水力学实验指导书

水力学实验指导书 Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT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。

当p 0<p a 时,则水箱液体表面真空度p k =ρg 水(▽2-▽1) 用水柱高来表示为:h k =▽2-▽1四、实验步骤:1. 认真阅读实验目的要求、实验原理和注意事项。

2. 熟悉仪器,记录常数。

3. 第一种状态,将调压筒放到最底位置,放开水箱顶部的弹簧夹,使水箱内部气压等于大气压,然后夹上弹簧夹,使水箱内部气体与外界大气隔断。

分三次调高调压筒。

每次调高后,等到水位稳定后,记录各测压管水位读数。

4. 第二种状况,将调压筒放到最高位置,放开水箱顶部的弹簧夹,使水箱内部气压等于大气压,然后夹上弹簧夹,使水箱内部气体与外界大气隔断。

分三次调低调压筒。

每次调低后,等到水位稳定后,记录各测压管水位读数。

记录表格(仅供参考)五、注意事项:1.升降调压筒时,不能用力过猛,以免损坏仪器。

2.测读测压管水面高程时应迅速、准确,并一律以自由液面的凹面中心点位置为准。

观测时,要保持眼睛、凹面中心点及刻度尺的刻度三者在同一水平面上,以排除读数误差。

六、思考题:1.简述如何测定容器内液体任意点的静水压强。

2.在什么状态下,U型管两边的液面在同一水平面上。

3.在实验中,调压筒的作用是什么实验二 能量方程验证实验一、实验目的: 1. 实测有压输水管路中的数据,绘制管路的测压管水头线和总水头线,以验证能量方程并观察测压管水头线沿程随管径变化的情况。

2. 掌握“体积法”测流量的方法。

3. 观察弯道水流压强分布规律。

二、实验设备:实验装置由实验桌、供水系统、回水系统、量测装置、实验管道等组成。

其中实验管道由直管、手收缩渐变管、扩散渐变管、弯管组成,在管道内安装有微型比托管,并有连通管与测压管相连接,实验管道壁上开有测压孔,同样有连通管与测压管相连接。

三、实验原理:1. 在直管、渐变管壁上开的测压孔所测的数值即是测压孔所在位置断面的测压管水头,即z+gp。

将各断面的测压管水头水位沿流向连接起来,即是测压管水头线。

2. 用体积法可测出管道通过的流量,利用连续性方程可计算出各断面的平均流速和流速水,将各断面的测压管水头与该断面流速水头相加,即可得到该断面的总水头。

各断面的总水头的连线,即为总水头线。

3. 微型比托管所测的水头为比托管管嘴所在位置的总水头。

四、实验步骤:1.熟悉实验设备后,打开尾阀,接通电源,启动供水系统。

2.等到供水稳定后,用吸耳球排除测压管中的气体。

关闭尾阀,观察测压管中的水位是否在同一水平面上,判断是否排完气体。

3.打开尾阀,调节流量,使测压管水位在适当高度。

等到水位稳定后,开始测量。

流量测定记录:(仅供参考)2五、注意事项:1.流量不要太大,以免有些测压管水位过低,影响读数,甚至引起管道吸进空气,影响实验。

2.一定要在水流恒定后才能量测。

3.实验结束后,一定要关闭电源,拔掉电源插头。

4.流速较大时,测压管水位有波动,读数时要读取时均值。

5.实验时一定要注意安全用电。

六、思考题1. 计算1断面和5断面比托管所测点流速。

2. 绘制测压管水头线和总水头线。

3. 比较比托管所测总水头和用平均流速计算出的总水头之间的大小。

4. 分析水流在直道和弯道处的测压管水头在各部位的大小情况。

实验三 文丘里实验一、实验目的:1. 测定文丘里管流量系数μ值。

2. 绘制文丘里管的流量Q 与压差计压差△h 之间的关系曲线。

3. 学习、了解自动量测系统的使用方法。

二、实验设备:实验装置由实验桌、供水系统、回水系统、文丘里管等组成,其中文丘里管由收缩段、喉管和扩散段组成。

在收缩段和喉管上开有测压孔,并与测压管连通。

实验装置另外配备有自动测压和流量自动量测系统。

三、实验原理:首先列出1断面和2断面的能量方程式,并设a 1≈1,a 2≈1,且不考虑两断面之间的水头损失,则有:g p ρ1+g v 221=g p ρ2+gv 222(1) ∵ v 1A 1=v 2A 2 ∴ v 2=v 121A A代入(1)式得:gp p ρ21-=g v 221[(21A A )2-1]V 1=]1)[(2221-A A g gp p ρ21- 理论流量:Q T =A 1V 1=A 1]1)[(2221-A A g gp p ρ21- Q T =C T h ∆C T 为文丘里的理论常数。

由于实际液体在运动中存在水头损失,故实际通过的流量Q 与理论流量Q T 有误差,所以把Q/Q T 叫做文丘里管流量系数,用μ表示:μ=TQ Q 四、实验步骤: 1. 熟悉实验指导书,了解实验目的、原理和设备结构。

2. 打开尾阀,接通水泵电源,给水箱供水。

3. 关闭尾阀,排除管道和测压管中的气体,直到测压管的水位读数相等。

4.打开尾阀,使管道通过较大流量,且测压管的水位均能读数。

等到水流稳定后,开始测定测压管水位和流量,并记录。

5. 控制尾阀,减小流量,使测压管水位差减小4cm 左右,等到水流稳定后,继续测定。

6. 测次大于6次后,且压差分布均匀,实验可以结束。

7. 关闭电源。

流量数据记录表:(仅供参考)2文丘里管断面直径、面积:d 1= cm d 2= 1 cm A 1= cm 2A 2= cm 2计算结果表:(仅供参考)五、注意事项:1.在实验中,一定要注意用电安全。

2.在操作过程中,动作不要过大、过猛,以免损坏仪器。

3.使用自动量测系统时,一定要按老师要求进行操作。

六、思考题:1.分析文丘里流量计所测理论流量与实际流量之间的大小,并分析其原因。

2.文丘里管能否倒装,并说明原因。

3.绘制Q-h关系曲线。

实验四 孔口与管嘴出流实验一、实验目的:1. 观察典型孔口及管嘴出流时的流动现象及园柱形管嘴的局部真空。

2. 测定孔口及管嘴出流时的流量系数μ值。

二、实验设备:实验装置由供水系统、恒定水头水箱、回水系统和量测系统组成。

在恒定水头水箱的侧壁上安装管嘴(或开有孔口)。

另外配有秒表一字只。

三、实验原理:孔口(管嘴)出流的计算公式:v c =ζ+11gH 2=φgH 2Q=A c ×v c =εA φgH 2=μA gH 2μ=gHA Q 2式中为孔口出流时收缩断面处的平均流速,H 为孔口中心线上的水头,Q 为流量,A c为收缩断面的面积。

四、实验步骤:1. 接通电源,开启水泵,给水箱供水。

2. 等到水位稳定后,逐个开通孔口(管嘴),认真观察出流现象,并测量水头及流量。

园柱管嘴出流时,测量其收缩断面处的真空度。

2五、注意事项:1. 接通、关闭电源时要注意安全。

2. 实验时,动作要轻,不能用力过猛,以免损坏仪器。

六、思考题:1. 比较各孔口及管嘴的流量系数大小,并说明原因。

实验五动量方程实验一、实验目的:实测射流对平板或曲板的作用力,并验证恒定流动量方程式。

二、实验设备:实验装置如图所示,由实验桌、有压供水系统、喷流装置、天平、流量量测装置和回水系统组成。

三、实验原理:恒定总流的动量方程为:∑F=ρQ(β2v2x-β1v1x)水流从喷嘴中,以速度射向平面(或曲面),当水流被阻挡以后,对称分开,若不考虑摩擦力的作用,水流将以同样大小的速度离开平面(或曲面),即v1和v2的大小相等,但方向不同。

射流情况如图所示:当水流以流速v 从喷嘴口射出,经过一个射流高度z 到达平面(或曲面)后,其流速将变为v 1,其关系是:g v 22=gv 221+z 即 v 1=gz v 22- 根据以上情况可得动量方程: R=ρQ (v 1 -v 2cos α) 由于ρ=gγ,v 1=v 2=gz v 22-并设β2=1、β1=1,可得: R=gγQ gz v 22- (1-cos α) (α为流入方向与流出方向的夹角) V=AQ(A 为喷嘴口断面面积) 四、实验步骤: 1. 认真阅读实验目的、原理和注意事项。

2. 熟悉实验设备构造。

3. 调平天平。

关闭流量调节阀。

4.接通电源,打开水泵。

稍等片刻后,调节调压阀,排除压力水箱中的气体,并将水压调。

5. 用定位件固定天平,在天平A 端加上砝码。

6. 缓慢打开流量调节阀。

调整流量大小,使天平平衡,稍等片刻后测定流量。

7. 增加砝码,再次测量。

8. 关闭流量调节阀,关闭电源,结束实验。

数据记录表:(仅供参考)喷嘴口直径d= 喷嘴口面积A= cm 2喷嘴口距平(曲)面板距离z= cm 测量水箱水平面积S= 200 cm 2 α= 度五、注意事项:1.在开水泵前,一定要关闭流量控制阀,以免损坏天平。

2.控制流量时,一定要缓慢。

3.实验做完后,要先关流量控制阀,再关水泵。

4.实验时一定要注意用电安全。

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《水力学》实验指导书编者:水力学课成组(一)水静力学实验一、实验目的要求1、掌握用测压管测量静水压强的技能;2、验证不可压缩水静力学基本方程;3、通过对诸多水静力学现象的实验分析研讨,进一步提高解决静力学实际问题的能力。

二、实验装置本实验的装置如图1.1图示图1.1 水静力学实验装置图1.测压管;2.带标尺测压管;3.连通管;4.真空测压管;5.U 型测压管;6.通气阀;7.加压打气球;8.截止阀;9.油柱; 10.水柱; 11.减压放水阀。

说明1、所有测管液面标高均以标尺(测压管2)零读数为基准;2、仪器铭牌所注D C B ∇∇∇、、系测点D C B 、、标高;若同时取标尺零点作为静力学基本方程的基准,则D C B ∇∇∇、、亦为D C B Z Z Z 、、;3、本仪器中所有阀门旋柄顺管轴线为开。

三、实验原理1、在重力作用下不可压缩水静力学基本方程c o n s t pz =+γ或 h p p γ+=0 (1.1) 式中: z ——被测点在基准面以上的位置高度;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; γ——液体容量;h ——被测点液体深度。

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0S 有下列关系: 21100h h h S +==ωγγ (1.2)图(1.2) 图1.3据此可用仪器(不用另外尺)直接测得0S 。

四、实验方法与步骤1、搞清仪器组成及其用法。

包括: 1)各阀门的开关;2)加压方法 关闭所有阀门(包括截止阀)。

然后用打气球充气。

3)减压方法 开启筒底阀11放水;*该式推导如下:当U 型管中水面与油水面齐平(图1.2),取其顶面为等压面,有P O1=r W h 1=r o H (1.a)另当U 型管中水面和油面齐平(图1.3),取其油水界面为等压面,则有P 02+r w H=r 0H 又是 P 02=-r w h 2=r o H-r w H (1.b)由(1.a)、 (1.b)两式联解可得:H=h 1+h 2代入式(1.a)得:211h h h r w+=γ (1.c)注:表中基准面选在Z C= cm Z D= cm44)检查仪器是否密封 加压后检查测管1、2、5液面高程是否恒定。

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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

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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。

水力学实验学生指导书19页word

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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。

水力学实验指导书2012-3-16

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。

水力学实验指导书(1)

水力学实验指导书(1)

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=p 0+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:p 0=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(2013.6.23)

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,有上临界雷诺数和下临界雷诺数。

上临界雷诺数表示超过此雷诺数的流动必为紊流,它受实验条件影响较大,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。

如图a、b、c所示。

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。

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。

哈工大水力学实验指导书

水力学实验指导书哈尔滨工业大学市政环境学院实验中心二零一零年三月前言水力学实验是水力学课程中一个不可缺少的重要教学环节。

水力学实验的教育目的是:1. 在实验中观察水流现象,增强感性认识,巩固理论知识的学习。

2. 通过量测实验验证所学水力学原理,提高理论分析的能力。

3. 学会量测水力要素和使用基本仪器的方法,掌握一定的实验技能,了解现代量测技术。

4. 培养分析实验数据、整理实验成果和编写实验报告的能力。

5. 培养严谨踏实的科学作风和融洽合作的共事态度以及爱护国家财产的良好风尚。

本指道书供交通学院学生使用。

实验一文丘里流量计校正实验一、实验目的:1、掌握文丘里流量计的测量原理;2、验证能量方程、连续方程;3、率定文丘里流量计的流量系数μ。

二、实验装置:本实验的装置如图1所示。

图1.文丘里实验装置图1、自循环供水器;2、实验台;3、调速器;4、整流板;5、恒压水箱;6、溢流板;7文丘里流量计;8、气阀;9、测压计;10、滑动标尺;11、多管压差计;12、实验调节阀。

图2.文丘里流量计结构图其中,文丘里流量计的结构如图2所示。

1-1断面d1=1.4cm;2-2断面d2=0.75cm。

三、实验原理:在文丘里流量计上取断面1-1,2-2列能量方程,令α1=α2=1,不计水头损失,可得:gv g p z g v g p z 2222222111+ρ+=+ρ+ (1)由连续性方程:2211A v A v =(2)得:22112112)(d dv A A v v == 代入(1)式,可得流量计算公式如下:⎥⎦⎤⎢⎣⎡ρ+-ρ+⨯-π=)()(21)(4221142121g p z g p z g d d d Q式中)()(2211gpz g p z ρρ+-+为两断面测压管水头差Δh 。

令 :g d dd Q 21)(442121-π=并定义为仪器常数。

于是h k Q ∆=可以看出,在已知文丘里流量计两断面的内径时,只要测得测压管水头差,即可得到计算流量Q 。

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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