水力学实验报告

《水力学实验报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、水力学实验报告学院：班级：姓名：学号：第三组同学：姓名：学号：姓名：学号：姓名：学号：2015.12.251平面静水总压力实验1.1实验目的1.掌握解析法及压力图法，测定矩形平面上的静水总压力。2.验证平面静水压力理论。1.2实验原理作用在任意形状平面上的静水总压力P等于该平面形心处的压强pc与平面面积A的乘积：，方向垂直指向受压面。对于上、下边与水面平行的矩形平面上的静水总压力及其作用点的位置，可采用压力图法：静水总压力P的大小等于压强分布图的面积和以宽度b所构成的压强分布体的体积。若压强分布图为三角形分布、如图3-2，则式中：e－为三角形压强分布图的形心距底部的距离

2、。若压强分布图为梯形分布，如图3-3，则式中：e－为梯形压强分布图的形心距梯形底边的距离。24图1-1静水压强分布图（三角形）图1-2静水压强分布图（梯形）本实验设备原理如图3-4，由力矩平衡原理。图1-3静水总压力实验设备图其中：求出平面静水总压力1.3实验设备在自循环水箱上部安装一敞开的矩形容器，容器通过进水开关Kl，放水开关K2与水箱连接。容器上部放置一与扇形体相连的平衡杆，如图3-5所示。24图1-4静水总压力仪1.4实验步骤1.熟悉仪器，测记有关常数。2.用底脚螺丝调平，使水准泡居中。3.调整平衡锤使平衡杆处于水平状态。4.打开进水阀门K1，待水流上升到一定高

3、度后关闭。5.在天平盘上放置适量砝码。若平衡杆仍无法达到水平状态，可通过进水开关进水或放水开关放水来调节进放水量直至平衡。6.测记砝码质量及水位的刻度数。7.重复步骤4～6，水位读数在100mm以下做3次，以上做3次。8.打开放水阀门K2，将水排净，并将砝码放入盒中，实验结束。1.5实验数据记录及处理1.有关常数记录：天平臂距离L0＝cm，扇形体垂直距离（扇形半径）L＝cm，扇形体宽b＝cm，矩形端面高a0＝cm，2.实验数据记录24压强分布形式测次水位读数H(cm)水位读数(cm)砝码质量m(g)三角形分布1234梯形分布1233.实验结果压强分布形式测次作用点距底部

4、距离（cm)作用力距支点垂直距离(cm)实测力矩(N·cm）实测静水总压力（N）理论静水总压力（N）误差(％）三角形分布1234梯形分布1231.6注意事项1.在调整平衡杆时，进水或放水速度要慢。2.测读数据时，一定要等平衡杆稳定后再读。1.7思考题1.实验中，扇形体的其他侧面所受到的压力是否对实验精度产生影响？为什么？242.注水深度在100mm以上时，作用在平面上的压强分布图是什么形状？3.影响本实验精度的原因是什么？2能量方程实验2.1实验目的241.观察恒定流的情况下，与管道断面发生改变时水流的位置势能、压强势能、动能的沿程转化规律，加深对能量方程的物理意义及几

5、何意义的理解。2.观察均匀流、渐变流断面及其水流特征。3.掌握急变流断面压强分布规律。4.测定管道的测压管水头及总水头值，并绘制管道的测压管水头线及总水头线。2.2实验原理实际液体在有压管道中作恒定流动时，其能量方程如下它表明：液体在流动的过程中，液体的各种机械能(单位位能、单位压能和单位动能)是可以相互转化的。但由于实际液体存在粘性，液体运动时为克服阻力而要消耗一定的能量，也就是一部分机械能要转化为热能而散逸，即水头损失。因而机械能应沿程减小。对于均匀流和渐变流断面，压强分布符合静水压强分布规律：但不同断面的C值不同。图2—1急变流断面动水压强分布图对于急变流，由于流

6、线的曲率较大，因此惯性力亦将影响过水断面上的压强分布规律；上凸曲面边界上的急变流断面如图3-7（a），离心力与重力方向相反，所以。下凹曲面边界上的急变流断面如图2—1(b)，离心力与重力方向相向，所以。242.3实验设备实验设备及各部分名称如图2—2所示。图2—2能量方程实验仪2.4实验步骤1.分辨测压管与毕托管并检查橡皮管接头是否接紧。2.启动抽水机，打开进水阀门，使水箱充水并保持溢流，使水位恒定。3.关闭尾阀K，检查测压管与毕托管的液面是否齐平。若不平，则需检查管路是否存在气泡并排出。4.打开尾阀K，量测测压管及毕托管水头。5.观察急变流断面A及B处的压强分布规律。

7、6.本实验共做三次，流量变化由大变小。2.5实验数据记录与处理241.有关常数记录d5＝cm，d1＝cm。（d5即d，d1即D）2.实验数据记录与计算（测压管高度单位为cm）测次145689A量筒内水的质量（g）测量时间（s）流量（m3/s）测压管液面高总压管液面高测压管液面高总压管液面高测压管液面高总压管液面高测压管液面高总压管液面高测压管液面高总压管液面高测压管液面高总侧测压管高外侧测压管高中间测压管高内侧测压管高12345678910243.实验结果(1)绘制测压管水头线和总水头线（任选一组）。(2)计算断面5和断面2的平均流速和毕