水力学实验(文华)

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1、水力学实验莫逎榕编华中科技大学文华学院城建学部2012.6目录1流体静力学实验………………………………………………………………22局部水头损失实验……………………………………………………………53文丘里流量计实验……………………………………………………………154孔口、管嘴实验………………………………………………………………185雷诺实验………………………………………………………………………21161流体静力学实验1.1.实验目的1．观察测点的测压管水头(位置水头与压强水头之和)，加深对静压强公式的理解。2．求未知液体的密度1.2.实验装置图1.1是一种静水压强实验仪。管1

2、和管2的一端与盛水容器联通，另一端通大气。它们的液面应该平齐。如果管1和管2的液面高于容器内的液面，则容器内的密封气体的压强p0高于大气压pa。管3是容器的连通管，其液面应该与容器液面平齐。容器内的气体压强p0可以改变。打开阀门K2，挤压加压打气球，则p0升高。加压结束后要注意关闭K2。如果要降低p0，则打开阀门K2，用吸气球将容器内部的气体抽出。管5、管6是真空管。管7、管8是U形管，内部盛水，并且在管8的水柱水面上灌入油液，油柱高度H可用尺子测量。本实验将要测量油液的密度其密度为。1.3.实验原理流体静力学的基本方程是常数(1.1)密封水箱的两个测点C和D的位置高低不同

3、，但管1、管2液面高程是相同的，这就是说明静止液体内任意一点的位置水头与压强水头之和（称为测压管水头）是相同的。盛有某种未知密度液体的U形管，其液柱高差是由于压差p0-pa引起的，故有(1.2)水的密度是已知的，只要读取各管液面的高程读数，就可以求出未知密度。式中的z2和z3可以直接读出，管7和管8没有刻度，z8-z7可用尺子测量管7和管8的高差，这样就可求出(z8-z7)。值得注意的是，当管8的油面高于管7的水面时，(z8-z7)为正，当管8的油面低于管7的水面时，(z8-z7)为负。1.4实验步骤1.用直尺测量管8中油柱的高度。2．关闭阀门K1，K3，打开K2，挤压加压

4、打气球，使密封水箱的液面气体压强p0逐渐增加，当管1、管2的液面上升至相当的高度时，关闭阀门K2。观察密封水箱的密封效果：加压时，管1、管2的液面也随上升。加压结束后，管1、管2的液面应停止在某一高程位置，不再变化。如果密封效果不好，管1、管2的液面将不停地下降，这就说明水箱漏气。16应设法处理。3．读取管1、管2和管3的液面高程读数，用尺子测量管8与管7液面高差(z8-z7)并填入数据表。注意(z8-z7)有正负。4.改变密封气体的压强，重复上面的步骤进行测量。本实验测量4组数据，其中，p0>pa和p0

5、理及误差分析流体力学实验的数据整理是件复杂的工作，为此，可编制数据处理系统供实验课使用。图1..2是本室研制的数据处理系统的静水压强实验数据表界面。实验装置中的未知液体的密度值为827kg/m3。由数据表看出，测量误差很小。1.6思考题1．在什么情况下，管2，3的液面平齐？2．当管2，3的液面平齐时，管7管9的液面是否平齐？为什么？4．观察管7和管8的液柱，如果判断油的密度和水的密度哪个较大？162局部水头损失实验2.1实验目的测量管流中突扩管和突缩管的局部水头损失，并确定局部损失系数。2.2实验装置图2.1局部损失实验装置图2.1所示的局部水头损失实验仪，由水泵、稳压水箱

6、、实验管段，局部损失（截面实扩、截面突缩）管件、6支测压管。稳压水箱设置有溢流板。当产生溢流时，水面总是稍高于溢流板顶部，水位保持恒定，如果没有发生溢流，则水位就可能不为恒定。实验管道由三个管段组成。各段的管道直径在实验台的标牌上显示。图中的A处，管道截面发生突然扩大，而在B处，截面发生突然缩小。管道突扩处A设有气阀K，用于排除突扩处可能产生并滞留不动的气泡。管道的尾阀用于控制水流量。管道上设置6个测压孔，位置如图所示。这些测孔的压强通过软管传输到测压管，测压管水柱液面高程可用读数板的标尺测量。2.3实验原理对局部损失管件的上、下游某断面应用伯努利方程，就可以求得局部水头损

7、失，现分别予以说明。突扩管：对于测压管1，2所在截面伯努利方程为，则有：16(2.1)式中，截面1、2的压强水头用水柱高h1和h2表示。hjA是截面突扩处的局部水头损失。hf12是截面1、2之间的沿程水头损失。hf12无法直接测量。截面1、2之间的管长l12是截面2、3之间的管长l23一半，hf12应该等于截面2、3之间的沿程水头损失hf23的一半。而截面2、3之间的沿程水头损失hf23就等于压差水头，即水柱高度之差，hf23=h1-h2。由式（2.1）得到截面突然扩大的局部水头损失的计算式：（2.2）水柱高度用尺