工程流体力学实验-参考

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1、流体力学实验思考题参考答案流体力学实验室二○○六年9静水压强实验1．同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？测压管水头指，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测压管液面的连线。实验直接观察可知，同一静止液面内的测压管水头线是一根水平线。2．当时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。，相应容器的真空区域包括以下三个部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占区域，均为真空区域。（2）同理，过箱顶

2、小不杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区域。（3）在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区域。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。3．若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定。最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度和，由式，从而求得。4．如测压管太细，对于测压管液面的读数将有何影响？设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算式中，为表面张力系数；

3、为液体容量；为测压管的内径；为毛细升高。常温的水，，。水与玻璃的浸润角很小，可以认为。于是有（、均以计）一般来说，当玻璃测压管的内径大于10时，毛细影响可略而不计。另外，当水质不洁时，减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机下班玻璃作测压管时，浸润角较大，其较普通玻璃管小。如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。因为测量高、低压强时均有毛细现象，但在计算压差时，互相抵消了。5．过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平面是不是等压面？哪一部分液体是同一等压面？9不全是等压面，它仅相对管1、2及

4、水箱中的液体而言，这个水平面才是等压面。因为只有全部具有下列5个条件的平面才是等压面：（1）重力液体；（2）静止；（3）连通；（4）连通介质为同一均质液体；（5）同一水平面。而管5与水箱之间不符合条件（4），相对管5和水箱中的液体而言，该水平面不是水平面。6、用该实验装置能演示变液位下的恒定水流吗？关闭各通气阀门，开启底阀，放水片刻，可看到有空气由C进入水箱。这时阀门的出流就是变液位下的恒定水流。因为由观察可知，测压管1的液面始终与C点同高，表明作用于底阀上的总水头不变，故为恒定流动。这是由于液位的降低与空气补充使箱体表面真空

5、度的减小处于平衡状态。医学上的点滴注射就是此原理应用的一例，医学上称这为马利奥特容器的变液位下恒定流。文丘里实验1．本实验中，影响文丘里管流量系数大小的因素有哪些？哪个因素最敏感？对本实验的管道而言，若因加工精度影响，误将值取代值时，本实验在最大流量下的值将变为多少？由式得可见本实验的值大小与、、、有关。其中、影响最敏感。本实验中若文丘里管=1.4，=0.71，通常在切削加工中比测量方便，容易掌握好精度，不易测量准确，从而不可避免的要引起实验误差。例如当最大流量时值为0.976，若的误差为－0.01，那么值将变为1.006，显

6、然不合理。2．为什么计算流量与实际流量不相等？因为计算流量是在不考虑水头损失情况下，即按理想液体推导的，而实际流体存在粘性必引起阻力损失，从而减小过流能力，，即〈1.0。3．文丘里流量计能否倾斜安装，为什么？如图所示9根据流体静力学方程得　　　　　　　　　　　则　　由图可知式中，、、、分别为各测压管的液面读数。因此，无论文丘里流量计是否倾斜安装，对测压管读数都不影响。4．文丘里管喉颈处容易产生真空，允许最大真空度为6-7mH2O。工程中应用文丘里管时，应检验其最大真空度是否在允许范围内。根据你的实验成果，分析本实验文丘里管喉颈

7、处最大真空值为多少？本实验若=1.4，=0.71，以管轴线高程为基准面，以水箱液面和喉颈断面分别为1-1、2-2计算断面，列能量方程得则9cmH2O即实验中最大流量时，文丘里管喉颈处真空度cmH2O，而由本实验实测约为60cm。进一步分析可知，若水箱水位高于管轴线4m左右时，实验中文丘里管喉颈处真空度可达7mH2O左右。9雷诺实验1．为什么上临界雷诺数无实际意义，而采用下临界雷诺数作为层流和紊流的判据？实测下临界雷诺数为多少？根据实验测定，上临界雷诺数实测值在3000-5000范围内，与操作的快慢、水箱的紊动度、外界干扰等密切

8、相关。有关学者做了大量实验，有的得12000，有的得20000，有的甚至得到40000。实际水流中，干扰总是存在的，故上临界雷诺数为不定值，无实际意义。只有下临界雷诺数才可以作为判别流态的标准。凡水流的雷诺数小于下临界雷诺数者为层流。一般实测下临界雷诺数为2100左右。2．雷