流体静力学实验与量测仪器.doc

PAGE 30 34 目录 流体静力学实验与量测仪器 均匀流与非均匀流的压强分布规律及不可压缩流体恒定流下的能量方程与文丘里实验 不可压缩流体恒定流动动量方程与孔口、管嘴出流实验 沿程水头损失与局部水头损失实验 演示实验 雷诺实验与紊流机理、流动阻力演示实验 堰流与水面曲线实验 文丘里流量计实验与孔口、管嘴出流实验 流体静力学实验与测量仪器 一、实验目的与意义 验证静力学的基本方程 学会使用测压管与差压计的量测技能 理解绝对压强与相对压强及毛细管现象 灵活应用静力学的基本知识进行实际工程量测 二、实验要求与测试内容 熟练并能准确进行测压管的读数 控制与测定液面的绝对压强或相对压强 分析测定介质容重 终验证静力学基本方程 由等压面原理分析压差值 三、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； EMBED Equation.3 ——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。 四、实验仪器与元件 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： 五、实验方法与步骤 实验过程中基本操作步骤如下： 熟悉实验装置各部分的功能与作用； 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； 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各点压强及液面压强p0； 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。 六、实验成果 实验测定与计算值如下内容： p0=0，a、b、c各测压管与U型测压管液面标高、压强水头、测压管水头； p00，a、b、c各测压管与U型测压管液面标高、压强水头、测压管水头； p00，a、b、c各测压管与U型测压管液面标高、压强水头、测压管水头；填入见下表1、2。 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 1 1 2 3 1 2 3 表1 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 - - 的平均值 油重 EMBED Equation.3 且U型测压管中水面与油水交界面齐平 1 2 3 且U型测压管中水面与油水交界面齐平 1 2 3 七、实验分析与讨论 在毛细管现象影响下，测压管的读数如何减少误差？ 静止流体中，不同断面测压管水头线如何变化？ 根据等压面原理，找出几个等压面。 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。 均匀流与非均匀流的压强分布规律及 不可压缩流体恒定流能量方程与文丘里流量实验 一、实验目的与意义 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； 验证不可压缩流体恒定流动中各种能量间的相互转换； 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； 理解比托管测速原理； 掌握文丘里流量计的测量流量的方法。 二、实验要求与测试内容 分析非均匀流动转弯段上过流断面的测压管水头的变化规律； 管路上各点的测压管水头线、总水头线、压差计液面高差的测定； 分析测定各断面的压强水头、流速水头与总水头值，及其相互转换； 测定管道实际通过流量； 自制比托管，测定相应点的点流速； 按文丘里管原理计算理论流量，流量系数。 三、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.比托管测定点流速： 4．文丘里管流量测量原理： 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； EMBED Equation.3 ——液体容重； ——两断面间的水头损失； EMBED Equation.3 ——两断面间的测压管水头差； EMBED Equation.3 ——比托管修正系数。 K——文丘里常数； ——流量系数。 四、实验仪器与元件 实验仪器： 测压管、测速管、差压计 仪器元件：自循环供水系统、滑动测量尺、放水阀、 流