流体实验指导书（页）

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1、流体实验华北电力大学目录实验一不可压缩流体恒定流能量方程（们诺里方程）实验2实验二雷诺实验5实验三管道沿程阻力实验7伯努利方程实验一、实验目的和要求1.通过定性分析实验，捉高对动水力学诸多水力现彖的实验分析能力；2.通过定量测量实验，进一步掌握有压管流中动水力学的能量转换特性，验证流体恒定总流的伯努利方程，掌握测压管水头线的实验测量技能与绘制方法；二、实验装置1.实验装置简图实验装置及各部分名称如图1所示。1.自循坏供水器2.实验台3.可控硅无级调速器3.溢流板5.稳水孔板6.恒压水箱7.实验管道8.测压点①〜⑲9.弯针毕托管10.测压计11.滑动测量尺12.测压管①〜⑲13.实验流量

2、调节阀14.回水漏斗15.稳压筒16.传感器17.智能化数显流量仪2.装置说明(1)流量测量——智能化数显流量仪智能化数显流量仪系统包括实验管道内配套流量计、稳压筒15、高精密传感器16和智能化数显流量仪17(含数字面板表及A/D转换器)。该流量仪为管道式瞬时流量仪，测量精度一级。流量仪的使用方法，需先排气调零，待水箱溢流后，间歇性全开、全关管道出水阀13数次，排除连通管内气泡。再全关阀13,待稳定后将流量仪调零。测流量时，水流稳定后，流量仪所显示的数值即为瞬时流量值。(2)测流速一一弯针管毕托管弯针管毕托管用于测量管道内的点流速。为减小对流场的干扰，本製置小的弯针直径为©1.6x1.

3、2mm（外径x内径）。实验表明只要开孔的切平面与来流方向垂直，弯针管毕托管的弯角从90。〜180。均不影响测流速精度，如图2所示。（3）本仪器测压点有两种：90190乞180：迎流面开小孔管端u封闭图2弯针管毕托管类型1）毕托管测压点，图1中标号为①、⑥、⑧、（D、⑭、⑪、（©（后述加*表示），与测压计的测压管连接后,用以测量毕托管探头对准点的总水头值，近似替代所在断面的平均总水头值，可用于定性分析，但不能用于定量计算；2）普通测压点，图1中标号为②、③、④、⑤、⑦、⑨、⑩、⑪、⑬、⑬、⑪、⑲，与测压计的测压管连接后，用以测量相应测点的测压管水头值。（4）测点⑥*、⑦所在喉管段直径为力

4、，测点心*、⑪所在扩管段直径为d3,其余直径均为1.基本操作方法（1）测压管与稳压筒的连通管排气。打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流,间歇性全开、全关管道岀水阀13数次，直至连通管及实验管道中无气泡滞留即可。再检查调节阀关闭后所有测压管水面是否齐平，如不平则需杳明故障原因（例连通管受阻、漏气或夹气泡等）并加以排除，直至调平。（2）恒定流操作。全开调速器，此时水箱保持溢流，阀门13开度不变情况下,实验管道出流为恒定流。（3）非恒定流操作。调速器开、关过程中，水箱6无溢流情况下，实验管道出流为非恒定流。（4）流量测量。实验流量用阀13调节，记录智能化数显流量仪的流量值。三、实验原理1.伯

5、努利方程。在实验管路中沿管内水流方向取刃个过水断面，在恒定流动时,可以列出进口断面⑴至另一断面⑴的伯努利方程式（=2,3…肋I卩

6、讷PS2gp,ay].PS2g取ai=a2=a/^=lf选好基准面，从已设置的各断面的测压管中读出z+-冬值,P&测出通过管路的流量，即可计算出断面平均流速"及巫，从而可得到各断面测管2g水头和总水头。2.过流断面性质。均匀流或渐变流断面流体动压强符合静压强的分布规律，即在同一断面上z+-^=C,但在不同过流断面上的测压管水头不同，PgP8〜P8急变流断面上Z+上HC。P8四、实验内容与方法1.定性分析实验(1)验证同一静止液体的测压管水头线是根水平线。阀门

7、全关，稳定后，实验显示各测压管的液面连线是一根水平线。而这时的滑尺读数值就是水体在流动前所具有的总能头。(2)观察不同流速卜某一断面上水力要素变化规律。以测点⑧*、⑨所在的断面为例，测管⑨的液面读数为该断面的测压管水头。测管⑧*连通毕托管，显示测点的总水头。实验表明，流速越大，水头损失越大，水流流到该断而时的总水头越小，断而上的势能亦越小。(3)验证均匀流断面上，动水压强按静水压强规律分布。观察测点②和③，尽管位置高度不同，但其测压管的液面高度相同，表明PE(4)观察沿流程总能坡线的变化规律。加大开度，使接近最大流量，若稳定后各测管水位如图3所示，图中A-A为管轴线。图3测压管水位示例

8、纵观带毕托管的测点①*、⑥*、⑧*、⑫*、⑭*、⑯*、⑱*的测管水位(实验吋可加入雷诺实验用的红色水，使这些管呈红色，如图3屮以较深颜色表示的测压管)，可见各测管的液面沿流程是逐渐降低而没有升高的，表明总能量沿流程只会减少，不会增加，能量损失是不可能逆转的。(5)观察测压管水头线的变化规律。总变化规律：纵观测压点②、④、⑤、⑦、⑨、⑬、⑬、⑪、⑲的测压管水位，可见沿流程有升也有降，表明测压管水头线沿流程可升也可降。沿程水头损失：从②、④、⑤点可