水力學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書匯總

1、一、靜水壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、加深對(duì)水靜力學(xué)基本方程物理意義的理解，驗(yàn)證靜止液體中，不同點(diǎn)對(duì)于同一基準(zhǔn)面的測(cè)壓管水頭為常數(shù)（即 z p C ） g2、學(xué)習(xí)利用 U 形管測(cè)量液體密度。3、建立液體表面壓強(qiáng) p0 pa ， p0 pa 的概念，并觀察真空現(xiàn)象。4、測(cè)定在靜止液體內(nèi)部 A、B 兩點(diǎn)的壓強(qiáng)值。、實(shí)驗(yàn)原理在重力作用下，水靜力學(xué)基本方程為：z pg C它表明：當(dāng)質(zhì)量力僅為重力時(shí)，靜止液體內(nèi)部任意點(diǎn)對(duì)同一基準(zhǔn)面的 z 與 p 兩 g項(xiàng)之和為常數(shù)。重力作用下，液體中任何一點(diǎn)靜止水壓強(qiáng)p p0 gh ，p0 為液體表面壓強(qiáng)。p0 pa 為正壓； p0 pa為負(fù)壓，負(fù)壓可用真空壓強(qiáng) pv 或真空高

2、度 hv表示：pvp apabshvpgvg重力作用下，靜止均質(zhì)液體中的等壓面是水平面。利用互相連通的同一種 液體的等壓面原理，可求出待求液體的密度。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備在一全透明密封有機(jī)玻璃箱內(nèi)注入適量的水，并由一乳膠管將水箱與一可 升降的調(diào)壓筒相連。 水箱頂部裝有排氣孔 k1 ，可與大氣相通， 用以控制容器內(nèi)液 體表面壓強(qiáng)。若在 U 形管壓差計(jì)所裝液體為油， 油 水 ，通過升降調(diào)壓筒可四、實(shí)驗(yàn)步驟1、熟悉儀器，測(cè)記有關(guān)常數(shù)。2、將調(diào)壓筒旋轉(zhuǎn)到適當(dāng)高度， 打開排氣閥 k1 ，使水箱內(nèi)的液面與大氣相通， 此時(shí)液面壓強(qiáng) p0 pa 。待水面穩(wěn)定后，觀察各 U 形壓差計(jì)的液面位置，以驗(yàn)證 等壓面原理。3、

3、關(guān)閉排氣閥 k1 ，將調(diào)壓閥升至某一高度。 此時(shí)水箱內(nèi)的液面壓強(qiáng) p0 pa 觀察各測(cè)壓管的液面高度變化并測(cè)記液面標(biāo)高。4、繼續(xù)提高調(diào)壓筒，再做兩次。5、打開排氣閥 k1 ，使之與大氣相通，待液面穩(wěn)定后再關(guān)閉 k1 （此時(shí)不要移 動(dòng)調(diào)壓筒）6、將調(diào)壓筒降至某一高度。此時(shí) p0 pa 。觀察各測(cè)壓管的液面高度變化， 并測(cè)記標(biāo)高，重復(fù)兩次。7、將調(diào)壓筒升至適當(dāng)位置，打開排氣閥 k1 ，實(shí)驗(yàn)結(jié)束。五、注意事項(xiàng)1、升降調(diào)壓筒時(shí)，應(yīng)輕拉輕放，每次調(diào)壓高度不宜過大。2、在測(cè)記測(cè)壓管液面標(biāo)高時(shí)， 一定要待液面穩(wěn)定后再測(cè)讀數(shù)。 若 p0 未變而測(cè)壓管水面持續(xù)變化時(shí)，則表明閥門漏氣，應(yīng)采取修復(fù)措施。六、思考題1

4、、什么情況下 3、4 兩根測(cè)壓管的高度相同？2、液面標(biāo)高 43與 6 5 相等嗎？為什么？3、調(diào)壓筒的升降為什么能改變?nèi)萜鞯囊好鎵簭?qiáng) p0 ？4、實(shí)驗(yàn)時(shí)，密封容器內(nèi)的水面能不能低于 A 點(diǎn)，為什么？二、流線演示實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、應(yīng)用流動(dòng)演示儀演示各種不同邊界條件下的水流形態(tài)，以觀察在不同邊 界條件下的流線、旋渦等，增強(qiáng)對(duì)流體運(yùn)動(dòng)特性的認(rèn)識(shí)。2、應(yīng)用流動(dòng)演示儀演示水流繞過不同形狀物體的駐點(diǎn)、尾流、渦街現(xiàn)象及非自由射流等，增強(qiáng)對(duì)這些現(xiàn)象的感性認(rèn)識(shí)。、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器流線可以形象地顯示各種水流形態(tài)及其水流內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的特性。而通過 各種演示設(shè)備就可以演示出流線。 常用的有煙風(fēng)洞、 氫氣泡顯示設(shè)備，

5、及流動(dòng)演 示儀等?，F(xiàn)以流動(dòng)演示儀為例加以說明。圖 2-1 為流動(dòng)演示儀的示意圖，該儀器用有機(jī)玻璃制成，通過在水流中摻 氣的方法， 演示不同邊界條件下的多種水流現(xiàn)象， 并顯示相應(yīng)的流線。 整個(gè)儀器有不同的單元組成。 每個(gè)單元都是一套獨(dú)立的裝置， 可以單獨(dú)使用， 亦可同時(shí)使 用。三、實(shí)驗(yàn)步驟（一）、操作程序1、接通電源，打開開關(guān)。2、用調(diào)節(jié)進(jìn)氣量旋鈕， 調(diào) 節(jié)氣泡大小。（二）演示內(nèi)容型：顯示圓柱繞流等的流 線，該單元裝置能十分清楚地顯示出流體在駐點(diǎn)處的停滯現(xiàn)象、 邊界層分離狀態(tài) 分離狀況及卡門渦街現(xiàn)象。1、駐點(diǎn)：觀察流經(jīng)圓柱前端駐點(diǎn)處的小氣泡運(yùn)動(dòng)特性，可圖 2-1了解流速與壓強(qiáng)沿圓柱周邊的變化情況

6、。2、邊界層分離：流線顯示了圓柱繞流邊界層分離現(xiàn)象，可觀察邊界層分離點(diǎn)的位置及分離后的回流形態(tài)。3、卡門渦街：即圓珠柱的軸與水流方向垂直，在圓柱的兩個(gè)對(duì)稱點(diǎn)上產(chǎn)生邊界層分離， 然后不斷交替在圓柱下游兩側(cè)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)方向相反的旋渦， 并流向下 游。型：顯示橋墩、機(jī)翼繞流的流線。該橋墩為圓珠筆頭方尾的繞流體。水流在橋墩后的尾流區(qū)內(nèi)也產(chǎn)生卡門渦 街，并可觀察水流繞過機(jī)翼時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。型：顯示逐漸收縮、 逐漸擴(kuò)散及通過孔板 （或丁壩）縱剖面上的流線圖像。1、在逐漸收縮段，流線均勻收縮，無旋渦產(chǎn)生；在逐漸擴(kuò)散段可看到邊界 層層分離而產(chǎn)生明顯的漩渦。2、在孔板前，流線逐漸收縮，匯集于孔板的過流孔口處，只在拐角

7、處有一 小旋渦出現(xiàn)；孔板后水流逐漸擴(kuò)散，并在主流區(qū)周圍形成較大的旋渦回流區(qū)。型：顯示管道突然擴(kuò)大和突然收縮時(shí)的管道縱剖面上的流線圖像。1、在突然擴(kuò)大段出現(xiàn)強(qiáng)烈的旋渦區(qū)。2、在突然收縮段僅在拐角處出現(xiàn)旋渦。3、在直角轉(zhuǎn)變處，流線彎曲，越靠近彎道內(nèi)側(cè)流速越小，由于水流通道很 不暢順，回流區(qū)范圍較廣。四、注意事項(xiàng)此處注意調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥的進(jìn)氣量，使氣泡大小適中，流動(dòng)演示更清晰。五、思考題1、旋渦區(qū)與水流能量損失有什么關(guān)系？2、指出演示設(shè)備中的急變流區(qū)。3、空化現(xiàn)象為什么常常發(fā)生在旋渦區(qū)中？4、卡門渦街具有什么特征？對(duì)繞流物體有什么影響？三、能量 （伯努利 ）方程實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、觀察恒定流的情況下，當(dāng)管

8、道斷面發(fā)生改變時(shí)水流的位置勢(shì)能、壓強(qiáng)勢(shì)能、動(dòng)能的沿程轉(zhuǎn)化規(guī)律，加深對(duì)能量方程的物理意義及幾何意義的理解。2、觀察均勻流、漸變流斷面及其水流特征。3、掌握急變流斷面壓強(qiáng)分布規(guī)律。4、測(cè)定管道的測(cè)壓管水頭和總水頭值，并繪制管道的測(cè)壓管水頭線及總水 頭線。二、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)際液體在有壓管道中作恒定流動(dòng)時(shí)，其能量方程如下：2 z1 pg1 21vg122 z2 p2 2 v2 2 g 2 ghw它表明：液體在流動(dòng)的過程中，液體的各種機(jī)械能（單位位能、單位壓能和單位 動(dòng)能）是可以相互轉(zhuǎn)化的。 但由于實(shí)際液體存在粘性， 液體運(yùn)動(dòng)時(shí)為克服阻力而 要消耗一定的能量， 也就是一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能而散逸， 即水頭損

9、失。 因而 機(jī)械能應(yīng)沿程減少。對(duì)于均勻流和漸變流斷面，其壓強(qiáng)分布符合靜水壓強(qiáng)分布規(guī)律：z p C或 p p0 ghg但不同斷面的 C 值不同圖 3 1對(duì)于急變流，由于流線的曲率較大，因此慣性力亦將影響過水?dāng)嗝嫔系膲?強(qiáng)分布規(guī)律：上凸曲面邊界上的急變流斷面如圖 31(a), 離心力與重力方向相反，所以 p動(dòng) p 靜 。下凹曲面邊界上的急變流斷面如圖 31(b), 離心力與重力方向相同，所以 p動(dòng) p 靜 。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備及各部分名稱如圖 32 所示四、實(shí)驗(yàn)步驟1、分辯測(cè)壓管與畢托管檢查橡膠管接頭是否接緊2、啟動(dòng)抽水機(jī)，打開進(jìn)水閥，使水箱充水并保持溢流，使水位恒定。3、關(guān)閉尾閥 k ，檢查測(cè)

10、壓管和畢托管的液面是否齊平。若不平，則需要檢 查管路中是否存在氣泡并排出。4、打開尾閥 k ，量測(cè)測(cè)壓管及畢托管水頭。5、觀察急變流斷面 A和 B處的壓強(qiáng)分布規(guī)律。6、本實(shí)驗(yàn)共做三次。五、實(shí)驗(yàn)要求及注意事項(xiàng)1、在管流流量 Q 固定不變的情況下， 觀察管段內(nèi)流體在不同位置的測(cè)壓管 水頭線；2、在某一級(jí)穩(wěn)定流情況下，測(cè)定沿流各過水?dāng)嗝娴钠骄恢酶叨葄、測(cè)壓2管高度 p 、流速水頭 v 及總水頭 H 值。g 2g3、尾閥 k 開啟一定要緩慢，并注意測(cè)壓管中的水位的變化，不要使測(cè)壓管 水面下降太多，以免空氣倒吸入管路系統(tǒng)，影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)行。4、流速較大時(shí)，測(cè)壓管水面有脈動(dòng)現(xiàn)象，讀數(shù)要讀取均值。六、思考題1

11、、實(shí)驗(yàn)中哪個(gè)測(cè)壓管水面下降最大？為什么？2、畢托管中的水面高度能否低于測(cè)壓管中的水面高度？3、在逐漸擴(kuò)大的管路中，測(cè)壓管水頭線是怎樣變化的？四、動(dòng)量方程實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、測(cè)定管嘴噴射水流對(duì)平板或曲面板所施加的沖擊力。2、將測(cè)出的沖擊力與動(dòng)量方程計(jì)算出的沖擊力進(jìn)行比較，加深對(duì)動(dòng)量方程的理解。二、實(shí)驗(yàn)原理應(yīng)用力矩平衡原理如圖 4-1 ，求射流對(duì)平面和曲面板的作用力力矩平衡方程：FL GL1 ，GL1圖 4-1FL式中：F 射流作用力； L 作用力力臂； G 砝碼重量； L1 砝碼力臂。 恒定總流的動(dòng)量方程為 F Q( 2v2 1v1 ) ，若令 2 = 1=1，且只 考慮其中水平方向作用力，則可求

12、得射流對(duì)平 面板和曲面板的作用力公式為：F Qv(1 cos )式中： Q 管嘴的流量；v 管嘴的流速； 射流射向平面或曲面板后的偏轉(zhuǎn)角度。 90 時(shí)， F 平QvF平 水流對(duì)平面板的沖擊力；135 時(shí)， F Qv(1 cos135 ) 1.707 Qv 1.707F平180 時(shí)， F Qv(1 cos180 ) 2 Qv 2F平三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備及各部分名稱見圖 41四、實(shí)驗(yàn)步驟1、測(cè)記有關(guān)常數(shù)；2、安裝平面板，調(diào)節(jié)平衡錘位置，使杠桿處于水平狀態(tài)；3、啟動(dòng)抽水機(jī)，使水箱充滿水并保持溢流。此時(shí)； ，水流從管嘴射出，沖 擊平板中心，標(biāo)尺傾斜。加砝碼并調(diào)節(jié)砝碼位置，使杠桿處于水平狀態(tài)，達(dá)到力 矩

13、平衡。記錄砝碼質(zhì)量和力臂 L1 。4、用體積法測(cè)量流量 Q用以計(jì)算 F理 ；5、重復(fù)上述步驟一次；6、將平面板更換為曲面板 （135 及 180 ）又可實(shí)測(cè)和計(jì)算不同流量的作用力；7、關(guān)閉抽水機(jī)，將水箱中的水排空，砝碼從杠桿上取下，實(shí)驗(yàn)結(jié)束。五、注意事項(xiàng)及要求1、量測(cè)流量后，量筒內(nèi)的水必須倒進(jìn)接水器，以保證水箱循環(huán)水充足；2、測(cè)流量時(shí)，計(jì)時(shí)與量筒接水與離開均需要同步進(jìn)行，以減小流量的量測(cè)誤差；3、測(cè)流量一般測(cè)取兩次，取平均值，以消除誤差。六、思考題1、F實(shí) 與 F理有差異，除實(shí)驗(yàn)誤差外還有什么原因？2、流量很大與很小時(shí)，各對(duì)實(shí)驗(yàn)精度有什么影響？3、實(shí)驗(yàn)中，平衡錘產(chǎn)生的力矩沒有加以考慮，為什么？

14、五、雷諾實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、觀察層流和紊流的流動(dòng)特征及轉(zhuǎn)變情況，以加深對(duì)層流、紊流形態(tài)的感 性認(rèn)識(shí)。2、測(cè)定層流和紊流兩種流態(tài)的水頭損失與斷面平均流速之間的關(guān)系。3、繪制水頭損失 h f 和斷面平均流速的對(duì)數(shù)關(guān)系曲線， 并計(jì)算圖中的斜率 m 和臨界雷諾數(shù) Rec 。二、實(shí)驗(yàn)原理同一種液體在同一管道中流動(dòng)，當(dāng)流速不同時(shí)，液體在運(yùn)行中有兩種不同 的流態(tài)。當(dāng)流速較小時(shí)， 管中水流的全部質(zhì)點(diǎn)以平行而不互相混雜的方式分層流 動(dòng)，這種形態(tài)的游體流動(dòng)稱為層流。 當(dāng)流速較大時(shí)， 管中水流各質(zhì)點(diǎn)間發(fā)生相互 混雜的運(yùn)動(dòng)，這種形態(tài)的液體流動(dòng)稱為紊流。層流與紊流的沿程水頭損失規(guī)律不一樣，根據(jù)試驗(yàn)，水頭損失與斷面平均流

15、速之間的關(guān)系式用 hf kvm 表示，層流狀態(tài)時(shí)，沿程水頭損失大小與斷面平均 流速的 1 次方成正比，即 hf v1.0 ；而在紊流狀態(tài)時(shí)，沿程水頭損失大小與斷面 平均流速的 1.75 2.00 次方成正比，即 hf v1.75002.0。每大實(shí)驗(yàn)設(shè)備的管徑一定，當(dāng)水箱水位保持不變時(shí)，管內(nèi)即產(chǎn)生恒定流，沿程水頭損失 hf 與斷面平均流速 v 的關(guān)系可由能量方程導(dǎo)出：z12g21v12 p22 v2z2 2g2ghf當(dāng)管徑不變時(shí)， v1 v2，取 1 2 1.0 ，所以hf (z1 p1) (z2 p2 )hggh）值由壓差計(jì)讀取在圓管流動(dòng)中采用雷蔚為大觀數(shù)來判別流態(tài)：vd4 Q4R e kQ

16、； k dd式中： k系數(shù)； 水流的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)； d 圓管直徑； Q 流量當(dāng) Re Rec （下臨界雷諾數(shù)）時(shí)為層流狀態(tài)， Rec 2320 ；當(dāng)Re Re' c （上臨界雷諾數(shù)）時(shí)為層流狀態(tài)， Re'c在400012000 之間三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備及相應(yīng)部分的名稱見圖 5-1 所示圖 5 1 雷諾實(shí)驗(yàn)儀四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 觀察流動(dòng)狀態(tài)將進(jìn)水管打開使水箱充滿水，并保持溢流狀態(tài)；然后用尾閥調(diào)節(jié)流量，將 閥門以極慢速打開， 待水流穩(wěn)定后， 注入有色指示劑。 當(dāng)有色指示劑在試驗(yàn)管中 呈現(xiàn)一條穩(wěn)定而且明顯的流線時(shí)，管內(nèi)即為層流流態(tài)。隨后漸漸開大尾閥門，增大流量，這時(shí)有色指示劑開始顫動(dòng)、

17、彎曲，并逐 漸擴(kuò)散， 當(dāng)擴(kuò)散至全管， 水流紊亂到已看不清有以指示劑著色的流線時(shí)， 此時(shí)即 為紊流流態(tài)。2. 測(cè)定 hf v的關(guān)系及臨界雷諾數(shù)1) 熟悉儀器，測(cè)記有關(guān)常數(shù)。2) 檢查尾閥全關(guān)時(shí)，壓差計(jì)液面是否齊平，若不平，則需排氣調(diào)平。3) 將尾部閥門開至最大，然后逐步關(guān)小閥門，使管內(nèi)流量逐步減少；每改變一次流量，均待水流平穩(wěn)后，測(cè)定每次的流量、 水溫和試驗(yàn)段的水頭損失 (即壓差)。流量 Q 用體積法測(cè)量。用量筒量測(cè)水的體積 V，用秒表計(jì)時(shí)間 T。流量Q V 。相應(yīng)的斷面平均流速 v Q 。TA4) 流量用尾閥調(diào)節(jié)，共做 1015 次。當(dāng) Re <2500 時(shí)，為精確起見，每 次壓差減小值

18、只能為 35mm 。5) 用溫度計(jì)量測(cè)當(dāng)日的水溫， 由此可查得運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù) ，從而計(jì)算雷諾 數(shù)Re vd 。6) 相反，將調(diào)節(jié)閥由小逐步開大，管內(nèi)流速慢慢加大，重復(fù)上述步驟。五、注意事項(xiàng)1在整個(gè)試驗(yàn)過程中，要特別注意保持水箱內(nèi)的水頭穩(wěn)定。每變動(dòng)一次閥 門開度，均待水頭穩(wěn)定后再量測(cè)流量和水頭損失。2在流動(dòng)形態(tài)轉(zhuǎn)變點(diǎn)附近，流量變化的間隔要小些，使測(cè)點(diǎn)多些以便準(zhǔn)確 測(cè)定臨界雷諾數(shù)。3在層流流態(tài)時(shí)，由于流速 v 較小，所以水頭損失 hf 值也較小，應(yīng)耐心、 細(xì)致地多測(cè)幾次。同時(shí)注意不要碰撞設(shè)備并保持實(shí)驗(yàn)環(huán)境的安靜，以減少擾動(dòng)。六、思考題1要使注入的顏色水能確切反映水流狀態(tài)，應(yīng)注意什么問題 ? 2如果壓

19、差計(jì)用傾斜管安裝，壓差計(jì)的讀數(shù)差是不是沿程水頭損失hf 值?管內(nèi)用什么性質(zhì)的液體比較好 ?其讀數(shù)怎樣進(jìn)行換算為實(shí)際壓強(qiáng)差值 ?3為什么上、下臨界雷諾數(shù)值會(huì)有差別 ?4為什么不用臨界流速來判別層流和紊流 ?六、管道沿程水頭損失實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握測(cè)定管道沿程水頭損失系數(shù) 的方法；2、繪制沿程水頭損失與雷諾數(shù) Re 的對(duì)數(shù)關(guān)系曲線。、實(shí)驗(yàn)原理對(duì)通過一等直徑管道中的恒定水流， 在任意兩過水?dāng)嗝?1 1 、22 上寫能量方程，可得hf (z1 p1 / g ) (z2 p2 / g)同時(shí)，我們知道沿程水頭損失的表達(dá)式：hfd 2g則沿程水頭損失系數(shù) 為(z1 p1 / g ) (z2 p2 / g)

20、 hf 22l v2l v 2d 2gd 2g一般可認(rèn)為與相對(duì)粗糙度 ds 及雷諾數(shù) Re有關(guān)。即f( s ,Re)。d三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備及部分名稱如圖 6 1 所示四、實(shí)驗(yàn)步驟1、熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備，記錄有關(guān)常數(shù)。2、啟動(dòng)抽水機(jī)，打開進(jìn)水閥門，使水箱充水，并保持溢流，使水位恒定。3 、檢查尾閥 K 全關(guān)時(shí)，壓差計(jì)的液面是否齊平， 苦不平，則需要排氣調(diào)平4、調(diào)節(jié)尾閥 K，使流量在壓差計(jì)量程內(nèi)達(dá)到最大，待水流穩(wěn)定后記錄壓差 計(jì)讀數(shù)，水溫和量測(cè)其流量，流量用體積法量測(cè)。5、逐漸關(guān)閉尾閥 K，依次減少流量，量測(cè)各次流量和相應(yīng)的壓差值。共做 10 15 次。6、用溫度計(jì)測(cè)記本次實(shí)驗(yàn)的水溫 t。并查得相應(yīng)的

21、 值，從而可計(jì)算出相 應(yīng)于每次流量下的雷諾數(shù) Re 值。五、注意事項(xiàng)1、每次關(guān)閉尾閥 K 時(shí)要緩慢關(guān)閉，在層流時(shí)，壓差為 35mm，在紊流時(shí)， 壓差要適當(dāng)大些。2、由于水流紊動(dòng)原因， 壓差計(jì)液面有微小波動(dòng)， 當(dāng)流速較大時(shí)， 尢為顯著。 需待水流穩(wěn)定時(shí)，讀取，讀取上、下波動(dòng)范圍的平均值。3、測(cè)記水溫，求雷諾數(shù)時(shí)用開始和終了兩次水溫的平均值求。六、思考題1、如將實(shí)驗(yàn)管道傾斜安裝， 壓差計(jì)中的讀數(shù)差是不是沿程水頭損失 hf 值？2、隨著管道使用年限的增加，Re 關(guān)系曲線有什么變化？3、本實(shí)驗(yàn)中的物理量有 d、l、Q、hf 和水溫 t，其中哪些物理量的量測(cè)精 度對(duì) 值的誤差影響最大？4、如生產(chǎn)需要，擬

22、測(cè)定工業(yè)塑料管的 值，應(yīng)如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？七、管道局部水頭損失實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握測(cè)定管道局部水頭損失系數(shù)的方法。2、將管道局部水頭損失系數(shù)的實(shí)測(cè)值勤與理論值進(jìn)行比較；3、觀察管么突然擴(kuò)大時(shí)旋渦區(qū)測(cè)壓管水頭線的變化情況，以及其他各種邊 界突變情況下的測(cè)壓管水頭線的變化情況。二、實(shí)驗(yàn)原理由于邊界形狀的急劇改變，主流就會(huì)與邊界分離出現(xiàn)旋渦以及水流流速分布的改組，從而消耗一部分機(jī)械能。 單位重量液體的能量損失就是局部水頭損失邊界形狀的改變有水流斷面的突然擴(kuò)大或突然縮小，彎道及管路上安裝閥門等。hj局部水頭損失常用流速水頭與一系數(shù)的乘積表示：2g式中： 局部水頭損失系數(shù)， 也叫局部阻力系數(shù)。 系數(shù) 是流

23、動(dòng)形態(tài)與邊界形 狀的函數(shù)，即 = f （ Re，邊界形狀）。一般水流 Re數(shù)足夠大時(shí)， 可認(rèn)系數(shù) 不再隨Re 數(shù)而變化，而看作一常數(shù)。管道局部水頭損失目前僅有突然擴(kuò)大可采用理論分析，并可得足夠精確的結(jié)果。其他情況則需要用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)定 值。突然擴(kuò)大的局部水頭損失可應(yīng)用動(dòng)量方程與能量方程及連續(xù)方程聯(lián)合求解得到如下公式：hj2v22gA2( AA21 1)hj2v12g(1AA21)2式中：A1 和 v1 分別為擴(kuò)大段上游的斷面積和平均流速， A2和 v2 分別為突然擴(kuò)大 下游管段的斷面積和平均流速。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備及部分名稱如圖 71 所示。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、熟悉儀器，記錄有關(guān)常數(shù)。2、檢查各

24、測(cè)壓管的橡皮管接頭是否接緊3、啟動(dòng)抽水機(jī)，打開進(jìn)水閥門，使水箱充水，并保持溢流，使水位恒定4、檢查尾閥 K 全關(guān)時(shí)，測(cè)壓管的液面是否齊平， 若不平，則需要排氣調(diào)平。5、慢慢打開尾閥 K，使流量在測(cè)壓管量程范圍內(nèi)最大，待流動(dòng)穩(wěn)定后，記 錄測(cè)壓管液面標(biāo)高，用體積法測(cè)量流量。6、調(diào)節(jié)尾閥改變流量，重復(fù)三次。五、注意事項(xiàng)1、實(shí)驗(yàn)必須在水流穩(wěn)定后方可進(jìn)行。2、計(jì)算局部水頭損失系數(shù)時(shí)，應(yīng)注意選擇相應(yīng)的流速頭，所選量測(cè)斷面應(yīng) 選在漸變流段面上， 尢其下游斷面應(yīng)選在漩渦區(qū)的未端， 即主流恢復(fù)并充滿全管 的斷面上。六、思考題1、試分析實(shí)測(cè) hj 與理論計(jì)算 hj 有什么不同，原因何在？2、如果忽略管段的沿程損失 hf ，所測(cè)出的 值比實(shí)際的偏大還是偏??？在 工程中使用此值是否安全？3、在相同管徑變化條件下，相應(yīng)于同一流量，其突然擴(kuò)大的值是否一定大于突然縮小的 值？4、不同的 Re 數(shù)時(shí)，局部水頭損失系數(shù) 值是否相同？通常 值是否為一常數(shù)？八、文德里流量計(jì)及孔板流量計(jì)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解文德里和孔板流量計(jì)測(cè)流量的原理及其簡(jiǎn)單構(gòu)造。 2繪出壓差與流量的關(guān)系，確定文德里流量計(jì)和孔板流量計(jì)的系數(shù) 。 二、實(shí)驗(yàn)原理文德