流体力学实验报告

《流体静力学实验》实验报告

三、使用仪器、材料

使用仪器：盛水密闭容器、连通管、测压管、U 形测压管、真空测压管、通气阀、截止阀、加 压打气球、减压阀等。 使用材料：油 、水

四、实验步骤 记录数据：1、记下测点标高▽a=2.10、 ▽b=-2.90、▽c=-5.90。 2、基准标高选在测压管零刻度线 ZA=2.1cm ZB=-2.9cm ZC=-5.9cm。 3、水溶重 9.087× N/cm ³ 10-³ 。 步 骤：1、P。=0,测▽0、▽H。 0:液面高程，▽H 测压管液面高程) (▽ 。打开通气阀，使水箱液 面与大气相通，此时 P0 =0(▽=▽H) 。 2、 P0 >0,共连续加压 3 次，每次测定▽0、▽H 。 3、 P0 <0,共连续减压 3 次，每次测定▽0、▽H。 油容重的测定： 1、 测定计 h 1 :测 3 次▽0、▽H,计算 h 1 =│▽0-▽H│。关闭通气阀，大气加压是 U 型管 内的水面与油水界面齐平，测▽0、▽H。 2、 测计 h2:公测 3 次，▽0、▽H,计算 h2=|▽0-▽H|,关闭通气阀，大开放水阀慢慢放水， 直到 U 型管的水面与油面齐平，关闭放水阀，测▽0、▽H。

五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等) 1.流体静压强测量记录 序 号 水箱液 面▽0 测压管 液面的 ▽H 压强水头 PA/γ PB/γ PC/γ ZA+ PAγ 测压管水头 ZB +PBγ ZC+ PC/γ

页 面 条件 P0=0

1 1

P0>0

2 3 1

P0<0

2 3

2.油容重测量记录 次数 1 P0>0 2 3 1 P0<0 2 3 水乡液面高 程 测压管液面 高程 │▽0-▽H│ │▽0-▽H│ 的 平均值 油容重

六、实验结果及分析

《不可压缩流体恒定流动的能量方程实验》实验报告

三、使用仪器、材料 使用器材： 1.恒压水箱、溢流板 2.稳水孔板 3.可控硅无极调速器 4.实验管道(包括三种管径管道。文丘 里管、直角弯管、突阔突缩管和阀门) 5.流量调节阀 6.接水盒 7.回水管 8.测压计等

四、实验步骤 1.熟悉实验仪器，分清普通测验管和测速管及两者功能上的区别。 2.打开电源，启动供水系统，水箱供水至溢满，排净试验管道内的空气后关闭流量调节阀。 检查所有的测压管液面是否齐平，若不齐平需查明原因并排出气体。 3.全开流量调节阀，使测压管的液面尽可能接近标尺零点，待流动稳定后记录各测压管与测 速管液面读数；同步定时测量时段流出水体的体积，并计算流量 2~3 次取平均。 4.逐级调节流量调节阀的开度，调节流量，待流动稳定后，测度测压管与测速管液面读数； 按与步骤 3 相同的方法同步测算流量。改变流量调节阀的开度，测取 3 组不同的流量，计入表中。 5.实验完毕后，先关闭流量调节阀，检查所有的测压管液面是否平齐；如不平齐表明实验有 故障，应排除故障重新实验。确认无误后，关闭电源，将仪器恢复到实验前状态。 6.比较均匀流与非均匀流断面的测压管水头值。 7.分析计算各断面的流速水头、测压管水头与总水头，从而计算沿程水头损失与局部水头损 失，并比较突然扩大与缩小的测压管水头与其水头损失。 8.在均匀流断面上，推求测算管处的流速，将测试与计算成果列于表中。

五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等) 1.记录有关参数

d1

cm, d 2

cm, d 3

cm

2.流量计算表： 序号 1 2 3 测点页面读数与断面能量置换的测算表 位置水 测点 头 Z/cm 压强水头 P/γ (cm) 速度水 头 测压管水头 总水头 H= H p + v /2g (cm)2

质量 m/kg

时间 t/cm

流量 Q(㎝ 3/s)

平均流量 Q(㎝ 3/s)

测压管 水头差

水头损失hw H

H p =Z+P/γ(cm)

v 2 /2g(cm)

H p(cm)

(cm)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

毕托管测速计算表： 毕托管测点编号 毕托管读数 测压管读数 毕托管点流速 u/(cm/s) 3.绘制测压管水头线、总水头线 4.实验数据分析及计算 ①测点 2、3 位于均匀流段同一断面上，测压水管水头 H p 均为 cm(偶有毛细影响相差 0.1mm) ,表明均匀流同断面上，其动水压强按静水压强规律分布。而测点 10、11 在弯管的急变 流断面上，测压管水头差为 cm,这表明急变流断面上离心惯性力对测压管水头影响很大。由 6(7) 8(9) 12(13) 14(15) 16(17) 18(19)

于能量方程推导时的限制条件之一是“质量力只有重力”,而在急变流断面上其质量力，除重力外， 还有离心惯性力，故急变流断面不能选作能量方程的计算断面。在绘制总水头线时，测点 10、11 应舍弃。 ②突然扩大的局部水头损失：取 7、9 点，hj=2 2 2

cm; cm。

理论上 hj′= ((d1 / d 2 ) 1) v / (2 g ) = 突然缩小的局部水头损失：取 5、7 点，hj=理论上 hj′=0.5 (1 (d 2

cm; cm。

2 / d1 )2 )v2 / (2 g ) =

可见突然扩大的局部水头损失毕理论值大，突然缩小的局部水头损失比理论值小。 六、实验结果及分析

《文丘里流量计实验》实验报告

d1 2Q ( d1 d2 42 2

2 g[( z1

p1

)4 1

p2 g ) ( z 2 g )] K h2

(3)

式中，K 为文丘里流量计常数 K d1

2g ( d1 4 ) 1 d2

4

△h 为两断面测压管水头差

h ( z1

p1 p ) (z2 2 ) g g

由式(3)算得的流量为不考虑阻力的理论流量，即 Q=Q 理论，而实际通过的流量 Q 实际 恒小于 Q 理论，引入一无量纲系数 对所测流量 Q 理论进行校正。 即： (4) Q =

Q = K h理论

式(4)中的 为文丘里管的流量系数。 通过实验测得实际流量 Q 及水头差△h,便可以测得文丘里管的流量系数

=

Q K h

(5)

三、使用仪器、材料 使用仪器：自循环供水器(循环水泵) 、恒压水箱、溢流板、稳水孔板、可控硅无极调速器、 试验管道、文丘里流量计、流量调节阀、接水盒、回水管、复式压差计、滑动测量尺等。

四、实验步骤 1.熟悉实验仪器，记录有关参数。 2.启动电源供水，全开流量调节阀，排除管道内的气体。同时，观察复式压差计液面是否全 部处于滑动测量尺标尺读数范围内，若是则进行步骤 4,否则按步骤 3 调整。 3.关闭流量调节阀，待复式压差计液面稳定后逐次松开亚茶几上的两气阀，使 1、4 测压管液 面大约在 28.5cm,2、3 测压管液面大约为 24.5cm 后拧紧压差计气阀，然后全开流量调节阀，检 查压差计液面在标尺上的读数范围，直至符合要求为止。 4.校核。关闭流量调节阀，检查复式压差计的压差和是否为零，即△h= h1-h2 +h3-h4=0.由于 毛细现象的存在，容许校核后读数△h《0.2cm。否则重复 2、3 步骤。 5.全开流量调节阀，待读数稳定后读复式压差计读数，同时测算流量，并记录。 6.改变流量调节阀的开度，调节流量，重复步骤 5,每组取 6 个不同的流量。 7.实验完毕，关闭流量调节阀，再次校核复式压差计压差和是否在容许误差内。若超过容许 误差，则应当排除故障重新实验，确确认无误后关闭电源，将仪器恢复到实验前状态。 五、实验过程原始记录

六、实验结果及分析

《局部水头损失》实验报告

三、使用仪器、材料 1.自循环供水器 2.实验台 3.可控硅无级调速器 4.恒压水箱 5.溢流板 6.稳水孔板 7 突然扩大试验管段 8.测压针 9.滑动标尺 10 测压管 11.突然收缩试验管段 12 实验流量调 节阀

四、实验步骤 1、 熟悉有关仪器，记录有关参数。 2、 打开电源供水，带水箱溢流恒定后全开流量调节阀，排除实验管道中的滞留气体。管道内气 体排净后关闭流量调节阀，检查测压管液面是否齐平 3、 全开流量调节阀，待流量稳定后，测记测压管读数，同时用体积法测记流量，并计算通过各 管道的流速，同时读取测压管液面读数。 4、 调节流量调节阀开度，逐级放大流量，重复步骤 3,测试 5 组流量，并计入表中。 5、 实验完成后关闭泄水阀，检查测压管液面是否齐平，否则，需重做。齐平后关闭电源，将仪 器恢复到实验前状态。

五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等) 1.记录计算有关参数、常数 测点管段直径： d 1 测点间距： l1 2 2.实验数据记录表： 序 号 1 2 3 4 5 实验数据计算表： 局部 阻力 形式 号 序 流量 前断面α

cm, d 2 d 3 d 4 cm, l 3 4

cm, d 5 d 6 cm, l 4 b

cm, cm, l 5 6 cm

cm, l 2 3

cm, l b 5

体积

时间

流量 Q/ (cm ³ /s)

测压管读数

V/(cm ³ )

t/(s)

h1

h2

h3

h4

h5

h6

后断面α

实测沿 程损失

实测局 部损失

实测局 部阻力 系数 δ

理论 局部 损失

Q/(cm³ /s)

v² /2g

总水 头H

v² /2g

总水 头H

hf

hj

hj′1 2 突然 3 扩大 4 5 1 2 突然 3 缩小 4 5

六、实验分析与讨论