2014水力学实验学生指导书.docVIP

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、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。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记录。实验结束后，认真处理数据，并编写项目齐全、整洁、清楚的实验报告。、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，不准大声喧哗。3爱护各种仪器设备，轻拿轻放，不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。保持实验室卫生，实验完毕，一切动用物品应恢复原样实验数据记录经指导教师签字后方可离开实验室。、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。　　实验报告文句力求简明，书写清楚，正确使用标点。实验中应填写出班级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2．实验原理3实验4．数据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。 2、显示文丘里流量计、孔板流量计、圆弧进口管咀流量计以及壁面冲击、圆弧形弯道等串联流道纵剖面上的流动图像。 3、显示30°弯头、直角圆弧弯头、直角弯头、45°弯头以及非自由射流等流段纵剖面上的流动图像。 4、显示30°弯头、分流、合流、45°弯头，YF一溢流阀、闸阀及蝶阀等流段纵剖面上的流动图谱。其中YF一溢流阀固定，为全开状态，蝶阀活动可调。 5、显示明渠逐渐扩散，单圆柱绕流、多圆柱绕流及直角弯道等流段的流动图像。 6、显示明渠渐扩、桥墩形钝体绕流、流线体绕流、直角弯道和正反流线体绕流等流段上的流动图谱。 7、显示“双稳放大射流阀”流动原理。 二、实验原理 1、在逐渐扩散段可看到由边界层分离而形成的旋涡，且靠近上游喉颈处，流速越大，涡旋尺度越小，紊动强度越高；而在逐渐收缩段，无分离，流线均匀收缩，亦无旋涡，由此可知，逐渐扩散段局部水头损失大于逐渐收缩段。 在突然扩大段出现较大的旋涡区，而突然收缩只在死角处和收缩断面的进口附近出现较小的旋涡区。表明突扩段比突缩段有较大的局部水头损失(缩扩的直径比大于O.7时例外)，而且突缩段的水头损失主要发生在突缩断面后部。 由于本仪器突缩段较短，故其流谱亦可视为直角进口管咀的流动图像。在管咀进口附近，流线明显收缩，并有旋涡产生，致使有效过流断面减小，流速增大。从而在收缩断面出现真空。 在直角弯道和壁面冲击段，也有多处旋涡区出现。尤其在弯道流中，流线弯曲更剧，越靠近弯道内侧，流速越小。且近内壁处，出现明显的回流，所形成的回流范围较大，将此与ZL一2型中圆角转弯流动对比，直角弯道旋涡大，回流更加明显。 2、文丘里流量计的过流顺畅，流线顺直，无边界层分离和旋涡产生。在孔板前，流线逐渐收缩，汇集于孔板的孔口处，只在拐角处有小旋涡出现，孔板后的水流逐渐扩散，并在主流区的周围形成较大的旋涡区。由此可知，孔板流量计的过流阻力较大；圆弧进口管嘴流量计入流顺畅，管嘴过流段上无边界层分离和旋涡产生：在圆形弯道段，边界层分离的现象及分离点明显可见，与直角弯道比较，流线较顺畅，旋涡发生区域较小。 3、在每一转弯的后面，都因边界层分离而产生旋涡。转弯角度不同，旋涡大小、形状各异。在圆弧转弯段，流线较顺畅，该串联管道上，还显示局部水头损失叠加影响的图谱。在非自由射流段，射流离开喷口后，不断卷吸周围的流体，形成射流的紊动扩散。 在此流段上还可看到射流的“附壁效应”现象。 4、在转弯、分流、合流等过流段上，有不同形态的旋涡出现。合流涡旋较为典型，明显干扰主流，使主流受阻，这在工程上称之为“水塞”现象。为避免“水塞”，给排水技术要求合流时用45°三通连接。闸阀半开，尾部旋涡区较大，水头损失也大。蝶阀全开时，过流顺畅，阻力小，半开时，尾涡紊动激烈，表明阻力大且易引起振动。蝶阀通常检修用，故只允许全开或全关。 5、单圆柱绕流时的边界层分离状况，分离点位置、卡门涡街的产生与发展过程以及多圆柱绕流时的