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流体力学实 验 实验一 流体静力学实验 一、实验目的 1、观察测点的测压管水头 （位置水头与压强水头之和）， 加深对静压强公式的理解。 2、求未知液体的密度。 三、实验原理 由流体静力学公式 常数 （1-1） 可知，在不可压缩静止流体里，任意一点的位置水头与压强水头（称为测压管水头）之和是一个常数，测点A和B的位置高度不同，压强也不相同，但它们的测压管水头都相同，即测压管10和11的液面在同一水平面上，这就验证了流体静力学公式（1-1）。 流体静力学公式还可以写成 四、实验步骤 五、实验记录与计算 六、注意事项： 1、密封容器中的水面一定要高于B点，才能关闭密封阀门。 2、改变可移动容器的高度位置时，要等到各测压管液面高度稳定后才开始读数。如果测压管液面不能保持稳定，说明密封不严，应加以处理。 实验二 雷 诺 实 验 一、实验目的 1.观察液体在层流和紊流状态时流体质点的运动规律。 2.观察流体由层流变为紊流及由紊流变为层流的过渡过程。 3.测定液体在圆管中流动时的下临界雷诺数Recr。 二、实验装置 三、实验原理 流体在管道中流动，有两种不同的流动状态，其阻力性质也不同。在实验过程中，保持水箱的水位恒定，即水头H不变。如果管路中出水阀门C开启较小，在管路中就有稳定的平均流速V，微启红颜色水阀门B，这时红色水与自来水同步在管路中沿轴线向前流动，红颜色水呈一条红色直线，其流体质点没有垂直于主流方向的横向运动，红色直线没有与周围的液体混杂，层次分明地在管路中流动。此时，在流速较小而粘性较大和惯性力较小的情况下运动，为层流运动。如果将出水阀门C逐渐开大，管路中的红色直线出现脉动，流体质点还没有出现相互交换的现象，液体的流动呈临界状态。如果将出水阀门C继续开大，出现流体质点的横向脉动，使红色线完全扩散与自来水混合，此时流体的流动状态为紊流运动。 四、实验步骤 1、准备工作：将水箱充水至经隔板溢流流出，将进水阀门关小，继续向水箱供水，以保持水位高度H不变。 2、缓慢开启出水阀门C，使玻璃管中的水稳定流动，并开启红颜色水阀门B，使颜色水以微小流速在玻璃管内流动，呈层流状态。 3、开大出水阀门C，注意观察层流、过渡状态、紊流时颜色水状态。 4、使颜色水在玻璃管内的流动呈紊流状态，再逐渐关小出水阀门C，观察玻 璃管中颜色水刚刚出现脉动状态但还没有变为层流时，测定此时的流量。重复三次，即可算出下临界雷诺数。 五、实验记录与计算 五、实验记录与计算 六、思考题 1、实验时为什么要保持溢流状态？ 2、比较实测的临界雷诺数和工程上采的临界雷诺数，分析误差原因。 实验三 动量方程验证实验 一、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。 二、实验设备 实验设备及各部分名称见图2，实验中配有α=90°平面板和α=135° 及α= 180°的曲面板各一个，50克的法码一个。 三、实验原理 应用力矩平衡原理如图(3)所示：求射流对平板和曲面板的冲击力。 力矩平衡方程： 式中：F––射流作用力；L––作用力力臂； G––砝码质量； L1––砝码力臂。 恒定总流的动量方程为 若令， 且只考虑其中水平方向作用力，则可求得射流对平板或曲面板的作用力公式为： 四、实验步骤 1、记录管嘴直径和作用力力臂。 2、安装平面板，调节平衡锤位置，使杠杆处于水平状态（杠杆支点上的气泡居中）。 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。然后调节砝码位置，使杠杆处于水平状态，达到力矩平衡。记录砝码质量和力臂L1，计算实测冲击力F实。 4、用体积法测量流量Q用以计算理论冲击力。 5、将平面板更换为曲面板（α=135°及α=180°），测量水流对曲面板的冲击力并重新测量流量。 6、关闭水泵，排空水箱，取下砝码，结束实验。 五、实验记录与计算 六、注意事项 1、测量流量后，量筒内的水必须倒进接水器，以保证水箱循环水充足。 2、体积法测流量时，计时与量筒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。 七、思考题 1、 与 有差异，除实验误差外还有什么原因？ 2、实验中，平衡锤产生的力矩没有加以考虑，为什么？ * * 武汉科技大学建筑设备实验示范中心 二、实验装置 图1-1是本实验使用的静压强实验仪，它的主要设备是一个有机玻璃的密封容器，其内盛有水，容器顶有一个密封阀门。侧面开设有若干测压管，其中测压管10和11分别与