水力學(xué)實驗指導(dǎo)書

1、本科教學(xué)實驗指導(dǎo)書水力學(xué)實驗易文敏編 寫李克鋒四川大學(xué)水利水電學(xué)院水力學(xué)與山區(qū)河流開發(fā)保護(hù)國家重點實驗室精品文檔前言水力學(xué)實驗課的基本任務(wù)是： 觀察分析水流現(xiàn)象，驗證所學(xué)理論，學(xué)會和掌握科學(xué)實驗的方法和操作技能， 培養(yǎng)整理實驗資料和編寫實驗報告的能力。在進(jìn)行實驗的過程中， 要注意培養(yǎng)自己的動手能力和獨立工作的能力。使每個實驗者有觀察現(xiàn)象，進(jìn)行操作和組織實驗的機(jī)會，并能獨立進(jìn)行整理分析實驗成果，受到實驗技能的基本訓(xùn)練。各項實驗分別介紹了每個實驗的目的、原理、實驗設(shè)備、步驟、注意事項，以及可供實驗者編寫實驗報告時參考的表格。 要求做好實驗后，實驗者要獨立認(rèn)真完成一份實驗報告，按時交指導(dǎo)教師批閱。為

2、了使實驗者能深入地掌握和鞏固有關(guān)實驗內(nèi)容， 每個實驗項目的結(jié)尾都列有一定數(shù)量的思考題， 供實驗者進(jìn)一步深入思考， 并要求在實驗報告中作出書面回答，隨實驗報告交指導(dǎo)教師審閱批改。1歡迎下載精品文檔實驗一靜水壓強(qiáng)一、實驗?zāi)康模?. 實測容器中的靜水壓強(qiáng) ;2. 測定 X 液體的容重；3. 通過實驗，掌握靜水壓強(qiáng)的基本方法和了解測壓計的應(yīng)用。二、實驗設(shè)備：測壓排調(diào)壓筒23456B如圖所示， 1 管和 2 管、 3 管和 4 管、 5 管和 6 管組成三支 U 型管，其中 5 管和 6 管組成的 U 型管裝 X 液體，其余 U 型管裝水。 1 管、 3 管和 5 管與大氣連通， 2 管、 4 管和 6

3、 管與水箱頂部連通。 3 管和 4 管組成的 U型管的底部與水箱的 A 點連通， 1 管和 2 管組成的 U型管的底部與水箱的 B 點連通。水箱底部與調(diào)壓筒連通。三、實驗原理：利用調(diào)壓筒的升降來調(diào)節(jié)水箱內(nèi)液體表面壓強(qiáng)和液體內(nèi)各點的壓強(qiáng)。1. 根據(jù)靜水壓強(qiáng)基本公式： p=p0+g h 可得pA=g水( 3- A)pB=g水( 1- B)2. 由于 2、4、6 管與水箱頂部連通，所以 2、4、6 管液面壓強(qiáng)與水箱液面壓強(qiáng)相同，于是可得：p0=g水 ( 1- 2)= g水（ 3- 4） =gX （5- 6）。2歡迎下載精品文檔gX =34g或gX =12g水水56563. 若水箱內(nèi)氣體壓強(qiáng) p0 p

4、a, 則 p1p2、 p3 p4、 p5 p6。當(dāng) p <pa 時，則水箱液體表面真空度pk=g水 （ 2- 1）用水柱高來表示為：hk= 2- 1四、實驗步驟：1. 認(rèn)真閱讀實驗?zāi)康囊?、實驗原理和注意事項?. 熟悉儀器，記錄常數(shù)。3. 第一種狀態(tài)，將調(diào)壓筒放到最底位置， 放開水箱頂部的彈簧夾， 使水箱內(nèi)部氣壓等于大氣壓， 然后夾上彈簧夾，使水箱內(nèi)部氣體與外界大氣隔斷。分三次調(diào)高調(diào)壓筒。每次調(diào)高后，等到水位穩(wěn)定后，記錄各測壓管水位讀數(shù)。4. 第二種狀況，將調(diào)壓筒放到最高位置， 放開水箱頂部的彈簧夾， 使水箱內(nèi)部氣壓等于大氣壓， 然后夾上彈簧夾，使水箱內(nèi)部氣體與外界大氣隔斷。分三次調(diào)低

5、調(diào)壓筒。每次調(diào)低后，等到水位穩(wěn)定后，記錄各測壓管水位讀數(shù)。記錄表格 ( 僅供參考 )AB = 8.5 cm = 0 cm狀態(tài)測次測壓管液面高程讀數(shù)（ cm） 1 2 3 4 5 610a2p>p310a2p<p3計算結(jié)果表： ( 僅供參考 )A 點相對壓強(qiáng)B 點相對壓強(qiáng)X 液體容重水箱氣體測(N/cm 3)22真空度 hk狀態(tài)次PA(N/cm )PB(N/cm )g =12g（ cm）pA=g水 （ 3- A） PB=g水 （ 1- B）水hk= 2- 1561p0 >pa231p0 <pa23。3歡迎下載精品文檔五、注意事項：1. 升降調(diào)壓筒時，不能用力過猛，以免損壞

6、儀器。2.測讀測壓管水面高程時應(yīng)迅速、準(zhǔn)確， 并一律以自由液面的凹面中心點位置為準(zhǔn)。觀測時，要保持眼睛、凹面中心點及刻度尺的刻度三者在同一水平面上，以排除讀數(shù)誤差。六、思考題：1. 簡述如何測定容器內(nèi)液體任意點的靜水壓強(qiáng)。2. 在什么狀態(tài)下， U型管兩邊的液面在同一水平面上。3. 在實驗中，調(diào)壓筒的作用是什么？。4歡迎下載精品文檔實驗二能量方程驗證實驗一、實驗?zāi)康模?. 實測有壓輸水管路中的數(shù)據(jù)， 繪制管路的測壓管水頭線和總水頭線， 以驗證能量方程并觀察測壓管水頭線沿程隨管徑變化的情況。2. 掌握“體積法”測流量的方法。3. 觀察彎道水流壓強(qiáng)分布規(guī)律。二、實驗設(shè)備：水箱尾閥溢流管量測水箱回水管

7、供水管水箱抽水機(jī)實驗裝置由實驗桌、供水系統(tǒng)、回水系統(tǒng)、量測裝置、實驗管道等組成。其中實驗管道由直管、手收縮漸變管、擴(kuò)散漸變管、彎管組成，在管道內(nèi)安裝有微型比托管，并有連通管與測壓管相連接，實驗管道壁上開有測壓孔，同樣有連通管與測壓管相連接。三、實驗原理：1. 在直管、漸變管壁上開的測壓孔所測的數(shù)值即是測壓孔所在位置斷面的測壓管水頭， 即 z+ p 。將各斷面的測壓管水頭水位沿流向g連接起來，即是測壓管水頭線。2. 用體積法可測出管道通過的流量，利用連續(xù)性方程可計算出各斷面的平均流速和流速水，將各斷面的測壓管水頭與該斷面流速水頭相加，即可得到該斷面的總水頭。各斷面的總水頭的連線，即為總水頭線。3

8、. 微型比托管所測的水頭為比托管管嘴所在位置的總水頭。5歡迎下載精品文檔四、實驗步驟：1. 熟悉實驗設(shè)備后，打開尾閥，接通電源，啟動供水系統(tǒng)。2. 等到供水穩(wěn)定后， 用吸耳球排除測壓管中的氣體。 關(guān)閉尾閥， 觀察測壓管中的水位是否在同一水平面上，判斷是否排完氣體。3. 打開尾閥，調(diào)節(jié)流量，使測壓管水位在適當(dāng)高度。等到水位穩(wěn)定后，開始測量。管道斷面直徑、面積表：斷面編號1234567直徑 (cm)1.91.91.91.4511.451.9面積 (cm2)2.842.842.841.650.781.652.84水頭數(shù)據(jù)記錄表：( 僅供參考 )斷面編號1234567測壓管水頭畢托管所測總水頭流量測定

9、記錄： ( 僅供參考 )有關(guān)常數(shù)：量測水箱水平面積2A=145cm。測次量測水箱體積時間流量 Q平均流量 Q初高終高凈高V（cm3） t(s)（ cm3/s ）（ cm3/s ）H1(cm)H2(cm) H（ cm）12計算結(jié)果表： ( 僅供參考 )斷面編號1234567斷面平均流速v(cm/s)流速水頭v2(cm)2g測壓管水頭z+ p(cm)g總水頭z+ p + v 2(cm)g2g五、注意事項：1. 流量不要太大，以免有些測壓管水位過低，影響讀數(shù)，甚至引起管道吸進(jìn)空氣，影響實驗。2. 一定要在水流恒定后才能量測。6歡迎下載精品文檔3. 實驗結(jié)束后，一定要關(guān)閉電源，拔掉電源插頭。4. 流速

10、較大時，測壓管水位有波動，讀數(shù)時要讀取時均值。5. 實驗時一定要注意安全用電。六、思考題1. 計算 1 斷面和 5 斷面比托管所測點流速。2. 繪制測壓管水頭線和總水頭線。3. 比較比托管所測總水頭和用平均流速計算出的總水頭之間的大小。4. 分析水流在直道和彎道處的測壓管水頭在各部位的大小情況。實驗三文丘里實驗一、實驗?zāi)康模?. 測定文丘里管流量系數(shù)值。2. 繪制文丘里管的流量 Q與壓差計壓差 h 之間的關(guān)系曲線。3. 學(xué)習(xí)、了解自動量測系統(tǒng)的使用方法。二、實驗設(shè)備：測壓管水箱2尾閥量測溢流管水箱供水管回水管水箱抽水機(jī)實驗裝置由實驗桌、供水系統(tǒng)、回水系統(tǒng)、文丘里管等組成，其中文丘里管由收縮段、

11、喉管和擴(kuò)散段組成。 在收縮段和喉管上開有測壓孔， 并與測壓管連通。 實驗裝置另外配備有自動測壓和流量自動量測系統(tǒng)。三、實驗原理：首先列出1 斷面和2 斷面的能量方程式，并設(shè)a1 1,a 2 1，且不考慮兩斷面之間的水頭損失，則有：p1+v12p2+v22(1)g=g2g2g。7歡迎下載精品文檔v1A1=v2A2 v 2=v1A1A2代入（ 1）式得：p1 p2=v12A12-1()g2gA22gp1p2V1=gA1)21(A2理論流量： Q=A V =A2gp1 p2T1 11A1g)21(A2QT=CThC 為文丘里的理論常數(shù)。由于實際液體在運動中存在水頭損失，故實際通過的流量Q與T理論流量

12、 QT 有誤差，所以把Q/QT 叫做文丘里管流量系數(shù)，用表示：Q =QT四、實驗步驟：1. 熟悉實驗指導(dǎo)書，了解實驗?zāi)康?、原理和設(shè)備結(jié)構(gòu)。2. 打開尾閥，接通水泵電源，給水箱供水。3. 關(guān)閉尾閥，排除管道和測壓管中的氣體，直到測壓管的水位讀數(shù)相等。4. 打開尾閥，使管道通過較大流量，且測壓管的水位均能讀數(shù)。等到水流穩(wěn)定后，開始測定測壓管水位和流量，并記錄。5.控制尾閥，減小流量，使測壓管水位差減小4cm左右，等到水流穩(wěn)定后，繼續(xù)測定。6. 測次大于 6 次后，且壓差分布均勻，實驗可以結(jié)束。7. 關(guān)閉電源。流量數(shù)據(jù)記錄表：( 僅供參考 )2量測水箱水平面積： A=145cm測次量測水箱時間流量

13、Q測壓管水頭初高終高凈高體積3cmcmcmcm3scm /s12h (cm)h (cm)123456。8歡迎下載精品文檔文丘里管斷面直徑、面積：d1= 1.9 cmd2= 1cmA1=cm2A2=cm2計算結(jié)果表： ( 僅供參考 )測次測壓管壓差文丘里管理論理論流量實際流量文丘里管流量 h(cm)TT33系數(shù)常數(shù) CQ（ cm /s ）Q(cm /s)1234567五、注意事項：1. 在實驗中，一定要注意用電安全。2. 在操作過程中，動作不要過大、過猛，以免損壞儀器。3. 使用自動量測系統(tǒng)時，一定要按老師要求進(jìn)行操作。六、思考題：1. 分析文丘里流量計所測理論流量與實際流量之間的大小，并分析其

14、原因。2. 文丘里管能否倒裝，并說明原因。3. 繪制 Q-h 關(guān)系曲線。9歡迎下載精品文檔實驗四孔口與管嘴出流實驗一、實驗?zāi)康模?. 觀察典型孔口及管嘴出流時的流動現(xiàn)象及園柱形管嘴的局部真空。2. 測定孔口及管嘴出流時的流量系數(shù)值。二、實驗設(shè)備：孔口及管嘴位置水箱量測溢流管水箱供水管回水管水箱抽水機(jī)實驗裝置由供水系統(tǒng)、 恒定水頭水箱、 回水系統(tǒng)和量測系統(tǒng)組成。 在恒定水頭水箱的側(cè)壁上安裝管嘴（或開有孔口） 。另外配有秒表一字只。三、實驗原理：孔口 ( 管嘴 ) 出流的計算公式：v=12gH2gH =c1Q=Ac ×vc = A2gH = A 2gH。10歡迎下載精品文檔Q =A 2g

15、H式中為孔口出流時收縮斷面處的平均流速，H 為孔口中心線上的水頭，Q 為流量， Ac 為收縮斷面的面積。四、實驗步驟：1. 接通電源，開啟水泵，給水箱供水。2. 等到水位穩(wěn)定后，逐個開通孔口（管嘴） ，認(rèn)真觀察出流現(xiàn)象，并測量水頭及流量。園柱管嘴出流時，測量其收縮斷面處的真空度。量測水箱水平面積A= 100 cm 2初高終高凈高時間流量水頭流量系數(shù)備注(cm)(cm)(cm)(s)(cm3/s)(cm)斷面尺寸孔口d=1.2cm（收縮）孔口d=1.2cm（喇叭）孔口1.2 × 1.2（方孔）2cm管嘴d=1.2cm（園柱）管嘴d=1.2cm（收縮）五、注意事項：1. 接通、關(guān)閉電源時

16、要注意安全。2. 實驗時，動作要輕，不能用力過猛，以免損壞儀器。六、思考題：1. 比較各孔口及管嘴的流量系數(shù)大小，并說明原因。11歡迎下載精品文檔實驗五動量方程實驗一、實驗?zāi)康模簩崪y射流對平板或曲板的作用力，并驗證恒定流動量方程式。二、實驗設(shè)備：實驗裝置如圖所示，由實驗桌、有壓供水系統(tǒng)、噴流裝置、天平、流量量測裝置和回水系統(tǒng)組成。天平平板噴嘴壓力表測量流量控制閥水箱調(diào)壓閥閥門水壓力水箱水箱泵三、實驗原理：恒定總流的動量方程為： F=Q( 2v2x- 1v1x)水流從噴嘴中，以速度射向平面（或曲面），當(dāng)水流被阻擋以后，對稱分開，若不考慮摩擦力的作用，水流將以同樣大小的速度離開平面（或曲面），即

17、v1 和 v2 的大小相等，但方向不同。射流情況如圖所示：。12歡迎下載精品文檔2當(dāng)水流以流速v 從噴嘴口射出，經(jīng)過一個射流高度z 到達(dá)平面（或曲面）后，其流速將變?yōu)関1，其關(guān)系是：v2v12+z即 v =v22gz=2g2g1根據(jù)以上情況可得動量方程：R= Q (v 1 -v 2cos )由于 =，v1=v2=v 22gz 并設(shè) 2=1、 1=1，可得：gR=Q v22gz (1-cos ) (為流入方向與流出方向的夾角)gV=Q(A為噴嘴口斷面面積 )A四、實驗步驟：1. 認(rèn)真閱讀實驗?zāi)康摹⒃砗妥⒁馐马棥?. 熟悉實驗設(shè)備構(gòu)造。3. 調(diào)平天平。關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥。4. 接通電源， 打開水泵。

18、 稍等片刻后， 調(diào)節(jié)調(diào)壓閥， 排除壓力水箱中的氣體， 并將水壓調(diào)。5. 用定位件固定天平，在天平A 端加上砝碼。6. 緩慢打開流量調(diào)節(jié)閥。調(diào)整流量大小，使天平平衡，稍等片刻后測定流量。7. 增加砝碼，再次測量。8. 關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥，關(guān)閉電源，結(jié)束實驗。數(shù)據(jù)記錄表： ( 僅供參考 )噴嘴口直徑 d= 0.8cm噴嘴口面積A= cm2噴嘴口距平 ( 曲 ) 面板距離z= cm測量水箱水平面積S= 200 cm 2 =度砝碼水位水位水位時間流量VV1R測初高終高凈高重量t(s)Q(cm3/s) (cm/s)(cm/s)(N)次h (cm)h (cm)h(cm)G(g)1212345。13歡迎下載精品

19、文檔五、注意事項：1. 在開水泵前，一定要關(guān)閉流量控制閥，以免損壞天平。2. 控制流量時，一定要緩慢。3. 實驗做完后，要先關(guān)流量控制閥，再關(guān)水泵。4. 實驗時一定要注意用電安全。六、思考題：1.為什么控制流量時，一定要緩慢?2. 比較實測作用力與計算作用力的大小，分析其原因。實驗六雷諾實驗一、實驗?zāi)康模?. 觀察水流的流態(tài)，即層流和紊流現(xiàn)象。2. 測定臨界雷諾數(shù)。二、實驗設(shè)備：實驗裝置如圖所示，由實驗桌、供水系統(tǒng)、實驗管道、流量量測系統(tǒng)、流線指示裝置和回水系統(tǒng)組成。指示劑水箱顏色水流線 ( 層流狀態(tài)下）尾閥量測溢流管水箱供水管回水管水箱抽水機(jī)三、實驗原理：實際液體有兩種不同的運動型態(tài)，即層流

20、和紊流。當(dāng)流速較小時，各流層的液體質(zhì)點是有條不紊運動，互不混雜，這種型態(tài)的流動叫做層流。當(dāng)流速較大時，各流層的液體質(zhì)點形成渦體，在流動過程中，互相混摻，這種型態(tài)的流動叫做紊流。水流的型態(tài)由其流動時的雷諾數(shù)決定，。14歡迎下載雷諾數(shù) Re=精品文檔vd式中， v管中平均流速，d管徑，運動粘滯系數(shù)。 =0.01775(T水溫 )0.0337T0.00022T 21據(jù)前人實驗資料得知，下臨界雷諾數(shù)比較穩(wěn)定，Re=2000。而上臨界雷諾數(shù)變化很大，約在500020000 之間。因此一般認(rèn)為：Re<2000 為層流Re>2000 為紊流四、實驗步驟：1. 熟悉實驗指示書。2. 接通電源，開啟

21、水泵給水箱供水。3. 到水箱里的水開始溢流后，輕輕打開尾閥，使管道通過小流量，再打開指示劑開關(guān)，使顏色水流入管道。4. 反復(fù)緩慢增大（或減?。┝髁浚屑?xì)觀察層流和紊流現(xiàn)象。5.從大到小（或從小到大）緩慢調(diào)整流量，在臨界流速時（即流態(tài)開始轉(zhuǎn)換時），測定其雷諾數(shù)。6.實驗完畢后，先關(guān)閉指示劑開關(guān)，然后關(guān)閉水泵，拔掉電源。實驗記錄表： ( 僅供參考 )管徑 d=cm水溫T= 測量水箱水平面積 A=cm 2測量測水箱時間 T流量 Q流速 v雷諾初 高終高凈高體積數(shù)狀態(tài)次( )(cm3/s)(cm/s)12H(cm)3ReH (cm)H (cm)（ cm）12345678910五、注意事項：1.調(diào)整流量

22、時，一定要慢，且要單方向調(diào)整（即從大到小或從小到大），不能忽大忽小。2. 指示劑開關(guān)的開度要適當(dāng)，不要過大或過小。3. 判斷臨界流速時，一定要準(zhǔn)確。4. 不要震動水箱、水管，以免干擾水流。5. 實驗時一定要注意用電安全。六、思考題1. 為什么調(diào)整流量時，一定要慢，且要單方向調(diào)整。15歡迎下載精品文檔2. 要提高實驗精度，應(yīng)該注意哪些問題？實驗七管流沿程阻力實驗一、實驗?zāi)康模?.測定有壓管流沿程水頭損失及沿程阻力系數(shù)值。2.繪制 lgh f lgv 和 lgR e lg 關(guān)系曲線，確定hf =Kvn 中的 n 值。二、實驗設(shè)備：實驗設(shè)備如圖所示：實驗裝置由實驗桌、供水系統(tǒng)、實驗管道、流量量測水箱

23、和回水管組成。其中在實驗管道上開有兩個測壓孔，并安裝有測壓管，測壓孔的距離為L。水箱L尾閥量測溢流管水箱供水管回水管水箱抽水機(jī)三、實驗原理：列出 1、 2 斷面的能量方程：p1v12= z +p2+v22z +h12 g2gfg2g由于管道直徑不變，所以兩斷面流速水頭相等，于是有：。16歡迎下載精品文檔hf =( z 1+ p1 )- （ z2+ p2 ） =hgg即 1、2 兩斷面間的沿程水頭損失等于兩斷面間的測壓管水頭差。根據(jù)達(dá)西公式hf = v 2 L2gd于是 = 2gd hf = 2gdhv 2 Lv2 L式中， 管道沿程阻力系數(shù)， d實驗管管徑， hf 1、2 兩斷面間的沿程水頭損

24、失， L 1、 2 兩斷面間的距離， v管中平均流速， g重力加速度。用體積法測定管道通過的流量Q，由于管徑已知，所以求得平均流速v。由此可以計算出沿程阻力系數(shù)。水流在不同的流區(qū)及不同的流態(tài)下，其沿程水頭損失與斷面平均流速的關(guān)系是不同的。在層流狀態(tài)下， 沿程水頭損失與斷面平均流速成正比； 在紊流狀態(tài)下， 沿程水頭損失與斷面的平均流速的 1.752 次方成正比。四、實驗步驟：1. 認(rèn)真閱讀實驗指示書，熟悉實驗?zāi)康暮鸵蟆?. 熟悉實驗裝置的結(jié)構(gòu)。3. 接通電源，開啟水泵給水箱供水，打開尾閥。4. 等到水開始溢流后， 排除測壓管中的氣體。 在關(guān)閉尾閥的條件下， 檢查兩根測壓管的液位是否在同一平面上

25、，從而判斷氣體是否排完。5.把尾閥開到最大， 這時實驗管道通過的流量最大，測壓管的液位差最大（即壓差最大） 。水流穩(wěn)定后，開始測量流量和壓差，并記錄。6.減小尾閥的開度，減小實驗流量，壓差的減小量控制在4cm 左右（即壓差比上次減小2cm） . 水流穩(wěn)定后，再開始測量水溫、流量和壓差，并記錄。7.重復(fù)實驗 , 每次壓差下降要均勻，直到流量為0. 檢查數(shù)據(jù)無誤后 , 關(guān)閉電源 , 結(jié)束實驗 .數(shù)據(jù)記錄表： ( 僅供參考 )管徑 d=cm實驗段長度 L = 70 cm水溫 T=2測量水箱面積 S=145cm量測水箱時間流速 v測壓管測流量 QRe初高 H1終高 H2凈高t(s)次3(cm /s)(

26、cm/s)h (cm)h (cm)（ cm）(cm)(cm)121234。17歡迎下載精品文檔56789101112注：初高H1、終高 H2 是指測量水箱里的水位。測次123456789101112LoghfLogvLogRelog 五、注意事項：1. 實驗操作時，動作一定要輕，不要用力過猛，以免損壞儀器。2. 壓差下降要均勻，便于繪制曲線，提高實驗精度。3. 水位波動時，讀取時均值。4. 整理資料時，一定要注意單位的統(tǒng)一。5. 實驗時一定要注意用電安全。六、思考題：1. 分析最大流量和最小流量的流態(tài)及流區(qū)。2. 為什么調(diào)整流量時，壓差下降要均勻。3. 繪制 loghf-logv 和 logR

27、e-log 曲線。18歡迎下載精品文檔實驗八管流局部阻力實驗一、實驗?zāi)康模?. 測定圓管突然擴(kuò)大的局部水頭損失，掌握管流局部水頭損失的測定方法。2. 驗證圓管突然擴(kuò)大、突然縮小局部水頭損失的理論公式。3. 繪制測壓管水頭曲線。二、實驗設(shè)備：測壓管水箱尾閥2211溢流管量測水箱供水管回水管水箱抽水機(jī)實驗裝置由實驗桌、供水系統(tǒng)、實驗管道、測壓管、流量量測水箱和回水系統(tǒng)等組成。其中實驗管道由細(xì)管到粗管的突然擴(kuò)大部分、粗管到細(xì)管的突然縮小部分和彎道部分組成。19歡迎下載精品文檔三、實驗原理：在實際管流中， 由于管徑的變化或結(jié)構(gòu)局部的突變， 使流動結(jié)構(gòu)從新調(diào)整， 并產(chǎn)生旋渦，使能量產(chǎn)生損失。如管道直徑的

28、突然擴(kuò)大或縮小、急彎、岔口等情況。由能量方程可知， 管流突然擴(kuò)大的局部水頭損失即是圖中 1 1 斷面到 2 2 斷面的水頭損失，h j 實=( zp1+1 v12)-(z+p2+2 v221+2)g2gg2g式中 1、 2 取 1，測壓管水頭 (z 1 + p1 ) 、 ( z 2+p2) 從測壓管中直接讀取。流速水頭gg1v122 v22Q和管徑 d和 d 算出流速 v 、v從而得到。、則根據(jù)體積法所測流量2 g2g1212管流突然擴(kuò)大局部水頭損失的理論公式：hA12 v12d12 2 v12)=1-() j 理= (1-A22gd22g理=(1-A1 ) 2=1-(d1)22A2d2由能量

29、方程可知， 管道突然縮小的局部水頭損失即是圖中 1 1 斷面到 2 2 斷面的能量損2失2hj 實=(z 1+ p1 +1 v12 )-(z 2+ p2 +2 v22)g2gg2g式中取 1，測壓管水頭 (z 1+p1 ) 、 (z 2+p2 ) 直d2ggd1接在測壓管中讀取，流速水頭1v12、2v222 g則根據(jù)體2g積法所測流量 Q和管徑 d 、d計算出流速v 、v2后，從121而得到。2經(jīng)驗公式h j = v22g。20歡迎下載精品文檔 =0.5(1- A2 )A1式中 叫做局部水頭損失系數(shù)。四、實驗步驟：1. 熟悉實驗指示書、實驗裝置。2. 打開尾閥，接通電源，開啟水泵，給水箱供水。

30、3. 等到水箱開始溢水后，關(guān)閉尾閥，排除管道、測壓管中的氣體，并觀察測壓管中的水位是否在同一水平面上。4. 打開尾閥，使管道通過水流，并調(diào)節(jié)流量大小，使測壓管水位在適當(dāng)?shù)母叨取?. 測量各斷面的測壓管水頭，用測量水箱測定流量。6. 檢查數(shù)據(jù)無誤后，改變流量，再次測量。7. 關(guān)閉水泵，拔掉電源，結(jié)束實驗。五、注意事項：1. 實驗時，一定要安全用電。2. 操作時，用力不要過猛，以免損壞儀器。3. 計算時，要注意斷面的位置。測壓管水頭數(shù)據(jù)表： ( 僅供參考 )測次管號12345678管徑 (cm)12測壓管水頭 (cm)管號910111213141516管徑測壓管水頭 (cm)管號171819202

31、1222324管徑測壓管水頭 (cm)管號12345678管徑測壓管水頭 (cm)管號910111213141516管徑。21歡迎下載精品文檔測壓管水頭 (cm)管號17181920212223管徑測壓管水頭 (cm)流量測定數(shù)據(jù)表：( 僅供參考 )測測量水箱水位 (cm)時間流量 (cm3/s)平均流量 Q備注次3初高 H終高 H凈高 Ht(s)QQ(cm /s)12121測量水箱水平面積2A=145cm2管流突然擴(kuò)大局部水頭損失計算表：( 僅供參考 )細(xì)管直徑d1= 1.4 cm粗管直徑d2= 2.5cm局部阻力系數(shù)=v12pv12pv22pv22p測(Z+)+(Z+) 1(Z+)2+(Z

32、+) 22g2g2g2ghj 理hj 實次(cm)1(cm)(cm)(cm)(cm)(cm)12管流突然縮小局部水頭損失計算表：( 僅供參考 )粗管直徑 d1=2.5 cm細(xì)管直徑 d2=1.4 cm局部阻力系數(shù) =v12(Z+ p )v12v22v22p2gpp+(Z+) 1(Z+) 2+(Z+) 2hj 實測 2g2g2ghj 理次1(cm)(cm(cm)(cm)(cm)(cm)。22歡迎下載精品文檔12六、思考題1. 比較管流突然擴(kuò)大的實測局部水頭損失和理論局部水頭損失的大小，并分析其原因。2. 為什么管流突然擴(kuò)大的 2 2 斷面要取粗管上測壓管水頭最高的斷面？實驗九明渠斷面流速分布測定

33、一、實驗?zāi)康模?.了解比托管的構(gòu)造和測速原理，掌握用比托管測點流速的方法。2.了解旋漿流速儀的使用方法。3.繪制明渠斷面垂線的流速分布曲線圖。二、實驗設(shè)備：實驗裝置由實驗水槽、比托管（或旋漿流速儀）等組成。水槽寬b=60 厘米，水槽底坡i=0 ，水槽前端安裝有量水堰，為了調(diào)節(jié)水深，水槽尾部安裝有尾門。23歡迎下載精品文檔測針量水堰測比托管尾門玻璃水槽針筒三、實驗原理：1. 比托管測流速原理比托管前端和側(cè)面都開有測壓孔， 分別由兩根不相通的細(xì)管接入測壓管。 由于比托管前端對水流的阻擋，使水流到達(dá)比托管的前端面時，流速變?yōu)榱?，動能全部轉(zhuǎn)化為壓能，故比托管前端測壓孔所測水頭為該點總水頭。 比托管側(cè)面測壓孔與水流方向垂直， 對流速影響很小（忽略不計） ，所以所測水頭為該點測壓管水頭。根據(jù)比托管前端孔所測總水頭和側(cè)面孔所測測壓管水頭，可以算出該點的流速水頭，即h1-h 2= v22gv= 2g (h1h2 )h1 比托管前端孔所測總水頭 (z+p + v 2)2gh2 比托管側(cè)面孔所測測壓管水頭(z+ p )故 v=2g (h1h2 )。24歡迎下載精品文檔在實驗中，為了更準(zhǔn)確地測定，我們使用可傾斜