《流体力学》实验指导书.doc

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1、流体力学实验指导书xxx建筑环境与设备工程实验室2006年10月前言《流体力学》是建立在实验基础上的与理论相结合的一门学科，是建筑环境与设备工程的必选课。通过实验，可加深学生对基本理论的理解，培养实验操作基本技能、设备和仪器使用基本能力、实验数据处理与分析的基本能力。本实验指导书涉及必做和选做实验项目8个，除必做项目外，同学可根据自身的能力，有目的有计划地选作一些或自行设计一些实验项目，以提高自身的实验研究能力和技能水平。本实验指导书的编者力求：使用专业语言，实验原理清晰明确，实验步骤具有完全可操作性，计算公式推导完整。由于编者水平有限

2、，和有的表述难免存在不完整、不妥当、错误之处，诚请同仁和使用者提出批评和改正意见。编者2006年10月流体力学实验指导书目录实验一静水压强测定实验实验二能量方程实验实验三文丘里流量计流量系数测定实验实验四动量方程实验实验五雷诺实验实验六毕托管测速实验实验七沿程阻力系数测定实验实验八突扩突缩局部阻力实验实验一静水压强特性实验一、实验目的1．加深理解静力学基本方程式及等压面的概念。2．掌握用测压管测量流体静压强的技能。3．提高解决流体静力学实际问题的能力。二、演示原理在重力作用不可压缩流体静力学基本方程为：Z+P/γ=const式中：Z——

3、被测点在某一基准点以上的位置高度；P——被测定的静水相对压强；γ——液体容重；对装有油的U型管，应用等压面可测出油的容重γ（见图1）γＯ＝h1/h2.γW图1三、实验器材静水压强特性实验仪1台，结构示意图见图2图2水静压强实验台四、实验步骤1、选定基准面，测定并记录ZA、ZB；2、打开排气阀，U型通气阀，调压筒置适当高度，此时P0=0；3、测定并记录水箱液面高度▽0，测压管开口管液面高度▽H；4、关闭排气阀，提高调压筒位置到适当高度，此时P0>0；5、测读并记录水箱液面高度▽0，测压管开口管的液面高度▽H。6、测读并记录U型管油柱高度差

4、，水液柱高差；7、适当提高调压筒高度、重复步骤5、6一次；8、调低调压筒高度，使P0<0；9、重复步骤5、6一次；10、再适当调低调压筒高度，重复步骤5、6一次；11、实验完毕，打开排气阀。实验二伯努利方程实验一、实验目的1.观察流体流经能量方程试验管的能量转化情况，对实验中出现的动水水力现象进行分析，加深对能量方程的理解；3.掌握一种测量流体流速的原理：4.验证静压原理。二、实验原理在恒定总流实验管内，沿水流方向的任一断面i（实验管的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ见图1），可写出能量方程式：Ⅰ＋hwⅠ-i取aⅠ=aⅡ=…=an=1，选好基准面，从各断

5、面的静压管可读取Z+。本实验装置在断面上虽装有毕托管，但不作各断面平均流速测量，用体积法测量流量，计算断面平均流速。从静压管的读数取得hwⅠ-I值。从而得到各断面的测压管水头和总水头。图１　实验管测点图三、实验设备I伯努利方程实验仪１台，结构示意如图２所示。II秒表１块。III温度计１支。图２伯努利方程实验仪结构示意图1.水箱及潜水泵；2.上水管；3.电源；4.溢流管；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，计量水箱；13.量杯；14回水管；15.实验桌。一、实验步骤a

6、)记录有关常数：dⅠ、dⅡ、dⅢ、dⅣ、上管道轴线高程、水箱液面高程；b)水箱充水；c)接好电源，启动水泵，系统充水赶气，过程中维持溢流板稍许溢流；d)检查各处是否有漏水；e)关闭流量调节阀11，观察并记录各动静压管上的液面高度，自由液面的高度；f)全开流量调节阀，测读并记录各测管的液面高程，体积流量；g)逐渐关小流量调节阀，测读并记录各测管的液面高程，体积流量；h)逐渐开大流量调节阀，测读并记录各测管的液面高程，体积流量；i)试验完毕，停泵，断开电源，清洗现场。实验三文丘里流量计流量系数测定实验一、实验目的1、通过测定流量系数，掌握文

7、丘里流量计测量管道流量的技术。2、验证能量方程的正确性。二、实验原理如果能求得任一断面的流速v，然后乘以面积A，即可求出理论流量Q'。计算模型如图1所示：图1文丘里流量计流量计算模型根据能量方程和连续性方程，可得不计阻力作用的文氏管过水能力关系式式中：，为文丘里流量计结构参数。，为断面测压管水头差由于阻力的存在，实际通过流量Q恒小于理论流量Q’，故引入无量纲流量修正系数μ。或三、实验器材1．文丘里流量计实验装置1台，结构示意图（见图2）；2．秒表1只；3．温度计1支。图2、实验装置结构示意图1.水箱及潜水泵；2.上水管；3.溢流管；4.

8、电源开关；5.整流栅；6.溢流板；7.接头；8.实验管段；9.文丘里管；10.调节阀；11.接水箱；12.计量水箱；13.回水管；14．实验桌。四、实验步骤1．水箱充水；2．接好电源，启动水泵；3．调节进水