水力学工程流体力学-河北农业大学.DOC

水力学工程流体力学 实验指导书及实验报告 河北农业大学城乡建设学院水力学教研室 目 录 （一）不可压缩流体恒定流能量方程（伯诺里方程）实验 1 （二）不可压缩流体恒定流动量定律实验 4 （三）雷诺实验 8 （四）文丘里实验 10 （五）局部水头损失实验 14 （六）孔口与管嘴出流实验 18 （七）沿程水头损失实验 21 （一）不可压缩流体恒定流能量方程（伯诺里方程）实验 一．实验目的 1.掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技术； 2.验证恒定总流的能量方程； 3.通过对动水力学诸多水力现象的实验分析研究，进一步掌握有压管流中动水力学的能量转换特性。 二．实验装置： 本实验的装置如图1.1所示，图中： 1.自循环供水器；2.实验台；3.可控硅无级调速器；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.实验管道；11.测压点；12.毕托管；13.实验流量调节阀。 三．实验原理： 在实验管路中沿管内水流方向取个过水断面，可以列出进口断面（1）至断面（）的能量方程式（） 取，选好基准面，从已设置的各断面的测压管中读出值，测出通过管路的流量，即可计算出断面平均流速及，从而即可得到各断面测管水头和总水头。 四．实验方法与步骤： 1.熟悉实验设备，分清各测压管与各测压点，毕托管测点的对应关系。 2.打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流后，检查泄水阀关闭时所有测压管水面是否齐平，若不平则进行排气调平（开关几次）。 3．打开阀13，观察测压管水头线和总水头线的变化趋势及位置水头、压强水头之间的相互关系，观察当流量增加或减少时测管水头的变化情况。 4.调节阀13开度，待流量稳定后，侧记各测压管液面读数，同时测记实验流量（与毕托管相连通的是演示用，不必测记读数）。 5.再调节阀13开度1～2次，其中一次使阀门开度最大（以液面降到标尺最低点为限），按第4步重复测量。 五．实验成果及要求： 实验台号 1.把有关常数记入表1.1 表1.1 有关常数记录表 水箱液面高程 cm,上管道轴线高程 cm。 测点编号 1＊ 2 3 4 5 6＊ 7 8＊ 9 10 11 12＊ 13 14＊ 15 16＊ 17 18＊ 19 管径cm 两点间距cm 4 4 6 6 4 13.5 6 10 29 16 16 注：（1）打“＊”者为毕托管测点（测点编号见图1.2） （2）2、3为直管均匀流段同一断面上的二个测压点，10、11为弯管非均匀流段同一断面上的二个测点。 2.量测（）并记入表1.2。 表1.2 测记（）数值表 （基准面选在标尺的零点上） 测点编号 Q(cm3/s) 实验 次数 1 2 3 表1.3 计算数值表 （1）流速水头 管径d (cm) Q= (cm3/s) Q= (cm3/s) Q= (cm3/s) A (cm2) V (cm/s) (cm) A (cm2) V (cm/s) (cm) A (cm2) V (cm/s) (cm) （2）总水头（） 测点编号 Q（cm3/s） 实验次数 1 2 3 3.计算流速水头和总水头。 4.绘制上述成果中最大流量下的总水头线和测压管水头线（轴向尺寸参见图1.2，总水头线和测压管水头线可以绘在图1.2上）。 六．成果分析与讨论: 1.测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？ 2.流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？ 3.测点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题？ 4.试问避免喉管（测点7）处形成真空有哪几种技术措施？分析改变作用水头（如抬高或降低水箱的水位）对喉管压强的影响情况。 5.由毕托管测量显示的总水头线与实测绘制的总水头线一般都有差异，试分析其原因。 （二）不可压缩流体恒定流动量定律实验 一．实验目的要求： 1.验证不可压缩流体恒定流的动量方程； 2.通过对动量与流速、流量、出射角度、动量矩等因素间相关性的分析研究，进一步掌握流体动力学的动量守恒特性； 3.了解活塞式动量定律实验仪原理、构造，进一步启发与培养创造性思维的能力。 二．实验装置： 本实验的装置如图2.1所示，图中： 1.自循环供水器；2.实验台；3.可控硅无级调速器；4.