流体力学实验指导书(修改).doc

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1、流体力学实验指导书主编李旭机电工程系实验一　静水压强实验一、实验目的1、通过实验加深对流体静力学基本方程的理解。2、验证静止流体中不同点对于同一基准面的测压管水头为常数，即常数3、实测静水压强，掌握静水压强的测量方法。4、巩固绝对压强、相对压强、真空度的概念，加深理解位置水头、压力水头以及测压管水头之间的关系。5、已知一种液体重度测定另一种液体的重度。二、实验原理图1所示是一种静水压强实验仪原理示意图：图1静水压强实验原理图（）实验装置包括四个部分，从左到右依次是调压桶、测压管组、主水箱、增减压气筒。主水箱液面上压强通

2、过调节增减压气筒改变，使其大于或小于大气压，水箱上面通过连通管和测压管6相连。在水箱不同液面深度选择测点1、2，分别和测压管组连接。测压管组中2、3开口通向大气，测压管1、4、5通过一个四通接头和调压桶相接，通过上、下移动调压桶就可以改变调压筒中的压强，进而调节测压管1、4、5中的压强。球阀1和2的开启可以使密闭水箱液面上压强和调压桶压强恢复到大气压强。（注：图1中，图2中，）图2静水压强实验原理图（）相对静止的液体只受重力的作用，处于平衡状态。以表示液体静压强，表示液体重度，以表示压强测算点位置高度（即位置水头），流

3、体静力学方程为常数上式说明1、在重力场中静止液体的压强与深度成线性分布，即2、同一水平面（水深相同）上的压强相等，即为等压面。因此，水箱液面和测点1、2处的压强（绝对压强）分别为与以上各式相对应的相对压力（相对压强）分别为式中——大气压力，——液体的重度，——液面压力水头，——液面位置水头，、——1、2处测压管水头，、——1、2处位置水头，、——1、2处压力水头，3、静水中各点测压管水头均相等，即或或即测压管1、2的液位在同一平面上。4、调压筒和测管1、2相连构成连通器，在其中注入重度为的液体，可以测量液体的重度。图2

4、为关闭球阀2，通过调节调压桶，使的情况。根据联通器原理，得即式中——调压桶中液体的重度，、——Y型管中两液面位置高度,根据上式可知，已知某种液体（如水）的重度，可以通过本实验确定另一种液体的重度。三、实验装置下图为我们华北科技学院机电系自主研制的FSP型流体静压实验仪，整套设备由四部分组成，从左到右分别是：调压桶装置，测压管组，实验密闭主水箱，水箱上液面增减压强调节装置。图3FSP型流体静压实验仪实物图四、实验步骤1、关闭球阀1和球阀2，并检查密封效果。其方法是，移动调压筒至某一高程位置，这时各管的液面也随之移动。如果

5、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。2、记录测点高度和，打开球阀1和球阀2，读出液面初始位置高度Δ0,并作相应记录。2、关闭球阀1，使主水箱密闭，调节增减压气筒，使水箱液面压力升高，此时>,读出、、、、、,并记入表内。再继续给水箱加压两次，记下各测压管位置高度。3、调节增减压气筒，使水箱液面压力降低，并获得<的状态。同样读取三组数据记入表内。4、关闭球阀2，调节左侧的调压桶高度

6、，改变测压管上压强，分别在和两种情况下，读出、、、、、,自绘表格并记入表内。五、实验数据记录（）cm,=（）cm,=()cm。静水压强实验数据记录表1测管液面高程读数记录工况测次123456123123六、实验结果分析1、完成数据处理表2。2、根据实验结果，验证静力学基本方程的正确性。3、求出待测液体的重度。静水压强实验结果处理表2工况测次(N/cm2)(N/cm2)(N/cm2)（cm）(cm)(N/cm3)1    2    3    1    2    3    七、实验思考题1、重力作用下的静止液体压强分布的基

7、本规律是什么？从实验结果举例说明。2、如何利用测压管量测静止液体中任意一点的压强（包括液面压强）？3、相对压强与绝对压强、相对压强与真空是什么关系？4、试分析产生量测误差的原因，并指出在实验中应该采取哪些措施尽可能减小误差。八、实验注意事项1.升降调压筒时，应轻拉轻放。2.在读取测管读数时，一定要等液面稳定后再读，并注意使视线与液面最低点处于同一水平面上。3.读数时，注意测管标号和记录表中要对应实验二沿程水头损失量测实验一、实验目的1.学会测定管道沿程水头损失系数的方法。　　2.分析圆管恒定流动的水头损失规律，验证在各

8、种情况下沿程水头损失与平均流速的变化规律。二、实验原理对于通过直径不变的圆管的恒定水流，沿程水头损失为：　　　　　　　　　　　即上下游量测断面的测压计读数差。沿程水头损失也常表达为：称为沿程水头损失系数，为上下游量测断面之间的管段长度，为管道直径，为断面平均流速。若在实验中测得和断面平均流速，则可直接得到沿程水头损失系数：　　其中