孔口管嘴出流

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1、《孔口管嘴出流》实验报告开课实验室：重庆大学第二实验楼A栋流体力学实验室年月日学院城环学院年级、专业、班姓名成绩课程实验项目指导教流体力学与水泵实验孔口管嘴出流名称名称师教师评教师签名：语年月日一、实验目的1.理解射流与孔口出流的特点。2.掌握管嘴出流的水力现象。3.灵活应用静力学的基本知识，由测压管读数推求作用水头。4.掌握孔口、管嘴出流的流量计算公式与流量系数的大小。二、实验原理1.测压管的压力测量：2.不可压缩流体恒定流动能量方程：3.管嘴出流流量：孔口出流流量：4.不可压缩流体恒定流动动量方程：忽略滑动摩擦力，则：式中：D——活塞直径；——活塞形心水深；h——

2、孔口出流的作用水头；Q——管嘴出流量，即射流流量；——管嘴出流速，即射流流速；β——为动量修正系数；——射流对活塞冲击力；ρ——液体密度；实验中，在平衡状态下，只要测得流量Q和活塞形心水深hc,由给定的管嘴直径d和活塞直径D，代入上式，便可验证动量方程，并率定射流的动量修正系数β值。其中，测压管的标尺零点已固定在活塞的圆心处，因此液面标尺读数，即为作用在活塞圆心处得水深。二、使用仪器、材料自循环供水器（循环水泵）、实验台、无级调速器、水箱、溢流板、稳水孔板、孔口、管嘴、挡水旋板、移动触头、上回水槽、标尺、测压管、接水盒、回水管等三、实验步骤1.熟悉实验仪器，记录有关参数

3、。2.启动电源供水，待水箱溢流稳定后打开圆角形管嘴1，液面稳定后测量恒定液面高程的标尺读数H1，采用时间体积法测量流量Q,完毕后堵塞圆角形管嘴1。3.打开圆柱形管嘴2，测量恒定液面高程的标尺读数H1及流量Q,观察和测量圆柱形管嘴出流时的真空度，由测压管液面水位得到，完毕后堵塞圆柱形管嘴2。4.打开圆柱形管嘴3，测量恒定液面高程的标尺读数H1及流量Q,完毕后堵塞圆柱形管嘴3。5.打开孔口4，观察孔口出流现象，测量恒定液面高程的标尺读数H1及流量Q。松开孔口两边的移动触头螺丝，先移动一边触头将其与水股切向后旋紧螺丝，再移动另一边触头使之与水股切向接触并旋紧螺丝，然后用挡水旋

4、板关闭孔口，用游标卡尺测量触头间距，即为射流直径。6.关闭电源，将仪器恢复到实验前状态。五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)1.记录计算有关参数圆角形管嘴d1=1.20cm，圆柱形嘴d2=1.20cm，圆锥形嘴d3=1.20cm；出口高程读数Z3=Z4=12cm，出口高程读数Z1=Z2=19cm；孔口d4=1.20cm。2.实验记录与计算分类项目1圆角形管嘴2圆柱形管嘴3圆锥形管嘴4孔口水面读数H1/cm42.2542.3042.1042.40体积V/cm³47024270324228122968196426302764时间t/s20.019.016.014.01

5、1.011.015.216.0流量Q/（cm³/s）235.1224.7202.6201.1269.8269.5175.3172.8平均流量Q‘/（cm³/s）229.90201.85269.65174.05作用水头Ho/cm23.323.330.130.4面积A/cm²1.131.131.131.13流量系数u0.9520.8360.9820.631测管读数H2/cm／1.75／／真空度Hv/cm／11.25／／收缩直径dc/cm／／／0.998收缩断面Ac/cm²／／／0.782收缩系数1.01.01.00.996流速系数0.9520.8360.9820.960

6、阻力系数0.1030.4310.0400.085流股形态光滑水柱、无不光滑、紊乱光滑水柱扭变光滑水收缩水柱柱、侧收缩六、实验结果及分析1.分析孔口出流与管嘴出流流量系数的影响因素。答：孔口出流的流量系数与孔口的局部损失和断面收缩等有关；管嘴出流的流量系数与管嘴的不同形状所存在的沿程水头损失和局部水头损失，以及是否形成真空等因素有关。2.在哪些管嘴中容易出现真空，为什么？答：圆柱形管嘴容易出现真空出流。流股发生收缩，收缩断面前后与管壁分离，中间形成漩涡区，产生负压，出现了管嘴真空现象。