工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 含說(shuō)明

1、流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明1、 每個(gè)班5人一組，每組選做2個(gè)實(shí)驗(yàn)；2、 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：東二樓老樓一樓流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室（進(jìn)大門(mén)左手邊）；3、4、 實(shí)驗(yàn)完成后第八周由各班班長(zhǎng)將實(shí)驗(yàn)報(bào)告上交至張維處。（實(shí)驗(yàn)報(bào)告中只需寫(xiě)做過(guò)的兩個(gè)試驗(yàn)）工 程 流 體 力 學(xué) 實(shí) 驗(yàn)指 導(dǎo) 書(shū) 與 報(bào) 告 班級(jí)：_ 姓名：_華 中 科 技 大 學(xué) 船 海 學(xué) 院性 能 實(shí) 驗(yàn) 室(一) 不可壓縮流體恒定流能量方程(伯諾里方程)實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?1驗(yàn)證流體恒定總流的能量方程； 2通過(guò)對(duì)動(dòng)水力學(xué)諸多水力現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)分析研討，進(jìn)一步掌握有壓管流中動(dòng)水力學(xué)的能量轉(zhuǎn)換特性；3掌握流速、流量、壓強(qiáng)等動(dòng)水力學(xué)水力要素的實(shí)驗(yàn)量測(cè)技能。 二、實(shí)驗(yàn)裝

2、置 本實(shí)驗(yàn)的裝置如圖21所示。說(shuō)明本儀器測(cè)壓管有兩種： 1畢托管測(cè)壓管(表21中標(biāo)*的測(cè)壓管)，用以測(cè)讀畢托管探頭對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)的總水頭，須注意一般下H與斷面總水頭不同(因一般)，它的水頭線只能定性表示總水頭變化趨勢(shì)； 2普通測(cè)壓管(表21未標(biāo)*者)，用以定量量測(cè)測(cè)壓管水頭。實(shí)驗(yàn)流量用閥13 調(diào)節(jié)，流量由體積時(shí)間法(量筒、秒表另備)、重量時(shí)間法(電子稱另備)或電測(cè)法測(cè)量(以下實(shí)驗(yàn)類同)。 三、實(shí)驗(yàn)原理 在實(shí)驗(yàn)管路中沿管內(nèi)水流方向取n個(gè)過(guò)水?dāng)嗝??？梢粤谐鲞M(jìn)口斷面(1)至另一斷面(i)的能量方程式(i=2，3，n)取，選好基準(zhǔn)面，從已設(shè)置的各斷面的測(cè)壓管中讀出值，測(cè)出通過(guò)管路的流量，即可計(jì)算出斷面平均流速

3、及，從而即可得到各斷面測(cè)管水頭和總水頭。 四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟 1熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備，分清哪些測(cè)管是普通測(cè)壓管，哪些是畢托管測(cè)壓管，以及兩者功能的區(qū)別。 2打開(kāi)開(kāi)關(guān)供水，使水箱充水，待水箱溢流，檢查調(diào)節(jié)閥關(guān)閉后所有測(cè)壓管水面是否齊平。如不平則需查明故障原因(例連通管受阻、漏氣或夾氣泡等)并加以排除，直至調(diào)平。 3打開(kāi)閥13，觀察思考 1)測(cè)壓管水頭線和總水頭線的變化趨勢(shì)；2)位置水頭、壓強(qiáng)水頭之間的相互關(guān)系；3)測(cè)點(diǎn)(2)、(3)測(cè)管水頭同否?為什么? 4)測(cè)點(diǎn)(12)、(13)測(cè)管水頭是否不同?為什么? 5)當(dāng)流量增加或減少時(shí)測(cè)管水頭如何變化? 4調(diào)節(jié)閥13開(kāi)度，待流量穩(wěn)定后，測(cè)記各測(cè)壓管液面讀數(shù)，

4、同時(shí)測(cè)記實(shí)驗(yàn)流量(畢托管供演示用，不必測(cè)記讀數(shù))。 5改變流量2次，重復(fù)上述測(cè)量。其中一次閥門(mén)開(kāi)度大到使19號(hào)測(cè)管液面接近標(biāo)尺零點(diǎn)。 五、實(shí)驗(yàn)成果及要求 1記錄有關(guān)常數(shù)均勻段D1= cm 縮管段D2= cm 擴(kuò)管段D3= cm水箱液面高程 cm 上管道軸線高程 cm實(shí)驗(yàn)裝置臺(tái)號(hào)No_表2.1 管徑記錄表測(cè)點(diǎn)編號(hào)1*23456*78*9101112*1314*1516*1718*19管徑cm兩點(diǎn)間距cm4466413.5610291616注：(1)測(cè)點(diǎn)6、7所在斷面內(nèi)徑為D2，測(cè)點(diǎn)16、17為D3，余均為D1。 (2)標(biāo)“*”者為畢托管測(cè)點(diǎn)(測(cè)點(diǎn)編號(hào)見(jiàn)圖22)。 (3)測(cè)點(diǎn)2、3為直管均勻流段同

5、一斷面上的兩個(gè)測(cè)壓點(diǎn)，10、11為彎管非均勻流段同一斷面上的兩個(gè)測(cè)點(diǎn)。2量測(cè)()并記人表2.2表2.2 測(cè)記()數(shù)值表 (基準(zhǔn)面選在標(biāo)尺的零點(diǎn)上) 單位：cm測(cè)點(diǎn)編號(hào)234579101113151719QCm3/s實(shí)驗(yàn)次序123 3計(jì)算流速水頭和總水頭。 4繪制上述成果中最大流量下的總水頭線EE和測(cè)壓管水頭線PP(軸向尺寸參見(jiàn)圖2.2，總水頭線和測(cè)壓管水頭線可以繪在圖2.2上)。 提示： 1PP線依表22數(shù)據(jù)繪制，其中測(cè)點(diǎn)10、11、13數(shù)據(jù)不用； 2EE線依表23(2)數(shù)據(jù)繪制，其中測(cè)點(diǎn)10、11數(shù)據(jù)不用； 3在等直徑管段EE與PP線平行。圖2.2六、成果分析及討論 1測(cè)壓管水頭線和總水頭線

6、的變化趨勢(shì)有何不同?為什么? 2流量增加，測(cè)壓管水頭線有何變化?為什么? 3測(cè)點(diǎn)2、3和測(cè)點(diǎn)10、11的測(cè)壓管讀數(shù)分別說(shuō)明了什么問(wèn)題?4試問(wèn)避免喉管(測(cè)點(diǎn)7)處形成真空有哪幾種技術(shù)措施?分析改變作用水頭(如抬高或降低水箱的水位)對(duì)喉管壓強(qiáng)的影響情況。 5畢托管所顯示的總水頭線與實(shí)測(cè)繪制的總水頭線一般都略有差異，試分析其原因。表2.3 計(jì)算數(shù)值表(1) 流速水頭管徑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) 總水頭() 單位：cm測(cè)點(diǎn)編號(hào)Q(cm3/s)實(shí)驗(yàn)次序

7、123(二)不可壓縮流體恒定流動(dòng)量定律實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?1驗(yàn)證不可壓縮流體恒定流的動(dòng)量方程； 2. 通過(guò)對(duì)動(dòng)量與流速、流量、出射角度、動(dòng)量矩等因素間相關(guān)性的分析研討，進(jìn)一步掌握流體動(dòng)力學(xué)的動(dòng)量守恒定理； 3了解活塞式動(dòng)量定律實(shí)驗(yàn)儀原理、構(gòu)造，進(jìn)一步啟發(fā)與培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的能力。 二、實(shí)驗(yàn)裝置本實(shí)驗(yàn)的裝置如圖31所示。 自循環(huán)供水裝置1由離心式水泵和蓄水箱組合而成。水泵的開(kāi)啟、流量大小的調(diào)節(jié)均由調(diào)速器3控制。水流經(jīng)供水管供給恒壓水箱5，溢流水經(jīng)回水管流回蓄水箱。流經(jīng)管嘴6的水流形成射流，沖擊帶活塞和翼片的抗沖平板9，并以與入射角成90o的方向離開(kāi)抗沖平板?？箾_平板在射流沖力和測(cè)壓管8中的水壓

8、力作用下處于平衡狀態(tài)。活塞形心水深hc可由測(cè)壓管8測(cè)得，由此可求得射流的沖力，即動(dòng)量力F。沖擊后的棄水經(jīng)集水箱7匯集后，再經(jīng)上回水管10流出，最后經(jīng)漏斗和下回水管流回蓄水箱。 為了自動(dòng)調(diào)節(jié)測(cè)壓管內(nèi)的水位，以使帶活塞的平板受力平衡并減小摩擦阻力對(duì)活塞的影響，本實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)用了自動(dòng)控制的反饋原理和動(dòng)摩擦減阻技術(shù)，其構(gòu)造如下：帶活塞和翼片的抗沖平板9和帶活塞套的測(cè)壓管8如圖3.2所示，該圖是活塞退出活塞套時(shí)的分部件示意圖?；钊行脑O(shè)有一細(xì)導(dǎo)水管a，進(jìn)口端位于平板中心，出口端伸出活塞頭部，出口方向與軸向垂直。在平板上設(shè)有翼片b，活塞套上設(shè)有窄槽c。 圖3.2 圖3.3 工作時(shí)，在射流沖擊力作用下，水流經(jīng)

9、導(dǎo)水管a向測(cè)壓管內(nèi)加水。當(dāng)射流沖擊力大于測(cè)壓管內(nèi)水柱對(duì)活塞的壓力時(shí)，活塞內(nèi)移，窄槽c關(guān)小，水流外溢減少，使測(cè)壓管內(nèi)水位升高，水壓力增大。反之，活塞外移，窄槽開(kāi)大，水流外溢增多，測(cè)管內(nèi)水位降低，水壓力減小。在恒定射流沖擊下，經(jīng)短時(shí)段的自動(dòng)調(diào)整，即可達(dá)到射流沖擊力和水壓力的平衡狀態(tài)。這時(shí)活塞處在半進(jìn)半出、窄槽部分開(kāi)啟的位置上，過(guò)a流進(jìn)測(cè)壓管的水量和過(guò)c外溢的水量相等。由于平板上設(shè)有翼片b，在水流沖擊下，平板帶動(dòng)活塞旋轉(zhuǎn)，因而克服了活塞在沿軸向滑移時(shí)的靜摩擦力。 為驗(yàn)證本裝置的靈敏度，只要在實(shí)驗(yàn)中的恒定流受力平衡狀態(tài)下，人為地增減測(cè)壓管中的液位高度，可發(fā)現(xiàn)即使改變量不足總液柱高度的±5(約

10、0.5lmm)，活塞在旋轉(zhuǎn)下亦能有效地克服動(dòng)摩擦力而作軸向位移，開(kāi)大或減小窄槽c，使過(guò)高的水位降低或過(guò)低的水位提高，恢復(fù)到原來(lái)的平衡狀態(tài)。這表明該裝置的靈敏度高達(dá)0.5，亦即活塞軸向動(dòng)摩擦力不足總動(dòng)量力的5。 三、實(shí)驗(yàn)原理 恒定總流動(dòng)量方程為取脫離體如圖3.3所示，因滑動(dòng)摩擦阻力水平分力，可忽略不計(jì)，故x方向的動(dòng)量方程化為即 式中： 作用在活塞形心處的水深； D活塞的直徑； Q射流流量； 射流的速度； 動(dòng)量修正系數(shù)。 實(shí)驗(yàn)中，在平衡狀態(tài)下，只要測(cè)得流量Q和活塞形心水深hc，由給定的管嘴直徑d和活塞直徑D，代入上式，便可率定射流的動(dòng)量修正系數(shù)值，并驗(yàn)證動(dòng)量定律。其中，測(cè)壓管的標(biāo)尺零點(diǎn)已固毫在活塞

11、的園心處，因此液面標(biāo)尺讀數(shù)，即為作用在活塞園心處的水深。 四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟 1準(zhǔn)備 熟悉實(shí)驗(yàn)裝置各部分名稱、結(jié)構(gòu)特征、作用性能，記錄有關(guān)常數(shù)。 2開(kāi)啟水泵 打開(kāi)調(diào)速器開(kāi)關(guān)，水泵啟動(dòng)23分鐘后，關(guān)閉23秒鐘，以利用回水排除離心式水泵內(nèi)滯留的空氣。 3調(diào)整測(cè)壓管位置 待恒壓水箱滿頂溢流后，松開(kāi)測(cè)壓管固定螺絲，調(diào)整方位，要求測(cè)壓管垂直、螺絲對(duì)準(zhǔn)十字中心，使活塞轉(zhuǎn)動(dòng)松快。然后旋轉(zhuǎn)螺絲固定好。 4測(cè)讀水位 標(biāo)尺的零點(diǎn)已固定在活塞園心的高程上。當(dāng)測(cè)壓管內(nèi)液面穩(wěn)定后，記下測(cè)壓管內(nèi)液面的標(biāo)尺讀數(shù)，即hc值。 5測(cè)量流量 用體積法或重量法測(cè)流量時(shí)，每次時(shí)間要求大于20秒，若用電測(cè)儀測(cè)流量時(shí)，則須在儀器量程范圍

12、內(nèi)。均需重復(fù)測(cè)三次再取均值。 6改變水頭重復(fù)實(shí)驗(yàn) 逐次打開(kāi)不同高度上的溢水孔蓋，改變管嘴的作用水頭。調(diào)節(jié)調(diào)速器，使溢流量適中，待水頭穩(wěn)定后，按35步驟重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 7驗(yàn)證對(duì)的影響 取下平板活塞，使水流沖擊到活塞套內(nèi)，調(diào)整好位置，使反射水流的回射角度一致，記錄回射角度的目估值、測(cè)壓管作用水深hc和管嘴作用水頭Ho。五、實(shí)驗(yàn)成果及要求1記錄有關(guān)常數(shù)。 實(shí)驗(yàn)裝置臺(tái)號(hào)NO_管嘴內(nèi)徑d= cm，活塞直徑D= cm。2設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)參數(shù)記錄、計(jì)算表，并填入實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。3取某一流量，繪出脫離體圖，闡明分析計(jì)算的過(guò)程。 六、實(shí)驗(yàn)分析與討論 1實(shí)測(cè)(平均動(dòng)量修正系數(shù))與公認(rèn)值()符合與否？如不符合，試分析原因。 2帶

13、翼片的平板在射流作用下獲得力矩，這對(duì)分析射流沖擊無(wú)翼片的平板沿x方向的動(dòng)量方程有無(wú)影響?為什么? 3若通過(guò)細(xì)導(dǎo)水管的分流，其出流角度與相同，對(duì)以上受力分析有無(wú)影響？ 4滑動(dòng)摩擦力為什么可以忽略不計(jì)?試用實(shí)驗(yàn)來(lái)分析驗(yàn)證的大小，記錄觀察結(jié)果。(提示：平衡時(shí)，向測(cè)壓管內(nèi)加入或取出1mm左右深的水量，觀察活塞及液位的變化)。 5若不為零，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶來(lái)什么影響？試結(jié)合實(shí)驗(yàn)步驟7的結(jié)果予以說(shuō)明。測(cè)次體積V時(shí)間T管嘴作用水頭Ho活塞作用水頭Hc流量Q流速v動(dòng)量力F動(dòng)量修正系數(shù)123(三)畢托管測(cè)速實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?1通過(guò)對(duì)管嘴淹沒(méi)出流點(diǎn)流速及點(diǎn)流速系數(shù)的測(cè)量，掌握用畢托管測(cè)量點(diǎn)流速的技能； 2.

14、 了解普朗特型畢托管的構(gòu)造和適用性，并檢驗(yàn)其量測(cè)精度，進(jìn)一步明確傳統(tǒng)流體力學(xué)量測(cè)儀器的現(xiàn)實(shí)作用。 二、實(shí)驗(yàn)裝置 本實(shí)驗(yàn)的裝置如圖41所示。圖41 畢托管買驗(yàn)裝置圖 1自循環(huán)供水器； 2實(shí)驗(yàn)臺(tái)； 3可控硅無(wú)級(jí)調(diào)速器； 4水位調(diào)節(jié)閥； 5恒壓水箱； 6管嘴； 7畢托管； 8尾水箱與導(dǎo)軌； 9測(cè)壓管； 10測(cè)壓計(jì)； 11滑動(dòng)測(cè)量尺(滑尺)； 12上回水管。 說(shuō)明 經(jīng)淹沒(méi)管嘴6，將高低水箱水位差的位能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能，并用畢托管測(cè)出其點(diǎn)流速值。測(cè)壓計(jì)10的測(cè)壓管1、2用以測(cè)量高、低水箱位置水頭，測(cè)壓管3、4用以測(cè)量畢托管的全壓水頭和靜壓水頭。水位調(diào)節(jié)閥4用以改變測(cè)點(diǎn)的流速大小。三、實(shí)驗(yàn)原理 (4.1)式中

15、u畢托管測(cè)點(diǎn)處的點(diǎn)流速； c畢托管的校正系數(shù)； 畢托管全壓水頭與靜水壓頭差。 (4.2)聯(lián)立求解上兩式可得 (4.3)式中 u測(cè)點(diǎn)處流速，由畢托管測(cè)定； 測(cè)點(diǎn)流速系數(shù)； H管嘴的作用水頭。 四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟 1準(zhǔn)備 (a)熟悉實(shí)驗(yàn)裝置各部分名稱、作用性能，搞清構(gòu)造特征、實(shí)驗(yàn)原理。(b)用醫(yī)塑管將上、下游水箱的測(cè)點(diǎn)分別與測(cè)壓計(jì)中的測(cè)管1、2相連通。(c)將畢托管對(duì)準(zhǔn)管嘴，距離管嘴出口處約23cm，上緊固定螺絲。 2開(kāi)啟水泵 順時(shí)針打開(kāi)調(diào)速器開(kāi)關(guān)3，將流量調(diào)節(jié)到最大。 3排氣 待上、下游溢流后，用吸氣球(如醫(yī)用洗耳球)放在測(cè)壓管口部抽吸，排除畢托管及各連通管中的氣體，用靜水匣罩住畢托管，可檢查測(cè)

16、壓計(jì)液面是否齊平，液面不齊平可能是空氣沒(méi)有排盡，必須重新排氣。 4測(cè)記各有關(guān)常數(shù)和實(shí)驗(yàn)參數(shù)，填入實(shí)驗(yàn)表格。 5改變流速 操作調(diào)節(jié)閥4并相應(yīng)調(diào)節(jié)調(diào)速器3，使溢流量適中，共可獲得三個(gè)不同恒定水位與相應(yīng)的不同流速。改變流速后，按上述方法重復(fù)測(cè)量。 6完成下述實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目： (1)分別沿垂向和沿流向改變測(cè)點(diǎn)的位置，觀察管嘴淹沒(méi)射流的流速分布； (2)在有壓管道測(cè)量中，管道直徑相對(duì)畢托管的直徑在610倍以內(nèi)時(shí)，誤差在25以上，不宜使用。試將畢托管頭部伸入到管嘴中，予以驗(yàn)證。 7實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，按上述3的方法檢查畢托管比壓計(jì)是否齊平。 五、實(shí)驗(yàn)成果及要求實(shí)驗(yàn)裝置臺(tái)號(hào)No_表4.1 記錄計(jì)算表 校正系數(shù)c= ，k=

17、 cm0.5/s實(shí)驗(yàn)次序上、下游水位差(cm)畢托管水頭差(cm)測(cè)點(diǎn)流速(cm/s)測(cè)點(diǎn)流速系數(shù)h1h2Hh3h4h六、實(shí)驗(yàn)分析與討論1利用測(cè)壓管測(cè)量點(diǎn)壓強(qiáng)時(shí)，為什么要排氣?怎樣檢驗(yàn)排凈與否？2畢托管的壓頭差h和管嘴上、下游水位差H之間的大小關(guān)系怎樣?為什么？3所測(cè)的流速系數(shù)說(shuō)明了什么？4據(jù)激光測(cè)速儀檢測(cè)，距孔口23cm軸心處，其點(diǎn)流速系數(shù)為0996，試問(wèn)本實(shí)驗(yàn)的畢托管精度如何？如何率定畢托管的校正系數(shù)c？5普朗特畢托管的測(cè)速范圍為0.22m/s，流速過(guò)小過(guò)大都不宜采用，為什么？另，測(cè)速時(shí)要求探頭對(duì)正水流方向(軸向安裝偏差不大于10度)，試說(shuō)明其原因(低流速可用傾斜壓差計(jì))。6為什么在光、聲

18、、電技術(shù)高度發(fā)展的今天，仍然常用畢托管這一傳統(tǒng)的流體測(cè)速儀器？（四）雷諾實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?觀察層流、紊流的流態(tài)及其轉(zhuǎn)換特征；2測(cè)定臨界雷諾數(shù)，掌握?qǐng)A管流態(tài)判別準(zhǔn)則；3學(xué)習(xí)古典流體力學(xué)中應(yīng)用無(wú)量綱參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的方法，并了解其實(shí)用意義。二、實(shí)驗(yàn)裝置本實(shí)驗(yàn)的裝置如圖51所示。 圖51 自循環(huán)雷諾實(shí)驗(yàn)裝置圖 1自循環(huán)供水器； 2實(shí)驗(yàn)臺(tái)； 3可控硅無(wú)級(jí)調(diào)速器； 4恒壓水箱； 5有色水水管； 6穩(wěn)水孔板； 7溢流板； 8實(shí)驗(yàn)管道； 9實(shí)驗(yàn)流量調(diào)節(jié)閥。 供水流量由無(wú)級(jí)調(diào)速器調(diào)控使恒壓水箱4始終保持微溢流的程度，以提高進(jìn)口前水體穩(wěn)定度。本恒壓水箱還設(shè)有多道穩(wěn)水隔板，可使穩(wěn)水時(shí)間縮短到35分鐘。有色水經(jīng)

19、有色水水管5注入實(shí)驗(yàn)管道8，可據(jù)有色水散開(kāi)與否判別流態(tài)。為防止自循環(huán)水污染，有色指示水采用自行消色的專用色水。 三、實(shí)驗(yàn)原理四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟1. 測(cè)記本實(shí)驗(yàn)的有關(guān)常數(shù)。2. 觀察兩種流態(tài)。打開(kāi)開(kāi)關(guān)3使水箱充水至溢流水位，經(jīng)穩(wěn)定后，微微開(kāi)啟調(diào)節(jié)閥9，并注入顏色水于實(shí)驗(yàn)管內(nèi)，使顏色水流成一直線。通過(guò)顏色水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)觀察管內(nèi)水流的層流流態(tài)，然后逐步開(kāi)大調(diào)節(jié)閥，通過(guò)顏色水直線的變化觀察層流轉(zhuǎn)變到紊流的水力特征，待管中出現(xiàn)完全紊流后，再逐步關(guān)小調(diào)節(jié)閥，觀察由紊流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鞯乃μ卣鳌?3. 測(cè)定下臨界雷諾數(shù)。 (1) 將調(diào)節(jié)閥打開(kāi)，使管中呈完全紊流，再逐步關(guān)小調(diào)節(jié)閥使流量減小。當(dāng)流量調(diào)節(jié)到使顏色水在全

20、管呈現(xiàn)出一穩(wěn)定直線時(shí)，即為下臨界狀態(tài)； (2) 待管中出現(xiàn)臨界狀態(tài)時(shí)，用體積法或電測(cè)法測(cè)定流量； (3) 根據(jù)所測(cè)流量計(jì)算下臨界雷諾數(shù)，并與公認(rèn)值(2320)比較，偏離過(guò)大，需重測(cè)； (4) 重新打開(kāi)調(diào)節(jié)閥，使其形成完全紊流，按照上述步驟重復(fù)測(cè)量不少于三次； (5) 同時(shí)用水箱中的溫度計(jì)測(cè)記水溫，從而求得水的運(yùn)動(dòng)粘度。注意：a、 每調(diào)節(jié)閥門(mén)一次，均需等待穩(wěn)定幾分鐘；b、 關(guān)小閥門(mén)過(guò)程中，只許漸小，不許開(kāi)大；c、 隨出水流量減小，應(yīng)適當(dāng)調(diào)小開(kāi)關(guān)（右旋），以減小溢流量引發(fā)的擾動(dòng)。4. 測(cè)定上臨界雷諾數(shù)。逐漸開(kāi)啟調(diào)節(jié)閥，使管中水流由層流過(guò)渡到紊流，當(dāng)色水線剛開(kāi)始散開(kāi)時(shí)，即為上臨界狀態(tài)，測(cè)定上臨界雷諾

21、數(shù)l2次。五、實(shí)驗(yàn)成果及要求1記錄、計(jì)算有關(guān)常數(shù)： 管徑d= cm， 水溫 t 運(yùn)動(dòng)粘度 v= 計(jì)算常數(shù) K= 2整理、記錄計(jì)算表表51實(shí)驗(yàn)次序顏色水線形態(tài)水體積V()時(shí)間T(s)流量雷諾數(shù)閥門(mén)開(kāi)度增()或減（)備注實(shí)測(cè)下臨界雷諾數(shù)(平均值) 注：顏色水形態(tài)指：穩(wěn)定直線，穩(wěn)定略彎曲，直線擺動(dòng)，直線抖動(dòng)，斷續(xù)，完全散開(kāi)等 六、買驗(yàn)分析與討論 1流態(tài)判據(jù)為何采用無(wú)量綱參數(shù)，而不采用臨界流速? 2為何認(rèn)為上臨界雷諾數(shù)無(wú)實(shí)際意義，而采用下臨界雷諾數(shù)作為層流與紊流的判據(jù)?實(shí)測(cè)下臨界雷諾數(shù)為多少? 3雷諾實(shí)驗(yàn)得出的園管流動(dòng)下臨界雷諾數(shù)為2320，而目前有些教科書(shū)中介紹采用的下臨界雷諾數(shù)是2000，原因何在

22、? 4試結(jié)合紊動(dòng)機(jī)理實(shí)驗(yàn)的觀察，分析由層流過(guò)渡到紊流的機(jī)理何在? 5分析層流和紊流在運(yùn)動(dòng)學(xué)特性和動(dòng)力學(xué)特性方面各有何差異?（五）局部阻力損失實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?1掌握三點(diǎn)法、四點(diǎn)法量測(cè)局部阻力系數(shù)的技能； 2通過(guò)對(duì)圓管突擴(kuò)局部阻力系數(shù)的包達(dá)公式和突縮局部阻力系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析，熟悉用理論分析法和經(jīng)驗(yàn)法建立函數(shù)式的途徑； 3加深對(duì)局部阻力損失機(jī)理的理解。 二、實(shí)驗(yàn)裝置 本實(shí)驗(yàn)裝置如圖81所示圖81 局部阻力系數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置圖1自循環(huán)供水器； 2實(shí)驗(yàn)臺(tái)； 3可控硅無(wú)級(jí)凋速器； 4恒壓水箱； 5溢流板； 6穩(wěn)水孔板； 7突然擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)管段； 8測(cè)壓計(jì)； 9滑動(dòng)測(cè)量尺； 10測(cè)壓管； 11突然收縮實(shí)驗(yàn)管段； 12實(shí)驗(yàn)流量調(diào)節(jié)閥實(shí)驗(yàn)管道由小大小三種已知管徑的管道組成，共設(shè)有六個(gè)測(cè)壓孔，測(cè)孔13和36分別測(cè)量突擴(kuò)和突縮的局部阻力系數(shù)。其中測(cè)孔1位于突擴(kuò)界面處，用以測(cè)量