附件-高等工程流体力学实验指导书

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1、目录第一部分演示实验一、静压传递自动扬水实验…………………………………………………1二、水击综合实验……………………………………………………………2三、流谱流线显示实验（一）………………………………………………5四、流谱流线显示实验（二）………………………………………………7五、能量方程演示实验………………………………………………………10第二部分量测实验一、静水压强量测实验………………………………………………………13静水压强量测实验（新）…………………………………………………15二、流速量测（毕托管）实验

2、…………………………………………………20三、沿程水头损失实验…………………………………………………………24四、管道局部水头损失实验…………………………………………………28五、文丘里流量计及孔板流量计率定实验…………………………………31文丘里流量计实验（新）…………………………………………………34六、孔口与管嘴流量系数验证实验…………………………………………37七、动量方程验证实验（新）…………………………………………………40八、雷诺实验…………………………………………………v………………43雷诺实

3、验（新）……………………………………………………………47九、堰流流量系数的测定实验（建设）…………………………………………51十、闸下自由出流流量系数的测定实验（建设）………………………………54十一、水跃实验（建设）…………………………………………………………57十二、圆柱绕流压强分布测量实验（建设）…………………………………61十三、平板边界层实验（建设）………………………………………64十四、翼型表面压强分布测量实验（建设）…………………………67十五、气体紊流射流实验（建设）………………………………

4、…70十六圆柱体尾迹速度分布测量实验（建设）………………………………7931第一部分演示实验演示实验一静压传递自动扬水实验（一）实验目的通过演示液体静压传递、能量转换与自动扬水的现象。可了解流体的静压传递特性、“静压奇观”的工作原理及其产生条件以及虹吸原理等，有利于培养学生的实验观察分析能力、提高学习兴趣。（二）实验装置本实验的装置如图I-1-1所示。图I-1-1静压传递扬水仪实验装置图1．供水管；2．扬水管与喷头；3．上密封压力水箱；4．上集水箱；5．虹吸管；6．逆止阀；7．通气管；8．下水管；9．下密封压

5、力水箱；10．水泵、通气管；11．水泵；12．下集水箱。本实验装置配备有：上、下密封压力水箱、扬水喷管、虹吸管、逆止阀、水泵、可控硅无级调速器、水泵过热保护器及集水箱。（三）实验原理31集水箱4中的具有一定位置势能的水体经下水管8流入下密封压力水箱9，使箱中表面压强增大，并经通气管7等压传至上密封压力水箱3，箱3中的水体在表面压强作用下经过扬水管与喷头2喷射到高处。本实验中喷射高度可达30cm以上。当箱9中的水位满顶后，水压继续上升，直到虹吸管5工作，使箱9中的水体排入下集水箱12。由于箱9与箱3中的表面压强

6、同时降低，逆止阀6被自动开启，水自箱4流入箱3。这时箱4中的水位低于管8的进口，当箱9中的水体排完以后，箱4中的水体在水泵11的供给下，亦逐渐漫过8的进口处，于是第二次扬水循环接着开始。如此周而复始，形成了循环式静压传递自动扬水的“静压奇观”现象。（四）实验说明及应用1、“静压奇观”不是“永动机”实验中水为什么能自动流向高处？它做功所需的能量来自何处？这是因为部分水体从上集水箱4落到下密封水箱9，它的势能传递给了水箱3中的水体，因而获得了能量。经过能量转换，势能变为动能，水才能喷向高处。从总能量来看，在静压传

7、递过程中，只有损耗，没有再生，因而“静压奇观”的现象，实际上是一个能量传递与转换的过程。2、喷水高度与落差关系水箱4与水箱9的落差越大，则水箱9与水箱3中的表面压强越大，喷水高度也越高。利用本装置原理，可以设计具有实用性的提水设施，它可把半山腰的水源送到山顶，这种装置的优点是无传动部件，经济、实用。3、虹吸现象及产生条件本实验中虹吸管相当于一个带有自动阀门的旁通管。当水箱9没有满顶时，由于水流自水箱4进入水箱9时，部分压能变为动能，并被耗损，虹吸管中水位较低（未满），不可能流动。而当水箱9满顶后，动能减少，耗

8、损降低。当水箱4中的水位超过虹吸管顶时，必然导致虹吸管满管出流，虹吸管工作以后，箱9中的表面压强很快降到大气压强，这时虹吸管仍能连续出水，直至箱9中水体排光，这是因为虹吸管的出口水位低于箱9中的水位。演示实验二水击综合实验（一）实验目的演示水击波传播、水击扬水、调压筒消减水击等工况，以及水击压强的量测。（二）实验装置本实验的装置如图I-2-1所示。31图I-2-1水击综合实验仪装置图1．恒压水箱；2