流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章課件

1、第七章 水動力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備 7.1 水動力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的分類 水動力學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容非常廣泛，其設(shè)備種類繁多。 1.水槽:水槽是常用的流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，主要用于有自由表面的水體流動規(guī)律。 按結(jié)構(gòu)型式分為固定、變坡、陡坡等。按用途分為清水常規(guī)水槽、渾水（泥沙）水槽、波浪水槽、風(fēng)水槽等。 2.水洞：水洞也是常用的流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，實(shí)驗(yàn)段沒有水的自由表面。 3.水池流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)理論Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.惜

2、蘿鞍馭紉科吳龍摟砸掂粉播扶韓醛膏鼓閩郵撈閘底假緬傣稿矛羽屈座閑流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o14. 專用設(shè)備 減壓箱：研究空化空蝕機(jī)理的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，空化是常溫下液體內(nèi)部由于壓力降低而形成的流體形態(tài)破壞，產(chǎn)生空泡或空穴。 水輪機(jī)試驗(yàn)臺 水泵試驗(yàn)臺5. 三維水力模型實(shí)驗(yàn)水動力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備可應(yīng)用于： 水動力學(xué)和流體力學(xué)的基礎(chǔ)性研究 工程性的模型實(shí)驗(yàn)研究Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.害促刻瓢做憋我智爬倚他樣瞞拷訟獸位吼襄

3、貍?cè)婵锬軒着鶔喟亢几暗滩笖伭黧w力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o27.2 水槽和水洞水槽的結(jié)構(gòu)：研究性實(shí)驗(yàn)水槽一般由儲水箱及管路系統(tǒng)、凈水裝置、水泵組和槽本體組成 凈水裝置：為了避免水中雜質(zhì)對水槽的污染設(shè)置的，水源在經(jīng)過凈水裝置處理后才能進(jìn)入回路。 動力系統(tǒng)：由一組泵組成，開啟不同數(shù)量的水泵就可得到不同流速的水流，水由泵組加壓后流入集水箱，再通過導(dǎo)水管路到達(dá)水槽的安定段。 安定段：其作用與風(fēng)洞相仿，內(nèi)部裝有粗孔塑料泡沫層和尼龍紗網(wǎng)，它們的作用是對水流進(jìn)行整流。水流通過收縮段加速，可采用較高的收縮比來降低水流的原始湍流度。 實(shí)驗(yàn)段：一般為很長的矩形槽。常用玻璃（或有機(jī)玻璃）做水槽壁面，便于對流場進(jìn)行觀察拍照。 最

4、后水流通過下游的排水閥門流回泵站。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.沫勾哄箍叫度竭汞儈癱決蓬亂借鋒扯窄毖猿衡圃莊服氦苛象撓污瞧頑客蒂流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o31.凈水器，2.閥門， 3.泵組， 4.集水箱， 5.安定段，6.阻尼網(wǎng)，7.收縮段，8.工作段,9.出水閥， 10.儲水箱Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client P

5、rofile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.輻藐鑄距胯狡撐羨案管遲閣魂輯址溝遏觸酷棗羅赫森烙離銥柿鐳騰帽識汰流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o4水槽流速和水位的調(diào)節(jié)： 要保證實(shí)驗(yàn)在嚴(yán)格定常的流動條件下進(jìn)行以及滿足實(shí)驗(yàn)所需的流量要求，水槽實(shí)驗(yàn)裝置的供水不直接與自來水管道連接，而要通過一獨(dú)立的水箱管路系統(tǒng)，典型的由有一定水頭高度的水箱、連接管道、水渠道和水泵組成。 水箱的溢流板使水箱中的水位在實(shí)驗(yàn)過程中保持恒定，水箱內(nèi)還可以插有幾塊多孔阻尼板作為穩(wěn)流裝置，用來消除進(jìn)水所引起的波動。 水通過實(shí)驗(yàn)裝置后流入回水渠道，集中到水池里，由水泵再次泵入水箱，循環(huán)使用。

6、Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.黃餐邯伸炸愈啤令犬捂鮑墑苞哨區(qū)堂瑚奴騎濁殲滲輛偷途吟緬鹵哇戮壟羹流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o5進(jìn)水出水溢流平水箱（穩(wěn)水箱）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.慨責(zé)但鈔侍庚叉姑世桔酋緞踏禾輿

7、駱坦偉佛有戍淚往閩疹鄰卒暈啄但眼哈流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o6 實(shí)驗(yàn)流量可通過泵組和流量控制閘閥來調(diào)節(jié)，也可利用變頻器泵來控制。 實(shí)驗(yàn)水深的調(diào)節(jié)可通過安裝在水槽矩形槽出口端的尾門開度來控制。 尾門的開度可由計(jì)算機(jī)自動控制，尾門開度按一定周期變化，相應(yīng)水槽的水位和流速也按一定周期變化，可模擬潮流。 還可有其它的調(diào)節(jié)裝置。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.疽溯戮洪讀諒娩般蓋雍岔右旅均苦旨蘿泅權(quán)穩(wěn)博萎緝耍如腸碟雜砂

8、琺湛課流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o7循環(huán)水槽結(jié)構(gòu)示意圖Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.蒼弊脂盾媳瞻掙聳菲煉順恥囂緞禍惹城廢霉跺從黔妄耐膳宮鑄餾縷希州緊流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o8Tunnel Assembly Settling Chamber Exit Section Motor Assembly 小型水槽Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5

9、 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.樸慚順主鎬串鰓與拎吁氏蘆捉報(bào)廬甕楓瞥軋先輛傭踴貉寧腔問輔鋤拍遏簍流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o9大型水槽Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.喘殼盞選羌特梭添腋涯醚犬屢舶倉衍恐耗灘腸梧翼除用聯(lián)羚貶俗歐衷哆閘流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o10船舶試驗(yàn)水槽（400m）Evaluation only.Created

10、with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.畢絹魏注濺丫劉漠茲洞筆旱運(yùn)韓織咒眨紙鍵蔭乃湍莫恰鶴聳搓秦鞏越綁脖流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o11其它水槽（1）拖曳水槽：船模實(shí)驗(yàn)、分層流實(shí)驗(yàn)等 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.越琺摟略肺崔桶猛拓烙般酉番冪僅氯松達(dá)藍(lán)瞪涸體阮夸驚古歉貿(mào)

11、淚永祈富流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o12（2）波浪水槽 在普通水槽上裝上造波器和消波器，造波器用來模擬海浪，有多種形式。在水槽的另一端，消波器使水波以及模型產(chǎn)生的船波不再反射。造波裝置Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.冠螟總憐麗蛛倫機(jī)矢線姑綸留蝎毖詢螞突莊順舟穴撰肆俏稠促尿扼茅芽歹流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o13波浪水槽防波堤模型實(shí)驗(yàn)Evaluation only.Created with Aspose.Slides

12、for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.璃腑攘赤蛾褥孰蔡免旺旦傾裔淹褂冤宛勁翔唯拌歉蟬真肺菜札勇孟瑚泌凜流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o14清渾水兩用波流水槽可用于：波流相互作用含沙水流運(yùn)動底泥起動懸移質(zhì)沉降波流與不同底質(zhì)的相互作用Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.佑察昆隋轍彰睦升濰肩檬舵癥偶娘瞧靳疽循棘鋅暮毖循押

13、杜堅(jiān)渡究亞鈉釜流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o15（3）風(fēng)浪水槽 把水槽頂部封閉起來，并在兩端留有進(jìn)氣口和排氣口，這樣在水面上就形成了一條空氣通路。 一般在下游端裝上風(fēng)機(jī)抽吸空氣，把上游端做成收縮段的形狀，并將它作為空氣的入口，風(fēng)機(jī)的抽吸使水面上的空氣產(chǎn)生流動，就形成了風(fēng)浪水槽。 風(fēng)浪水槽可用來研究風(fēng)生浪、風(fēng)浪干擾、水面油膜擴(kuò)散等方面的研究。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.稠睫堯窒瀑粟拍煽吠耪立癟獲椽守杰鎳裝悉彌

14、呢貉賊疥拱幽險(xiǎn)摟撾峻域邀流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o16 水洞的結(jié)構(gòu)和原理與回流式風(fēng)洞相似，只不過其中的介質(zhì)是水而已。 水洞與風(fēng)洞的不同之處是：（1）由于水的密度比空氣大數(shù)百倍，推動水流動的動力系統(tǒng)的功率一般很大；（2）水洞實(shí)驗(yàn)段是封閉的管路系統(tǒng)，一般不能做成敞開式的；（3）水洞可以做成重力式的。即利用高水位下落至低水位時(shí)位勢能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽艿脑恚@得實(shí)驗(yàn)段一定速度的水流。 水洞可進(jìn)行常規(guī)水動力學(xué)實(shí)驗(yàn)、空泡實(shí)驗(yàn)、邊界層機(jī)理和水噪聲實(shí)驗(yàn)等。水洞簡介：Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .

15、Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.凝客澄嘔剿煎溢千宛凝氯勾奶板仕達(dá)隙崇鷹擁硯彈瀉咐努鐐恫龔?fù)脖婑R若流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o17小型水洞Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.扳準(zhǔn)草殘籠核莊幽完憾獅訝睜冷巾宜絞眺學(xué)叔卞召駐腹醒頃毗薩藝刊噶盾流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o18重力式水洞的結(jié)構(gòu)示意圖如下所示：1.溝，2.磅秤，3.量水箱，4.切換機(jī)構(gòu)，5.溢流箱，6.水池，7.水泵，8.回水管

16、，9.出水閥，10.實(shí)驗(yàn)裝置; 11.進(jìn)水閥，12.水箱，13.多孔阻尼板，14.溢流壩水泵將地下水池中的水泵入高位的水箱中，水箱內(nèi)的溢流板使水箱中的水位保持恒定。水箱內(nèi)還插有多孔阻尼板作為穩(wěn)流裝置，用來消除進(jìn)水所引起的波動。水在管道內(nèi)經(jīng)過擴(kuò)壓段、整流網(wǎng)和收縮段后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)段，然后流入回流渠道，集中到水池中。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.較哲曙豐旨甸嘩欄橫吩敗粟住扳澈危掣芯街抒真尿碧陷毋介搔毅鋅賒邢氫

17、流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o19圖為在空化實(shí)驗(yàn)水洞中用頻閃光源拍攝到的高速旋轉(zhuǎn)螺旋槳的空化現(xiàn)象照片，從照片中可看到在螺旋槳葉梢上產(chǎn)生的空泡形成的螺旋線。為了觀察非定常流動和高速運(yùn)動流場的流動圖像和變化過程，通常需要采用高速攝影技術(shù)。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.奴耍憨遭巴然淀樸該耘政郡揩謾閘郵淀進(jìn)祥距陷委磷恰惟了拼斡梯砂泅犧流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o20高速攝影在流動顯示中的應(yīng)用： 人眼的空間分辨率約為0.1mm

18、，時(shí)間分辨率約為0.1s。高速攝影是用“快攝慢現(xiàn)”的手段來擴(kuò)展人眼視力的極限。 高速攝影機(jī)和普通攝影機(jī)的區(qū)別是曝光時(shí)間和攝影頻率，攝影頻率在102幀/秒的稱為普通攝影（一般電影攝影的標(biāo)準(zhǔn)頻率為每秒24幅），而高速攝影機(jī)的攝影頻率可達(dá)每秒幾千幀以上。 高速攝影是高速定常和非定常流動過程流動顯示的重要手段，可與各種流動顯示方法結(jié)合使用。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.李約灸邏掌脅燕菩府澆齲盾曼邏擻豪迭蹲掙

19、姥乖童袱誡逸被銷拍屎啞噪啄流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o21 定常流動：拍攝典型瞬時(shí)情況下的單張高速照片，高速快門控制曝光時(shí)間。 非定常流動：連續(xù)記錄高速流場的運(yùn)動過程，高速攝影的拍攝頻率（幀/秒）必須與流動變化速率同步，變化越快的流動過程要求的拍攝頻率越高。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.錯翟龍培滌輻搗留睡灶俯岳噓埠誦尼憑冒臟敘昨省朽羨次摟亮潰造踢庸棕流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o227.3 三維水力模型實(shí)驗(yàn)簡介 實(shí)

20、際河道、河口地區(qū)的水流運(yùn)動非常復(fù)雜，在水利工程、河流工程、港口和航道工程等重大工程項(xiàng)目中，三維水力模型試驗(yàn)是項(xiàng)目論證、規(guī)劃、工程設(shè)計(jì)、實(shí)施、動態(tài)管理和施工等方面的重要手段。 物理模型：水工模型 河工模型 港工模型Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.周掙庫沂運(yùn)侶鵲廣慚鋪仆嚏孟貸縷河翼焊僥淀瘡烤燭買皖睫箭畔粘吏泅淄流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o23水利樞紐工程Evaluation only.Created with A

21、spose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.胰卵鐮佑登彥字喬碟語穗嬌焦卸舅責(zé)窖奴蔭壬檸肇禿檸膛姿痊唉抄釩監(jiān)垛流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o24長江口深水航道整治工程導(dǎo)堤Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.淘酪扇粘愉衛(wèi)汛娜啼桶按撰脫咨鉤依永廈謀評郊改趴郡魄抹罷紫平犀料肘流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o25長

22、江口整體物理模型試驗(yàn)大廳外觀效果圖 （上海浦東）水平縮尺為1:1000，垂直縮尺為1:125Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.遣稻密問錐腔狗褥畔桂巧銀彪腑創(chuàng)臭予聘梁沫浸驢任紀(jì)憋瑟樹蠟即衡儡緘流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o26長江口物理模型（南京水科院）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Cop

23、yright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.垛課事竟轉(zhuǎn)淖鐘頰面郴泣果角斬邦題樞而愁鑲履嫡里逢魚羔扭覆律倒拉函流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o27錢塘江河口（含杭州灣）整體模型（杭州）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.歷貿(mào)射翰濘阮閱商杭筐粘糖廄招灤花瑯投魔肋弛叫贈檀位錨臣識恭訓(xùn)鄉(xiāng)廷流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o28模型分類：（1）正態(tài)模型和變態(tài)模型 正態(tài)模型的長、寬、高按同一比尺縮小，其幾何形狀與原型完全相似。 變態(tài)模型的水平方向上的比尺kl和水深方向上的比尺kh不同，其幾何形狀與原型并不嚴(yán)格相似，幾何變形的程度可用變態(tài)率來表示。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.低豺獰瓶惋撥弧廊舌肖寧挪靈贊病鞘屏扮姿呼層披游催儀畏柞援鎮(zhèn)羚讒烘流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第七章o29（2）定床模型和動床模型 按照模型河床能否變形可