重庆大学流体力学实验报告-资环土木版本..doc

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1、学 生 实 验 报 告实验课程名称 流体力学(II) 开课实验室 城市建设与环境工程实验教学示范中心 学 院 年级 专业班 学 生 姓 名 学 号 开 课 时 间 至 学年第 学期总 成 绩教师签名城市建设与环境工程学院制开课实验室： 年 月 日学院年级、专业、班姓名成绩课程名称流体力学（II）实验项目名 称实验一 流体静力学实验指导教师教师评语教师签名：年 月 日一、实验目的1、验证静力学的基本方程；2、学会使用测压管与差压计的量测技能；3、理解绝对压强与相对压强及毛细管现象；4、灵活应用静力学的基本知识进行实际工程量测。二、实验原理1、重力作用下不可压缩流体静力学基本方程2、静压强分布规律

2、： 式中：z被测点相对于基准面的位置高度； p被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同； p0水箱中液面压强；液体容重； h被测点在液体中的淹没深度。3、等压面原理：对于连续的同种介质，流体处于静止状态时，水平面即等压面。三、使用仪器、材料实验仪器： 测压管、U型测压管、差压计仪器元件：打气球、通气阀、放水阀、截止阀、量杯流体介质：水、油、气实验装置如图： 四、实验步骤1、熟悉实验装置各部分的功能与作用；2、打开通气阀，保持液面与大气相通。观测比较水箱液面为大气压强时各测压管液面高度；3、液面增压。关闭通气阀、放水阀、截止阀，用打气球给液面加压，读取各测压管液面高度，计算液面下a、b、c各点压

3、强及液面压强p0；4、液面减压。关闭通气阀，打开截止阀，放水阀放出一定水量后，读取各测压管液面高度，计算液面下a、b、c各点压强及液面压强p0。五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)1、基本参数仪器编号：测点标高： ， ， 基准面选在：测点位能： ， ， 水溶重： N/32、记录计算表表1 压强水头与测压管水头测量成果表 单位：cm实验条件次数水箱液面高程测压管液面高程压强水头测压管水头1123123表2 油的容重测量与计算成果表实验条件次数水箱液面高程测压管液面高程-的平均值油容重(N/3）且U型测压管中水面与油水交界面齐平1=23且U型测压管中水面与油面齐平123六、实验结果及分析1、

4、在毛细管现象影响下，测压管的读数如何减少误差？2、静止流体中，不同断面测压管水头线如何变化？3、根据等压面原理，找出几个等压面。4、当，求出绝对压强与相对压强；当，求出的相对压强、绝对压强和真空值。开课实验室： 年 月 日学院年级、专业、班姓名成绩课程名称流体力学（II）实验项目名 称实验二不可压缩流体恒定流动能量方程（伯诺里方程）实验指导教师教师评语教师签名：年 月 日一、实验目的1、掌握均匀流的压强分布规律以及非均匀流的压强分布特性；2、验证不可压缩流体恒定流动中各种能量间的相互转换；3、学会使用测压管与测速管测量压强水头、流速水头与总水头；4、了解毕托管测速原理。二、实验原理1、均匀流断

5、面压强分布规律： 2、不可压缩流体恒定流动能量方程：3、毕托管测定点流速： 式中：z被测点相对于基准面的位置高度； p被测点的静水压强，为压强水头； p s为滞止点的压强，用相对压强表示； 流速水头，为动能修正系数；液体容重； 两断面间的水头损失； 两断面间的测压管水头差；比托管修正系数。三、使用仪器、材料能量方程实验仪由自循环供水器、恒压水箱、溢流板、稳水孔板、可控硅无极调速器、实验管道、接水盒、回水管、测压计等组成，如图1所示。图1能量方程实验仪1. 自循环供水器； 2.实验台；3可控硅无极调速器；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

6、验管道；11.测压点； 12.毕托管； 13.流量调节阀。四、实验步骤1、熟悉实验仪器，分清普通测压管和毕托管测压管及两者功能上的区别。2、启动电源供水，排净实验管道内的空气后关闭流量调节阀，检查所有的测管液面是否齐平；若不平需查明原因并予以排除（容许误差1mm）。3、全开流量调节阀13，使测压管19液面尽可能接近标尺零点，待流动稳定后先测记流量并根据要求记录各测管液面读数入表1、2中。4、实验完成后先关闭流量调节阀13，检查所有的测压管液面是否齐平；若不平表明实验有瑕疵，应排除故障重新实验。确认无误后关闭电源，将仪器恢复到实验前状态。五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)1、 基本参数：

7、水箱液面高程 0 cm，上管道轴线高程z上 cm，下管道轴线高程z 下 cm管道直径： ， ， 2、 记录计算：体积：V= cm3，测流时间：t= s，流量：Q= cm3/s表1 测点液面读数与断面能量转换测量记录计算表 单位：测点位置水头Z压强水头流速水头测压管水头总水头H测压管水头差总水头差23457913151719表2 毕托管测速记录计算表 测点编号6/78/912/1314/1516/1718/19毕托管读数(cm)测压管读数(cm)测点流速水头(cm)测点流速(cm/s)3、 绘制测压管水头线、总水头线六、实验结果及分析1、均匀流断面测压管水头、压强分布与非均匀流断面测压管水头与压

8、强分布是否相同？2、实际流体测压管水头沿程是否可以升高？总水头沿程如何变化？各部分能量如何进行转换？3、当流量增加时，测压管水头线如何变化？4、如何利用现有的测压管与测速管测量某点的点流速？5、比托管测定的流速是否准确？原因何在？ 开课实验室： 年 月 日学院年级、专业、班姓名成绩课程名称流体力学（II）实验项目名 称实验三不可压缩流体恒定流动动量定律实验指导教师教师评语教师签名：年 月 日一、实验目的1、验证不可压缩流体恒定流的动量方程；2、了解活塞式动量定律实验仪原理与构造，进一步启发与培养创造性思维的能力。二、实验原理 不可压缩流体恒定流动动量方程：忽略滑动摩擦阻力，则式左为 式右为：

9、即：则： 式中：D活塞直径；hc活塞形心水深； Q管嘴出流量，即射流流量；管嘴出流流速，即射流流速； 动量修正系数；射流对活塞冲击力； 液体密度。实验中，在平衡状态下，只要测得流量Q和活塞形心水深hc，由给定的管嘴直径d和活塞直径D，代入上式，便可验证动量方程，并率定射流的动量修正系数值。其中，测压管的标尺零点已固定在活塞的圆心处，因此液面标尺读数，即为作用在活塞圆心处的水深。三、使用仪器、材料实验仪器：自循环供水系统、带活塞的测压管仪器元件：放水阀、测压管流体介质：水图2 动量方程实验仪四、实验步骤1、熟悉实验装置各部分名称、结构特征，作用性能，记录有关常数。2、启动供水系统，打开调速器开关

10、，水泵启动23分钟后，关闭23秒钟，以利用回水排除离心式水泵内滞留的空气；3、调整测压管位置：待恒定水箱溢流后，松开测压管固定螺丝，调整方位，要求测压管垂直、螺丝对准十字中心且十字中心水平线应与标尺零点重合，并使活塞转动轻快；然后拧紧螺丝。4、测读水位：标尺的零点已固定在活塞园心的高程上。当测压管内液面稳定后，记录测压管内液面标尺读数，即hc值以及恒定水箱液面读数H。5、测定流量：利用体积时间法，在上回水管的出口处测量射流流量。测流时间要求尽可能长。6、根据测试数据现场计算结果，要求1介于1.021.05间。7、改变水头重复实验：逐次打开不同高度上的溢水孔盖，改变管嘴的作用水头。调节调速器，使

11、溢流量适中，待水头稳定后，按35步骤重复进行实验。 8、实验完成后先关闭关闭电源，将仪器恢复到实验前状态。五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)1、基本参数：管嘴内径：d= ，活塞直径：D= ,管嘴型形心高程： m 2、记录计算：次序体积V(m3)时间t(s)流量Q（m3/s）活塞作用水头hc（m）恒定水箱液面高程（m）管嘴作用水头（m）射流流速（m/s）动量力（N）动量修正系数流量系数123456六、实验结果及分析1、动量修正系数是否等于1，为什么？2、带翼片的平板在射流作用下获得力矩，这对分析射流冲击无翼片的平板沿x方向的动量方程有无影响，为什么？3、滑动摩擦力为什么可以忽略不计？试用

12、实验验证。开课实验室： 年 月 日学院年级、专业、班姓名成绩课程名称流体力学（II）实验项目名 称实验四局部水头损失实验指导教师教师评语教师签名：年 月 日一、实验目的1、掌握三点法、四点法量测局部阻力系数的技能；2、验证圆管突然扩大局部阻力系数公式及突然缩小局部阻力系数经验公式；3、加深对局部阻力损失机理的理解。二、实验原理1、能量守恒： 2、突然扩大： 实测：， 其中： 理论（包达公式）： ， 3、突然缩小： 实测：， 其中：， 经验： ， 三、使用仪器、材料实验仪器： 自循环供水系统、突然扩大与突然缩小实验管道仪器元件：测压管、滑动量尺等流体介质：水、气图3 局部阻力实验仪四、实验步骤1

13、、熟悉实验仪器，记录有关参数。2、打开电源供水，待恒压水箱溢流后全开流量调节阀，排除实验管道内气体；排净后关闭调节阀，检查测压管液面是否齐平（允许误差1mm）。3、全开流量调节阀，待流量稳定后测记流量、测压管液面读数。注意：扩大管道中2、3、4点测压管液面读数应反应h2h3h4,不可相等，更不可后点测管读数大于前点测管读数；且hf2-3hf3-4。4、调节流量4次，照步骤3再行测试。5、关闭流量调节阀，再次检查测压计液面是否齐平，若否，需重新实验；若是，关闭电源，将仪器恢复到实验前状态。五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)1、基本参数、常数：管道直径：d1= cm；d2=d3=d4= ；

14、d5=d6= 测点间距：L1-2=12；L2-3=24；L3-4=12；L4-b=6；Lb-5=6；L5-6=6局部阻力系数（理论、经验）： ，2、 记录计算：表1 局部水头损失实验数据记录表 单位：序号体积V(3)时间t(s)流量Q（3/s）测压管读数12345612345表2 局部水头损失实验计算表 单位：阻力形式序号流量Q（3/s）前断面后断面前后断面沿程阻力损失实测局部阻力损失值实测局部阻力系数理论局部阻力损失值总水头H总水头H突然扩大12345突然缩小12345六、实验结果及分析1、结合实验成果，分析比较突扩与突缩在相应条件下的局部损失大小关系；2、不同Re的突扩是否相同? 3、在管

15、径比变化相同的条件下，其突扩是否定大于突缩？4、结合流动仪演示的水力观象，分析局部阻力损失机理何在？产生突扩与突缩局部损失阻力损失的主要部位在哪里?怎样减小局部阻力损失?开课实验室： 年 月 日学院年级、专业、班姓名成绩课程名称流体力学（II）实验项目名 称实验五孔口与管嘴出流实验指导教师教师评语教师签名：年 月 日一、实验目的1、掌握孔口与管嘴出流的流量系数、流速系数、侧收缩系数、局部阻力系数的量测技能；2、通过测试，了解进口形状对孔口管嘴出流能力的影响。2、 实验原理 流量系数： 收缩系数： 流速系数： 阻力系数： 三、使用仪器、材料实验仪器： 自循环供水系统、孔口与管嘴仪器元件：测压管、

16、游标卡尺、防溅旋板、移动触头等流体介质：水、气图4 孔口管嘴出流实验仪1.自循环供水器； 2.实验台；3.可控硅无极调速器； 4.恒压水箱；5.溢流板；6.稳水孔板； 7.孔口管嘴（图内小字标号1#喇叭口管嘴，2#直角进口管嘴，3#锥形管嘴，4#孔口）；8.档水旋板；9.测量孔口射流收缩直径的移动触头；10.上回水槽；11.标尺；12.测压管。四、实验步骤1、熟悉实验仪器，记录有关参数。2、启动电源供水，待恒压水箱溢流后打开1#圆角管嘴，恒定液面稳定后测记恒定液面高程标尺读数H1、流量Q，完毕后堵塞1#管嘴。 3、依照上法，打开2#管嘴，测记恒定液面高程标尺读数H1及流量Q,观察和量测直角管嘴

17、出流时的真空度，完毕后堵塞2#管嘴。4、打开3#圆锥形管嘴，测记H1及Q，完毕后堵塞33管嘴。5、打开4#孔口，观察孔口出流现象，测定H1及Q，并照下述方法测记孔口收缩断面直径：松开孔口两边的移动触头螺丝，先移动一边触头将其与水股切向接触后旋紧螺丝，再移动另一边触头使之与水股切向接触并旋紧螺丝，然后用档水旋板关闭孔口，用卡尺测量触头间距，即为射流直径。五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)1、记录计算有关参数：圆角管嘴d1= cm , 出口高程读数 cm，直角管嘴 d2= cm , 圆锥管嘴 d3= cm , 出口高程读数 cm，孔 口 d4= cm 。2、记录计算表：分类项目1#圆角管嘴2#直角管嘴3#圆嘴管嘴4#孔口水面读数H1（cm）体积V（cm3）时间t（s）流量Q（cm3/s）平均流量Q（cm3/s）作用水头H0（cm）面积A（cm2）流量系数测管读数H2（cm）真空度Hv（cm）收缩直径dc（cm）收缩断面Ac（cm2）收缩系数流速系数阻力系数流股形态注: 流股形式：（1）光滑圆柱；（2）紊散；（3）圆柱形麻花状扭变；（4）具有侧收缩的光滑圆柱；（5）其他形式。六、实验结果及分析1、结合观测不同类型孔口管嘴出流流股特征，分析流量系数不同的原因及增大过流能力的途径。