流体力学与水力学实验报告及指导书（页）

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1、流体力学与水力学实验目录第一章流体力学基础实验（）§1-1流体静力学实验（）§1-3动量方程实验（）§1-5局部水头损失实验（）§1-6文丘里流量计、孔板流量计的标定实验（）§卜8雷诺实验（）第一章流体力学基础实验本章介绍流体力学的基础实验。基础实验是指用传统的测试手段测量流体运动的压强、速度、流量等基本参数。这些实验都是教学大纲要求的必做实验。§1-1流体静力学实验1」」实验目的1.观察测点的测压管水头（位置水头与压强水头之和），加深对静压强公式的理解。2.求未知液体的密度1.1.2实验装置图1丄1是一•种静水压强实验仪。管1为开口测压管，管2和管3,管4和管5,

2、管6和管7各组成一个U形管。管1、2、3均与水箱接通，构成一个连通器。其中，管1与密封水箱屮部某点接通。管2、3与水箱底部某点接通。管4和管6与水箱上方的气体压强接通。管4、5和管6、7分别盛冇两种液体，其密度为口和°2。水箱上方有密封阀，水箱液面上的气体与人气不相通，其压强为p（）o调压箱通过软管与水箱接通。上、下移动调压管就可以改变水箱小的水位，也改变水箱中密封气体的压强內。如果调压筒水面高于水箱的水面，水将从调压筒流入水箱，此时，水箱中的密封气体的体积将减小，压强增大。密封气体压强高于当地大气压，A）>Pao反之，则P0

3、木方程是"上=常数（1.1.1）Pg管1、管3、调压筒、水箱互相连通，液面与大气相通。虽然管1,管3与水箱的接点高低不同，但他们的液面高程相同，这就是说明静止液体内任意一点的位置水头与压强水头Z和（称为测压管水头）是相同的。管2的液体与水箱的液体相通，液面气体的压强同为內。因此管2的液面与水箱的液面高程相同。盛冇两种未知密度液体的U形管，其液柱高差是由于压差內■內引起的，故有Po-Pa=-Z2）=0g（Z5一=P2g{Z1一Z6）（1丄2）ppg◎一⑺水的密度Q是已知的，只要读取各管液面的高程读数，就可以求出未知密度□和°2。1.1.4实验步骤1.关闭密封阀,并检

4、査密封效果。其方法是,移动调压筒至某一高程位置,这吋各管的液面也随Z移动。如果密封效果良好，各管液面的升降的速度越来越慢，并最终停止orm4!□]X]爭申魂很乂#;靜水压强昱测实验数锯表近回目亍打印I日期及人员实登人劇人注：衣&的怎:帀由第竝球岀.hlnunh2mmh3mmMmmh5mmh6mmh7mmp1kg^mA3p2畑卅3126.219.226.214.423.221.428.47951000223.219.023.216.22】・422.827.0807999317.419.017.419,8“825.624,1$001066414.419.014.421.

5、716.0I27.222.880710451圈标推1丄

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9、酒开妞1丨◎⑥越氏<厨H立檻1・McrosoftWordtlFomHIlfslMcrwoftPoK.wPotnt・『…图1.1.2静水压强实验数据表在某一高程位置，不再变化。如果密封效果不好，各管的液面总是不停升降，直至各管液面与调压筒以及水箱的液面平齐。这就说明水箱漏气。1.将调压筒形移至某高度，并用螺丝固定。待各管的液面稳定后，读取各管的液面高度读数，并填入数据表。本实验测量4组数据，其中，P0>Pa（调压筒液面高于水箱液面）和P0

10、测压管的液柱高度。1.1.6思考题1.在什么情况下，管1，2,3的液面平齐？2.当管2,3的液面平齐时,管4,5以及管6,7的液面是否全分别平齐?为什么?3.管1和管5都与大气相通，具液面是否处在同一个等压面上？1.如果（Z7・Z6）＞（Z5・Z4），则Q

11、和02哪个较大?1.1.5数据整理及误差分析流体力学实验的数据整理是件复杂的丄作，为此，可编制数据处理系统供实验课使用。图1.1.2是编者研制的数据处理系统的静水压强实验数据表界面。实验装置中的未知液体的密度值分别为p,=8OOkg/m3,p2=1000kg/m3o由数据表看出，测量误差小于7%,引起误差的主要原

12、因是仪器的水柱高度读数的精度不够。水柱高度的刻度为mm,小数点后面的值是目估的，从而引起误差。1.3动量方程实验1.3.1实验目的用杠杆法测量水流对档板的冲击力，并用动量方程计算水流对档板的作用力，两者进行比较，加深对动量方程的理解。1.3.2实验装置及实验原理誌码水箱杠杆平衡锤回水箱图1.3.1动量方程实验仪图1.3.1是本实验使用的实验装进示图。水箱为实验捉供稳压水源，水箱的溢流板上开设若干泄流孔。开、闭这些泄流孔可以控制水位的高低。水流从设在水箱下部的管嘴射击，冲击一个轴对称Illi面档板，档板将射流冲击力传递给杠杆。移动祛码到某一位置，可使杠杆保持平衡。