《流体力学综合实验》指示书(2014年版)选编.doc

流体力学综合 实 验 指 示 书 向文英 江岸 城市建设与环境工程学院 二O一四年十一月 目 录 实验一 流体静力学实验 实验二 不可压缩恒定流能量方程实验 实验三 文丘里流量系数校正实验 实验四 不可压缩恒定流动量方程 实验五 沿程水头损失实验 实验六 局部水头损失实验 实验七 孔口与管嘴出流实验 实验八 雷诺与渗流实验 实验九 水面曲线与流动现象演示实验 实验十 明渠流动与堰流实验  PAGE  PAGE 0 实验一 流体静力学实验 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： 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、实验仪器设备 实验仪器：流体静力学实验仪 仪器元件：测压管、U型测压管、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： 流体静力学实验仪 实验要求 1、熟练并能准确进行测压管的读数； 2、控制与测定液面的绝对压强或相对压强； 3、分析测定介质容重； 4、验证静力学基本方程； 5、由等压面原理分析压差值。 五、实验步骤与方法 1、熟悉实验装置各部分的功能与作用； 2、打开通气阀，使液面与大气相通。记录水箱液面高程和测压管液面高程。 3、液面增压。关闭通气阀、放水阀、截止阀，用打气球加压，记录水箱液面高程和测压管液面高程，计算各点压强、、及各点测压管水头、、；继续加压数次并记录计算。 4、液面减压。关闭通气阀和截止阀，打开放水阀放出一定水量后关闭放水阀，记录水箱液面高程和测压管液面高程，计算各点压强、、及各点测压管水头、、；继续减压数次并记录计算。 5、分别加压三次，使U型测压管中水面与油水交界面齐平，记录水箱液面高程和测压管液面高程并计算其平均值，要求三次差值间的误差≤2mm。 6、分别减压三次，使U型测压管中水面与油面齐平，记录水箱液面高程和测压管液面高程并计算其平均值，要求三次差值间的误差≤2mm。 7、计算油容重。 六、实验记录及数据处理 1、基本参数： 测点标高： cm， cm， cm 基准面选在： 测点位能： cm， cm， cm 水溶重： N/cm3 2、记录计算： 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11 2 3 1 2 3 表2 油容重测量与计算成果表 单位：cm 实验条件次数水箱液面高程 测压管液面高程 ∣-∣∣-∣ 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 七、问题及分析 1、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。 实验二 不可压缩恒定流能量方程实验 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、毕托管点流速：