流體力學(xué)II實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、學(xué) 生 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告實(shí)驗(yàn)課程名稱 流體力學(xué)(II) 開課實(shí)驗(yàn)室 城市建設(shè)與環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心 學(xué) 院 年級(jí) 專業(yè)班 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號(hào) 開 課 時(shí) 間 至 學(xué)年第 學(xué)期總 成 績教師簽名城市建設(shè)與環(huán)境工程學(xué)院制開課實(shí)驗(yàn)室： 年 月 日學(xué)院年級(jí)、專業(yè)、班姓名成績課程名稱流體力學(xué)（II）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名 稱實(shí)驗(yàn)一 流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師教師評(píng)語教師簽名：年 月 日一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、驗(yàn)證靜力學(xué)的基本方程；2、學(xué)會(huì)使用測壓管與差壓計(jì)的量測技能；3、理解絕對(duì)壓強(qiáng)與相對(duì)壓強(qiáng)及毛細(xì)管現(xiàn)象；4、靈活應(yīng)用靜力學(xué)的基本知識(shí)進(jìn)行實(shí)際工程量測。二、實(shí)驗(yàn)原理1、重力作用下不可壓縮流體靜力學(xué)基本方程2、靜壓強(qiáng)分布規(guī)律

2、： 式中：z被測點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)面的位置高度； p被測點(diǎn)的靜水壓強(qiáng)，用相對(duì)壓強(qiáng)表示，以下同； p0水箱中液面壓強(qiáng)；液體容重； h被測點(diǎn)在液體中的淹沒深度。3、等壓面原理：對(duì)于連續(xù)的同種介質(zhì)，流體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，水平面即等壓面。三、使用儀器、材料實(shí)驗(yàn)儀器： 測壓管、U型測壓管、差壓計(jì)儀器元件：打氣球、通氣閥、放水閥、截止閥、量杯流體介質(zhì)：水、油、氣實(shí)驗(yàn)裝置如圖： 四、實(shí)驗(yàn)步驟1、熟悉實(shí)驗(yàn)裝置各部分的功能與作用；2、打開通氣閥，保持液面與大氣相通。觀測比較水箱液面為大氣壓強(qiáng)時(shí)各測壓管液面高度；3、液面增壓。關(guān)閉通氣閥、放水閥、截止閥，用打氣球給液面加壓，讀取各測壓管液面高度，計(jì)算液面下a、b、c各點(diǎn)壓

3、強(qiáng)及液面壓強(qiáng)p0；4、液面減壓。關(guān)閉通氣閥，打開截止閥，放水閥放出一定水量后，讀取各測壓管液面高度，計(jì)算液面下a、b、c各點(diǎn)壓強(qiáng)及液面壓強(qiáng)p0。五、實(shí)驗(yàn)過程原始記錄(數(shù)據(jù)、圖表、計(jì)算等)1、基本參數(shù)儀器編號(hào)：測點(diǎn)標(biāo)高： ， ， 基準(zhǔn)面選在：測點(diǎn)位能： ， ， 水溶重： N/32、記錄計(jì)算表表1 壓強(qiáng)水頭與測壓管水頭測量成果表 單位：cm實(shí)驗(yàn)條件次數(shù)水箱液面高程測壓管液面高程壓強(qiáng)水頭測壓管水頭1123123表2 油的容重測量與計(jì)算成果表實(shí)驗(yàn)條件次數(shù)水箱液面高程測壓管液面高程-的平均值油容重(N/3）且U型測壓管中水面與油水交界面齊平1=23且U型測壓管中水面與油面齊平123六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析1、

4、在毛細(xì)管現(xiàn)象影響下，測壓管的讀數(shù)如何減少誤差？2、靜止流體中，不同斷面測壓管水頭線如何變化？3、根據(jù)等壓面原理，找出幾個(gè)等壓面。4、當(dāng)，求出絕對(duì)壓強(qiáng)與相對(duì)壓強(qiáng)；當(dāng)，求出的相對(duì)壓強(qiáng)、絕對(duì)壓強(qiáng)和真空值。開課實(shí)驗(yàn)室： 年 月 日學(xué)院年級(jí)、專業(yè)、班姓名成績課程名稱流體力學(xué)（II）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名 稱實(shí)驗(yàn)二不可壓縮流體恒定流動(dòng)能量方程（伯諾里方程）實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師教師評(píng)語教師簽名：年 月 日一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握均勻流的壓強(qiáng)分布規(guī)律以及非均勻流的壓強(qiáng)分布特性；2、驗(yàn)證不可壓縮流體恒定流動(dòng)中各種能量間的相互轉(zhuǎn)換；3、學(xué)會(huì)使用測壓管與測速管測量壓強(qiáng)水頭、流速水頭與總水頭；4、了解畢托管測速原理。二、實(shí)驗(yàn)原理1、均勻流斷

5、面壓強(qiáng)分布規(guī)律： 2、不可壓縮流體恒定流動(dòng)能量方程：3、畢托管測定點(diǎn)流速： 式中：z被測點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)面的位置高度； p被測點(diǎn)的靜水壓強(qiáng)，為壓強(qiáng)水頭； p s為滯止點(diǎn)的壓強(qiáng)，用相對(duì)壓強(qiáng)表示； 流速水頭，為動(dòng)能修正系數(shù)；液體容重； 兩斷面間的水頭損失； 兩斷面間的測壓管水頭差；比托管修正系數(shù)。三、使用儀器、材料能量方程實(shí)驗(yàn)儀由自循環(huán)供水器、恒壓水箱、溢流板、穩(wěn)水孔板、可控硅無極調(diào)速器、實(shí)驗(yàn)管道、接水盒、回水管、測壓計(jì)等組成，如圖1所示。圖1能量方程實(shí)驗(yàn)儀1. 自循環(huán)供水器； 2.實(shí)驗(yàn)臺(tái)；3可控硅無極調(diào)速器；4.溢流板；5.穩(wěn)水孔板；6.恒壓水箱； 7.測壓計(jì)； 8.滑動(dòng)測量尺 9.測壓管；10.實(shí)

6、驗(yàn)管道；11.測壓點(diǎn)； 12.畢托管； 13.流量調(diào)節(jié)閥。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、熟悉實(shí)驗(yàn)儀器，分清普通測壓管和畢托管測壓管及兩者功能上的區(qū)別。2、啟動(dòng)電源供水，排凈實(shí)驗(yàn)管道內(nèi)的空氣后關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥，檢查所有的測管液面是否齊平；若不平需查明原因并予以排除（容許誤差1mm）。3、全開流量調(diào)節(jié)閥13，使測壓管19液面盡可能接近標(biāo)尺零點(diǎn)，待流動(dòng)穩(wěn)定后先測記流量并根據(jù)要求記錄各測管液面讀數(shù)入表1、2中。4、實(shí)驗(yàn)完成后先關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥13，檢查所有的測壓管液面是否齊平；若不平表明實(shí)驗(yàn)有瑕疵，應(yīng)排除故障重新實(shí)驗(yàn)。確認(rèn)無誤后關(guān)閉電源，將儀器恢復(fù)到實(shí)驗(yàn)前狀態(tài)。五、實(shí)驗(yàn)過程原始記錄(數(shù)據(jù)、圖表、計(jì)算等)1、 基本參數(shù)：

7、水箱液面高程 0 cm，上管道軸線高程z上 cm，下管道軸線高程z 下 cm管道直徑： ， ， 2、 記錄計(jì)算：體積：V= cm3，測流時(shí)間：t= s，流量：Q= cm3/s表1 測點(diǎn)液面讀數(shù)與斷面能量轉(zhuǎn)換測量記錄計(jì)算表 單位：測點(diǎn)位置水頭Z壓強(qiáng)水頭流速水頭測壓管水頭總水頭H測壓管水頭差總水頭差23457913151719表2 畢托管測速記錄計(jì)算表 測點(diǎn)編號(hào)6/78/912/1314/1516/1718/19畢托管讀數(shù)(cm)測壓管讀數(shù)(cm)測點(diǎn)流速水頭(cm)測點(diǎn)流速(cm/s)3、 繪制測壓管水頭線、總水頭線六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析1、均勻流斷面測壓管水頭、壓強(qiáng)分布與非均勻流斷面測壓管水頭與壓

8、強(qiáng)分布是否相同？2、實(shí)際流體測壓管水頭沿程是否可以升高？總水頭沿程如何變化？各部分能量如何進(jìn)行轉(zhuǎn)換？3、當(dāng)流量增加時(shí)，測壓管水頭線如何變化？4、如何利用現(xiàn)有的測壓管與測速管測量某點(diǎn)的點(diǎn)流速？5、比托管測定的流速是否準(zhǔn)確？原因何在？ 開課實(shí)驗(yàn)室： 年 月 日學(xué)院年級(jí)、專業(yè)、班姓名成績課程名稱流體力學(xué)（II）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名 稱實(shí)驗(yàn)三不可壓縮流體恒定流動(dòng)動(dòng)量定律實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師教師評(píng)語教師簽名：年 月 日一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、驗(yàn)證不可壓縮流體恒定流的動(dòng)量方程；2、了解活塞式動(dòng)量定律實(shí)驗(yàn)儀原理與構(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)原理 不可壓縮流體恒定流動(dòng)動(dòng)量方程：忽略滑動(dòng)摩擦阻力，則式左為 式右為：

9、即：則： 式中：D活塞直徑；hc活塞形心水深； Q管嘴出流量，即射流流量；管嘴出流流速，即射流流速； 動(dòng)量修正系數(shù)；射流對(duì)活塞沖擊力； 液體密度。實(shí)驗(yàn)中，在平衡狀態(tài)下，只要測得流量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，便可驗(yàn)證動(dòng)量方程，并率定射流的動(dòng)量修正系數(shù)值。其中，測壓管的標(biāo)尺零點(diǎn)已固定在活塞的圓心處，因此液面標(biāo)尺讀數(shù)，即為作用在活塞圓心處的水深。三、使用儀器、材料實(shí)驗(yàn)儀器：自循環(huán)供水系統(tǒng)、帶活塞的測壓管儀器元件：放水閥、測壓管流體介質(zhì)：水圖2 動(dòng)量方程實(shí)驗(yàn)儀四、實(shí)驗(yàn)步驟1、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、啟動(dòng)供水系統(tǒng)，打開調(diào)速器開關(guān)

10、，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)整測壓管位置：待恒定水箱溢流后，松開測壓管固定螺絲，調(diào)整方位，要求測壓管垂直、螺絲對(duì)準(zhǔn)十字中心且十字中心水平線應(yīng)與標(biāo)尺零點(diǎn)重合，并使活塞轉(zhuǎn)動(dòng)輕快；然后擰緊螺絲。4、測讀水位：標(biāo)尺的零點(diǎn)已固定在活塞園心的高程上。當(dāng)測壓管內(nèi)液面穩(wěn)定后，記錄測壓管內(nèi)液面標(biāo)尺讀數(shù)，即hc值以及恒定水箱液面讀數(shù)H。5、測定流量：利用體積時(shí)間法，在上回水管的出口處測量射流流量。測流時(shí)間要求盡可能長。6、根據(jù)測試數(shù)據(jù)現(xiàn)場計(jì)算結(jié)果，要求1介于1.021.05間。7、改變水頭重復(fù)實(shí)驗(yàn)：逐次打開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

11、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)。 8、實(shí)驗(yàn)完成后先關(guān)閉關(guān)閉電源，將儀器恢復(fù)到實(shí)驗(yàn)前狀態(tài)。五、實(shí)驗(yàn)過程原始記錄(數(shù)據(jù)、圖表、計(jì)算等)1、基本參數(shù)：管嘴內(nèi)徑：d= ，活塞直徑：D= ,管嘴型形心高程： m 2、記錄計(jì)算：次序體積V(m3)時(shí)間t(s)流量Q（m3/s）活塞作用水頭hc（m）恒定水箱液面高程（m）管嘴作用水頭（m）射流流速（m/s）動(dòng)量力（N）動(dòng)量修正系數(shù)流量系數(shù)123456六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析1、動(dòng)量修正系數(shù)是否等于1，為什么？2、帶翼片的平板在射流作用下獲得力矩，這對(duì)分析射流沖擊無翼片的平板沿x方向的動(dòng)量方程有無影響，為什么？3、滑動(dòng)摩擦力為什么可以忽略不計(jì)？試用

12、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。開課實(shí)驗(yàn)室： 年 月 日學(xué)院年級(jí)、專業(yè)、班姓名成績課程名稱流體力學(xué)（II）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名 稱實(shí)驗(yàn)四局部水頭損失實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師教師評(píng)語教師簽名：年 月 日一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握三點(diǎn)法、四點(diǎn)法量測局部阻力系數(shù)的技能；2、驗(yàn)證圓管突然擴(kuò)大局部阻力系數(shù)公式及突然縮小局部阻力系數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式；3、加深對(duì)局部阻力損失機(jī)理的理解。二、實(shí)驗(yàn)原理1、能量守恒： 2、突然擴(kuò)大： 實(shí)測：， 其中： 理論（包達(dá)公式）： ， 3、突然縮?。?實(shí)測：， 其中：， 經(jīng)驗(yàn)： ， 三、使用儀器、材料實(shí)驗(yàn)儀器： 自循環(huán)供水系統(tǒng)、突然擴(kuò)大與突然縮小實(shí)驗(yàn)管道儀器元件：測壓管、滑動(dòng)量尺等流體介質(zhì)：水、氣圖3 局部阻力實(shí)驗(yàn)儀四、實(shí)驗(yàn)步驟1

13、、熟悉實(shí)驗(yàn)儀器，記錄有關(guān)參數(shù)。2、打開電源供水，待恒壓水箱溢流后全開流量調(diào)節(jié)閥，排除實(shí)驗(yàn)管道內(nèi)氣體；排凈后關(guān)閉調(diào)節(jié)閥，檢查測壓管液面是否齊平（允許誤差1mm）。3、全開流量調(diào)節(jié)閥，待流量穩(wěn)定后測記流量、測壓管液面讀數(shù)。注意：擴(kuò)大管道中2、3、4點(diǎn)測壓管液面讀數(shù)應(yīng)反應(yīng)h2h3h4,不可相等，更不可后點(diǎn)測管讀數(shù)大于前點(diǎn)測管讀數(shù)；且hf2-3hf3-4。4、調(diào)節(jié)流量4次，照步驟3再行測試。5、關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥，再次檢查測壓計(jì)液面是否齊平，若否，需重新實(shí)驗(yàn)；若是，關(guān)閉電源，將儀器恢復(fù)到實(shí)驗(yàn)前狀態(tài)。五、實(shí)驗(yàn)過程原始記錄(數(shù)據(jù)、圖表、計(jì)算等)1、基本參數(shù)、常數(shù)：管道直徑：d1= cm；d2=d3=d4= ；

14、d5=d6= 測點(diǎn)間距：L1-2=12；L2-3=24；L3-4=12；L4-b=6；Lb-5=6；L5-6=6局部阻力系數(shù)（理論、經(jīng)驗(yàn)）： ，2、 記錄計(jì)算：表1 局部水頭損失實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表 單位：序號(hào)體積V(3)時(shí)間t(s)流量Q（3/s）測壓管讀數(shù)12345612345表2 局部水頭損失實(shí)驗(yàn)計(jì)算表 單位：阻力形式序號(hào)流量Q（3/s）前斷面后斷面前后斷面沿程阻力損失實(shí)測局部阻力損失值實(shí)測局部阻力系數(shù)理論局部阻力損失值總水頭H總水頭H突然擴(kuò)大12345突然縮小12345六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析1、結(jié)合實(shí)驗(yàn)成果，分析比較突擴(kuò)與突縮在相應(yīng)條件下的局部損失大小關(guān)系；2、不同Re的突擴(kuò)是否相同? 3、在管

15、徑比變化相同的條件下，其突擴(kuò)是否定大于突縮？4、結(jié)合流動(dòng)儀演示的水力觀象，分析局部阻力損失機(jī)理何在？產(chǎn)生突擴(kuò)與突縮局部損失阻力損失的主要部位在哪里?怎樣減小局部阻力損失?開課實(shí)驗(yàn)室： 年 月 日學(xué)院年級(jí)、專業(yè)、班姓名成績課程名稱流體力學(xué)（II）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名 稱實(shí)驗(yàn)五孔口與管嘴出流實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師教師評(píng)語教師簽名：年 月 日一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握孔口與管嘴出流的流量系數(shù)、流速系數(shù)、側(cè)收縮系數(shù)、局部阻力系數(shù)的量測技能；2、通過測試，了解進(jìn)口形狀對(duì)孔口管嘴出流能力的影響。2、 實(shí)驗(yàn)原理 流量系數(shù)： 收縮系數(shù)： 流速系數(shù)： 阻力系數(shù)： 三、使用儀器、材料實(shí)驗(yàn)儀器： 自循環(huán)供水系統(tǒng)、孔口與管嘴儀器元件：測壓管、

16、游標(biāo)卡尺、防濺旋板、移動(dòng)觸頭等流體介質(zhì)：水、氣圖4 孔口管嘴出流實(shí)驗(yàn)儀1.自循環(huán)供水器； 2.實(shí)驗(yàn)臺(tái)；3.可控硅無極調(diào)速器； 4.恒壓水箱；5.溢流板；6.穩(wěn)水孔板； 7.孔口管嘴（圖內(nèi)小字標(biāo)號(hào)1#喇叭口管嘴，2#直角進(jìn)口管嘴，3#錐形管嘴，4#孔口）；8.檔水旋板；9.測量孔口射流收縮直徑的移動(dòng)觸頭；10.上回水槽；11.標(biāo)尺；12.測壓管。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、熟悉實(shí)驗(yàn)儀器，記錄有關(guān)參數(shù)。2、啟動(dòng)電源供水，待恒壓水箱溢流后打開1#圓角管嘴，恒定液面穩(wěn)定后測記恒定液面高程標(biāo)尺讀數(shù)H1、流量Q，完畢后堵塞1#管嘴。 3、依照上法，打開2#管嘴，測記恒定液面高程標(biāo)尺讀數(shù)H1及流量Q,觀察和量測直角管嘴出流時(shí)的真空度，完畢后堵塞2#管嘴。4、打開3#圓錐形管嘴，測記H1及Q，完畢后堵塞33管嘴。5、打開4#孔口，觀察孔口出流現(xiàn)象，測定H1及Q，并照下述方法測記孔口收縮斷面直徑：松開孔口兩邊的移動(dòng)觸頭螺絲，先移動(dòng)一邊觸頭將其與水股切向接觸后旋緊螺絲，再移動(dòng)另一邊觸頭使之與水股切向接觸并旋緊螺絲，然后用檔水旋板關(guān)閉孔口，用卡尺測量觸頭間距，即為射流直徑。五、實(shí)驗(yàn)過程原始記錄(數(shù)據(jù)、圖表、計(jì)算等)1、記錄計(jì)算有關(guān)參數(shù)：圓角管嘴d1= cm , 出口高程讀數(shù) cm，直角管嘴 d2= cm , 圓錐管嘴 d3= cm , 出口高程讀數(shù) cm，孔 口 d4= cm