《流体力学》课程实验（上机）指导书及实验报告格式

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1、《流体力学》课程实验指导书袁守利编汽车工程学院2005年9月前言1.实验总体目标、任务与要求1)学生在学习了《流体力学》基本理论的基础上，通过伯努利方程实验、雷诺实验、阻力综合实验和动量方程实验，实现对基本理论的验证。2）通过实验，使学生对水柱（水银柱）、U型压差计、毕托管、孔板流量计、文丘里流量计等流体力学常用的测压、测流量装置的结构、原理和使用有基本认识。2.适用专业热能与动力工程3.先修课程《流体力学》相关章节。4.实验项目与学时分配序号实验项目名称实验（上机）学时每组人数实验（上机）类型开出要求实验（上机）一伯努利方程实验28——10验证必做实验

2、（上机）二动量方程实验28——10验证必做5.实验改革与特色根据实验内容和现有实验条件，在实验过程中，采取学生自己动手和教师演示相结合的方法，力求达到较好的实验效果。实验一伯努利方程实验一、实验目的1．观察流体流经实验管段时的能量转化关系，了解特定截面上的总水头、测压管水头、压强水头、速度水头和位置水头间的关系，从而加深对伯努利方程的理解和认识。2．掌握各种水头的测试方法和压强的测试方法。3．掌握流量、流速的测量方法，了解毕托管测速的原理。二、实验条件伯努利方程实验仪三、实验原理1．实验装置：图一伯努利方程实验台1.水箱及潜水泵2.上水管3.电源4.溢

3、流管5.整流栅6.溢流板7.定压水箱8.实验细管9.实验粗管10.测压管11.调节阀12.接水箱13.量杯14回水管15.实验桌2.工作原理定压水箱7靠溢流来维持其恒定的水位，在水箱下部装接水平放置的实验细管8，水经实验细管以恒定流流出，并通过调节阀11调节其出水流量。通过布置在实验管四个截面上的四组测压孔及测压管，可以测量到相应截面上的各种水头的大小，从而可以分析管路中恒定流动的各种能量形式、大小及相互转化关系。各个测量截面上的一组测压管都相当于一组毕托管，所以也可以用来测管中某点的流速。电测流量装置由回水箱、计量水箱和电测流量装置（由浮子、光栅计量尺

4、和光电子传感器、电测流量计等）组成，可在电测流量仪上直接数显实验时的流体出流体W（升）和相应的出流时间t（s），从而可计算出流量Q来。也可用计量水箱和秒表配合，用体积法测出流量（如图所示）。实验装置相关结构尺寸：Z1=Z2=Z3=190mm，Z4=-60mm；d1=d3=d4=Φ14mm，d2=Φ25mm（全部为内径）四、实验内容和要求（按内容逐项写清楚）1．掌握一种测量流体流速的原理；2．加深对能量方程的理解；3．验证静压原理。五、实验方法与步骤1．实验前的准备工作：1）．全开溢流水阀门；2）．稍开给水阀门；3）．将回水管放于计量水箱的回水侧；4）．接

5、好各导压胶管；5）．检验压差板是否与水平线垂直；6）．启动电泵，使水作冲出性循环,检查各处是否有漏水的现象。2．验证静压原理：启动电泵，关闭给水阀，此时能量方程试验管上各个测压管的液柱高度相同，因管内的水不流动没有流动损失，因此静水头的连线为一平行基准线的水平线，即在静止不可压缩均匀重力流体中，任意点单位重量的位势能和压力势能之和（总势能）保持不变，测点的高度和测点位置的前后无关，记下四组数据于表二的最下方格中。3．测速：能量方程试验管上的四组测压管的任一组都相当于一个毕托管，可测得管内任一点的流体点速度，本试验已将测压管开口位置在能量方程试验管的轴心，

6、故所测得的动压为轴心处的，即最大速度。毕托管求点速度公式：利用这一公式和求平均流速公式（）计算某一工况（如表中工况2平均速度栏）各测点处的轴心速度和平均流速得到表一表一测点编号项目ⅠⅡⅢⅣ点速度Vs（m/s）平均速度（m/s）管中内径（mm）表一还很清楚的说明了连续性方程，对于不可压缩流体稳定地流动，当流量一定时，管径粗的地方流速小，细的地方流速大。4．观察和计算流体、管径，能量方程试验管（伯努利管）对能量损失的情况：在能量方程试验管上布置四组测压管Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，每组面的测压管测的压力为总压，全开给水阀门，观察总压沿着水流方向的下降情况，这说明流体的总

7、势能沿着流体的流动方向是减少的，改变给水阀门的开度，同时用计量水箱和秒表测定不同阀门开度下的流量及相应的四组测压管液柱高度，记到数据表中。表二测点编号序号ⅠⅡⅢⅣ流量m3/s左右左右左右左右1能量方程管中心线距基准高位置水头mm能量方程管内径mm静水头表二给出了两个工况的全部实验数据根据以上数据和计算结果，绘出流量下的各种水头线，并解释图中现象。5．结束实验：全开阀门，把管道内的水放掉，然后关闭各阀门。六、实验的重点或难点流体力学常用的测速方法和对能量方程（伯努利方程）的理解。七、实验注意事项实验过程中注意管路中气泡的排除和读数的准确性。八、思考题1．为

8、什么能量损失时沿着流动的方向增大的？2．为什么Ⅰ比Ⅱ压力能头大？（由于管径变粗流