 为什么同样直径与同样水头条件下,管嘴的流量系数值比孔口的大?能做出定量分析吗?实验装置台号NO.___________D孔口= cm A孔口= cm1021Qv1x式中,hc—作用在活塞形心处的水深;4hcD20D—活塞的直径;Q—射流流量;v1x—射流的速度;1—动量修正系数。