流动现象综合演示实验.ppt.ppt

一、实验目的与要求 1．观察虹吸现象的产生、急变流断面的测压管水头变化，增强感性认识； 2．加深理解能量转换原理及其作用； 3．了解虹吸阀在工程实际中的应用，提高理论联系实际的能力，培养创新意 之五、 虹吸原理演示实验 * 二、实验设备 1、测点 2、虹吸管 3、测压计 4、测压管 5、高位水箱 6、调速器 7、水泵 8、底座 9、吸水管 10、溢水管 11、测压计水箱 12、滑尺 13、抽气咀 14、低位水箱 15、流量调节阀 * 三、实验现象与原理 1、虹吸管工作原理 虹吸管的流体运动遵循伯努利方程，实验中沿流程观察可知，水的位能、压能、动能三者之间有明显的互相转换，这是虹吸管的特征。 例如水流自测点③（进口附近）流到测点④，其 ，在流动中部分压能转换成动能和点④的位能，结果点④出现了真空（ ）。又根据弯管流量计测读出的流量，可分别算出点③、④的总能量E3 和E4 ，且明显有E3 E4，表明流动中存在水头损失。类似地，水自点⑥流到点⑦、⑧的过程中，又明显出现位能向压能的转换现象。 * 2、虹吸管的起动 虹吸管在启用前由于管内有空气，水不连续就不能工作，为此，启用时，必须把虹吸管中的空气抽除。本仪器通过测孔⑨自动抽气。因虹吸管透明，起动过程清晰可见。实验中有两点值得 注意：一是抽气孔应设在高管段未端，例点⑨；二是虹吸管的最大吸出高度不得超过10 m，为安全计，一般应小于6～7m。 3、真空度的沿程变化 由测压排显示可知真空度沿流程逐渐增大，到测点⑥附近，真空度最大，此后，由于位能转化为压能，真空度又逐渐减小。 * 4、测压管水头沿程变化 本虹吸仪所显示的测压管的水柱高度不全是测压管高度。所谓测压管水头是指 ，而测压管高度是仅指 。 本实验中所显示的测管①、②、③和⑧的标尺读数，若基准面选在标尺零点上，则都是测压管水头。而测管④～⑦所显示的水柱高度是（ ）值。因此测管液面高程即表示真空度的沿程变化规律。管④～⑦的液柱高差，代表相应测点的位置高度差与相应断面间的水头损失之代数和。如④、⑤两点的测管液柱高度差值，由能量方程可知，。 因总水头（ ）沿流程恒减，而流速水头（ ）在虹吸管中沿程不变，故测压管水头（ ）沿流程亦逐渐减小。 * 四、实验分析与讨论 1. 虹吸管的最大安装高程控制点在哪里？ 2．为什么急变流断面不能被选作能量方程的计算断面 * 一、实验目的与要求 1.观察水击的产生和水击波的传播； 2.观测水击压强的大小，了解水击扬水的原理； 3.了解消除水击危害的工作原理和基本方法。 之六 、水击综合实验 * 二、实验设备 1.恒压水箱 2.水击扬水机出水管 3.气压表 4.扬水机截止阀 5.压力室 6.调压筒 7.水泵 8.水泵吸水管 9.供水管 10.调压筒截止阀 11.水击发生阀 12.逆止阀 13.水击室 14.集水箱 15.底座 16.回水管 * 三、实验现象与原理 1.水击的产生和传播 启动水泵，把集水箱中的水送入恒压供水箱1中，水箱1内设有溢流板和回水管，能使水箱中的水位保持恒定。工作水流自水箱1经供水管9和水击室13，再通过水击发生阀11的阀孔流出，回到集水箱14。 实验时，先先全关调压筒截止阀10和扬水机截止阀4，触发（即向下压）水击发生阀11。当水流通过阀11时，水的冲击力使阀11上移关闭而快速截止水流，因而在供水管9的末端首先产生最大的水击升压，并使水击室13同时承受到这一水击压强。水击升压以水击波的形式迅速沿着压力管道9向上游传播，到达进口以后，由进口反射回来一个减压波，使管9末端和水击室13内发生负的水击压强。 * 本实验设备能通过阀11和逆止阀12的动作过程观察到水击波的来回传播变化现象。即阀11关闭，产生水击升压，使逆止阀12克服压力室5的压力而瞬时开启，水也随即注入压力室5内，并可看到压力表3随着产生压力波动。然后，在进口传来的负水击作用下，水击室13的压强低于压力室5，使逆止阀12关闭，同时，负水击又使阀11下移而开启。这一动作过程既能观察到水击波的传播变化现象，又能使本实验仪保持往复的自动工作状态，即当阀11再次开启后，水流又经阀孔流出，回复到初始工作状态。这样周而复始，阀11不断地启闭，水击现象就不断地重复发生。 2.水击压强的定量观测 水击可在极短的时间内产生很大的压强，犹如重锤锤击管道一