流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)一、流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 靜水壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)時(shí)間 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn) 流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室

指導(dǎo)教師 劉紅 實(shí)驗(yàn)課時(shí) 課程名稱 流體力學(xué) 實(shí)驗(yàn)成績

2014-3-26

4

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

1.掌握用液式測壓及測量流體靜壓強(qiáng)的技能。

2.驗(yàn)證不可壓縮流體靜力學(xué)基本方程，加深對(duì)位置水頭，壓力水頭和測壓管水頭的理

解。

3.觀察真空度（負(fù)壓）的生產(chǎn)過程，進(jìn)一步加深對(duì)真空度的理解。

4.測量油的相對(duì)密度。

5.通過對(duì)諸多流體靜力學(xué)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)分析，進(jìn)一步提高解決靜力學(xué)實(shí)際問題的能力。

實(shí)驗(yàn)環(huán)境

常溫室內(nèi)

實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

1.用打氣球加壓，減壓需緩慢，以防液體溢出及油滴吸附在管壁上。打氣后務(wù)必關(guān)

閉加壓氣球下端的閥門，以防漏氣。

2.在實(shí)驗(yàn)過程中，裝置的氣密性要求保持良好。

實(shí)驗(yàn)步驟

1.了解儀器的組成及其用法，包括：

（1）各閥門的開關(guān)。

（2）加壓的方法：關(guān)閉所有閥門，然后用打氣球充氣。

（3）減壓方法：開啟筒底減壓放水閥們11放水

（4）檢查儀器是否密封：加壓后檢查測壓管1,2,8的夜面高程是否恒定。若下降，則

查明原因并加以處理。

2.記錄儀器編號(hào)及各常數(shù)。

3.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄并處理數(shù)據(jù)。完成表1-1及表1-2。

4.量測點(diǎn)靜壓強(qiáng)。

（1）打開通氣閥4（此時(shí)po=0），記錄水箱液面高標(biāo)▽0和測壓管的液面標(biāo)高▽H（此

時(shí)▽o=▽H）

（2）打開通氣閥4及截止閥7，用打氣球加壓使po>0,測記▽o及▽H。

（3）打開減壓放水閥11，使p<0(要求其中一次p<0,即▽H<▽B),測記▽0及▽H。

oB

5.測出測壓管6插入水杯中水的深度。

6.測定油的相對(duì)密度do。

（1）開啟通氣閥4，測記▽0.

（2）關(guān)閉通氣閥4，用打氣球加壓（p>0）,|微調(diào)放氣螺母使U型管中水面與液面齊

o

平，測記▽0及▽H（此過程反復(fù)進(jìn)行3次）。

（3）打開通氣閥4，待液面穩(wěn)定后，關(guān)閉所有閥門，然后開啟減壓放水閥11降壓

（po<0），使U型管中水面與油面相齊平，測記▽0及▽H（此過程反復(fù)進(jìn)行3次）。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論與數(shù)據(jù)

表1-1 流體靜壓強(qiáng)測量記錄及計(jì)算表

壓力水頭 測壓管水頭

水箱液面

實(shí)驗(yàn)條件 次序

測壓管2液面

ppp

ABD

?/(10m)

0

14.0 14.0 11.9 16.9 19.3 14.0 14.0 1 0

13.8 25.0 22.9 27.9 30.3 13.8 25.0 1 11.2

13.8 30.0 27.9 32.9 35.3 13.8 30.0 2 16.2

13.9 10.0 7.9 12.9 15.3 13.9 10.0 1 -3.9

13.9 6.0 3.9 8.9 11.3 13.9 6.0 2 -7.9

13.9 1.0 -1.1 3.9 6.3 13.9 1.0 3 -12.9

?2

?

H

/(10m)

?2

??

????????????????z?

H0HBHCD

?2?2?2?2?2?2

?

p

C

p

D

?

HD

z?

C

p

C

?

?

/(10m)/(10m)/(10m)/(10m)/(10m)/(10m)

p?0

0

p?0

0

p?0

0

（其中一次

p?0

B

）

表1-2 油相對(duì)密度測量記錄及計(jì)算表

水箱液面

條件 次序

1 10.3 13.9 24.2

2 10.5 13.9 24.4 10.4

3 10.4 13.9 24.3

1 13.9 11.8 2.1

2 2.1

3

測壓管2液面

h????h????

1H020H

/(10m)

?2

hh

1

/(10m)/(10m)

?2?2

/(10m)

?2

2

?

0

/(10m)

13.9 11.8 2.1

13.8 11.7 2.1

?2

?

H

/(10m)

?2

d??

o

?

o

?

w

h

1

h?h

12

p?0

0

且U

型管中水面與

油水交界面齊

平

0.832

p?0

0

且U

型管中水面與

油面齊平

實(shí)驗(yàn)心得

通過這次試驗(yàn)，讓我更深刻的體會(huì)到了流體靜力學(xué)的奧妙，也驗(yàn)證了流體在重力作用下的

平衡作用，很好的將基本理論與實(shí)驗(yàn)聯(lián)系起來，也對(duì)相關(guān)公式有了更深的理解，更再次體會(huì)到了

團(tuán)隊(duì)合作的重要性。

實(shí)驗(yàn)二、文丘里流量計(jì)實(shí)驗(yàn)

指導(dǎo)教師 劉紅 實(shí)驗(yàn)課時(shí) 4 課程名稱 流體力學(xué) 實(shí)驗(yàn)成績

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 文丘里流量計(jì)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)時(shí)間 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn) 流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室

2014-4-9

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

1、通過測定流量系數(shù)，掌握文丘里流量計(jì)測量管道流量的技術(shù)。

2、掌握氣—水多管壓差計(jì)測量壓差的技能。

實(shí)驗(yàn)環(huán)境

常溫室內(nèi)

實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

調(diào)節(jié)閥門要緩慢

實(shí)驗(yàn)步驟

1、記錄各有關(guān)實(shí)驗(yàn)常數(shù)。

2、打開電源開關(guān)并打開調(diào)節(jié)流量閥，待水流穩(wěn)定后，讀取各測壓管的液面讀數(shù)

h、h、h、h，并用秒表、量筒測定流量。

1234

3、逐次改變調(diào)節(jié)流量閥，改變流量，重復(fù)步驟2，注意調(diào)節(jié)閥門要緩慢，要使

測壓管內(nèi)有水柱。

4、把測量值記錄在實(shí)驗(yàn)表格內(nèi)，并進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。

5、實(shí)驗(yàn)結(jié)束，關(guān)閉電源開關(guān)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論及數(shù)據(jù)

1、記錄有關(guān)常數(shù)

d= 1.50 ㎝,d= 0.86 ㎝, 測針筒直徑D= 6 cm

1 2

2、記錄測量值

測壓管讀數(shù) 測針讀數(shù)

測量時(shí)

次接水總量

間/t

起始讀數(shù)接水后讀

數(shù) /(㎝)

h（㎝） h（㎝）

12

/h（㎝） 數(shù)/h（㎝）

34

（s）

1 8.4 3.7 13.62 31.00 8.7 491.16

2 2.92 2.41 14.24 28.60 21.7 405.81

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算

V

3

1、計(jì)算原理

Q的測量方法是體積法，計(jì)算公式為：

實(shí)際

Q＝Vt

實(shí)際

（其中：V=πR×(hh)，V、t值見上表。）

2

43

－

Q的值由式（3）算得，文丘里管流量系數(shù)由式（5）算得。

理論

?

2、計(jì)算結(jié)果

= 27.216

K?

次數(shù) Q㎝/s /㎝ Q㎝/s

1 56.46 4.7 59.00 0.957

2 18.70 0.51 19.44 0.962

實(shí)際 理論

33

?

d

1

2

4

2g

()?1

d

1

4

d

2

?h

?

實(shí)驗(yàn)心得

通過這次試驗(yàn)……………………………………………………..。

實(shí)驗(yàn)三、局部水頭損失實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 局部水頭損失實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)時(shí)間 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn) 流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室

2014-4-29

指導(dǎo)教師 劉紅 實(shí)驗(yàn)課時(shí) 4 課程名稱 流體力學(xué) 實(shí)驗(yàn)成績

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

1.掌握三點(diǎn)法、四點(diǎn)法量測局部阻力系數(shù)的技能；

2.通過對(duì)圓管突擴(kuò)局部阻力系數(shù)的包達(dá)公式和突縮局部阻力系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與

分析，熟悉用理論分析法和實(shí)驗(yàn)法建立函數(shù)式的途徑；

3.加深對(duì)局部阻力損失機(jī)理的理解

實(shí)驗(yàn)環(huán)境

常溫室內(nèi)

實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

1.打開電源供水，排除實(shí)驗(yàn)管道中的滯留氣體。檢查測壓管液面是否齊平。

2.實(shí)驗(yàn)完成后關(guān)閉泄水閥，檢查測壓管液面是否齊平。

實(shí)驗(yàn)步驟

1.熟悉有關(guān)儀器，記錄有關(guān)參數(shù)。

2.打開電源供水，帶水箱溢流恒定后全開流量調(diào)節(jié)閥，排除實(shí)驗(yàn)管道中的滯留氣體。管道內(nèi)

氣體排凈后關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥，檢查測壓管液面是否齊平‘

3.全開流量調(diào)節(jié)閥，待流量穩(wěn)定后，測記測壓管讀數(shù)，同時(shí)用體積法測記流量，并計(jì)算通過

各管道的流速，同時(shí)讀取測壓管液面讀數(shù)。

4.調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥開度，逐級(jí)放大流量，重復(fù)步驟3，測試5組流量，并計(jì)入表中。

實(shí)驗(yàn)完成后關(guān)閉泄水閥，檢查測壓管液面是否齊平，否則，需重做。齊平后關(guān)閉電源，將儀

器恢復(fù)到實(shí)驗(yàn)前狀態(tài)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論與數(shù)據(jù)

1.記錄計(jì)算有關(guān)參數(shù)、常數(shù)

測點(diǎn)管段直徑：0.96 cm，1.97 cm，0.98cm，

d?

1

d?d?d?d?d?

23456

測點(diǎn)間距：12cm，24cm，12cm，6cm，6cm，6cm

l?

1?2

l?l?l?l?l?

2?33?44?bb?55?6

2.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表：

序 體積 時(shí)間 流量/ 測壓管讀數(shù)

號(hào) (cm 3/s) /(cm 3) /(s)

1 107.9 1079 10 15.40 19.30 19.00 18.80 3.90 2.40

2 100.7 1510 15 17.80 21.30 21.00 20.80 7.60 6.20

Q

V

t

hhhhhh

123456

3 1455 15 97.0 19.00 22.20 21.90 21.75 9.45 8.20

4 1386 15 92.4 20.10 23.00 22.80 22.70 11.30 9.95

5 1355 15 90.3 21.15 23.90 23.65 23.53 13.00 11.85

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算表：

局部 序 流量 前斷面 后斷面 實(shí)測沿實(shí)測局實(shí)測局理論局

阻力 程損失部損失部阻力部損失

形式 號(hào) 系數(shù)ζ (cm3/s)

1 0.6 26.75 19.94 0.07 6.74 6.60 107.9 11.35 0.64

突然

擴(kuò)大

4 92.4 8.32 28.42 0.47 23.47 0.05 4.9 0.59 4.84

5 90.3 7.95 29.1 0.45 24.35 0.06 4.69 0.59 4.62

1 107.9 0.64 19.44 10.45 14.35 1.49 3.6 0.34 3.93

突然

縮小

4 92.4 0.47 23.17 7.66 18.96 1.37 2.84 0.37 2.88

5 90.3 0.45 23.98 7.32 20.32 1.17 2.49 0.34 2.75

2 100.7 0.56 21.36 9.10 16.7 1.44 3.22 0.35 3.42

3 97.0 0.52 22.27 8.44 17.89 1.38 3 0.35 3.17

2 0.58 27.68 21.86 0.07 5.75 5.74 100.7 9.88 0.56

3 0.59 28.17 22.72 0.07 5.38 5.33 97.0 9.17 0.52

αα

Q/

vv

2/2g總水頭2/2

g

總水頭

H H

hhh

fjj′

實(shí)驗(yàn)心得

通過這次試驗(yàn)……………………………………………………..。

實(shí)驗(yàn)四、沿程水頭損失實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 沿程水頭損失實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)時(shí)間 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn) 流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室

2014-5-7

指導(dǎo)教師 劉紅 實(shí)驗(yàn)課時(shí) 4 課程名稱 流體力學(xué) 實(shí)驗(yàn)成績

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

1.加深理解圓管層流和紊流的沿程水頭損失隨流速變化的規(guī)律。

2.掌握管道沿程水頭損失的測量方法。

3.掌握管道沿程阻力系數(shù)的測量技術(shù)及壓差計(jì)的測量方法。

4.分析沿程阻力系數(shù)與雷諾數(shù)Re的關(guān)系。

實(shí)驗(yàn)環(huán)境

常溫室內(nèi)

實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

測壓架端軟管排氣是需排凈

實(shí)驗(yàn)步驟

（一）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

1.檢查實(shí)驗(yàn)裝置。看實(shí)驗(yàn)設(shè)備是否連接完善。

2.開啟所有閥門，（包括進(jìn)水閥、旁通閥、流量調(diào)節(jié)閥）。

3.打開防塵罩，通電。

4.排氣。

1) 測壓架端軟管排氣：連續(xù)開關(guān)旁通閥數(shù)次，待水從測壓架中經(jīng)過即可。排氣完畢，

打開旁通閥。若測壓管內(nèi)水柱過高，可打開測壓架頂部放氣閥，（所有閥門都打開，）

水柱自動(dòng)降落，至正常水位擰緊放氣閥即可。

2) 傳感器端軟管排氣：關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥，打開傳感器端排氣閥，傳感器內(nèi)連續(xù)出水，

關(guān)閉排氣閥，排氣完成。

3) 關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥，觀察測壓架內(nèi)兩水柱是否齊平，不平，找出原因并排除；齊平，

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備完成，實(shí)驗(yàn)開始。

（二）層流實(shí)驗(yàn)

5.全開進(jìn)水閥、旁通閥，微開流量調(diào)節(jié)閥，當(dāng)實(shí)驗(yàn)管道兩點(diǎn)壓差小于2cm(夏天)~3cm（冬天）

時(shí)，管道內(nèi)呈層流狀態(tài)，待壓力穩(wěn)定，測量流量、溫度、測壓管內(nèi)壓差。

6.改變流量3~5次，重復(fù)上述步驟。其中第一次實(shí)驗(yàn)壓差，逐次增加

?H?0.5~0.8cm

?H?0.3~0.5cm

。

（三）紊流實(shí)驗(yàn)

7.關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥，將電測儀讀數(shù)（即管道兩測點(diǎn)壓差）調(diào)零。

8.夾緊測壓架兩端夾子，防止水流經(jīng)測壓架。

9.全開流量調(diào)節(jié)閥、進(jìn)水閥，適當(dāng)關(guān)小旁通閥開度，增大實(shí)驗(yàn)管道內(nèi)流量，待流量穩(wěn)定之后，

測量流量、溫度、電測儀讀數(shù)（即實(shí)驗(yàn)管道兩測點(diǎn)壓差）。

10.改變流量3~5次，重復(fù)上述步驟。其中第一次實(shí)驗(yàn)壓差 ，逐次增加

?H?50~100cm

?H?100~150cm

，直至流量最大。

（四）實(shí)驗(yàn)完成，打開所有閥門，關(guān)閉電源。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論及數(shù)據(jù)

1．記錄有關(guān)常數(shù)

圓管直徑0.65 測量段長度

d?

cm

l?85cm

常數(shù)=1.65

K?gd8lcms

?

2．實(shí)驗(yàn)記錄及計(jì)算表

壓差cm 沿

體積 流量 流速

次

V Q

序

cm cm/s cm/s

33

時(shí) 水 粘度雷 沿程阻

間 溫 諾 力系數(shù)

t (*0.01) *0.001

/s Re cm/s

數(shù)

h h

12

程

阻

力

Re<2320

?

?

64

Re

2552

v

?

2

t

?C

h

f

cm

?

1 476 180.15 2.64 7.96 31.0 7.8641 658 19.45 19.00 0.45 1.0645 0.09726

2 517 181.75 2.84 8.56 31.8 7.7337 720 19.45 19.00 0.45 0.92048 0.08889

3 586 180.05 3.25 9.81 32.5 7.6223 866 19.50 18.95 0.55 0.85659 0.07656

4 12.55 3247 20.50 17.15 3.35 3.509 1510 120.35 37.83 32.8 7.5754

5 13.73 3565 21.00 16.60 4.40 3.8512 1654 120.50 41.39 33.0 7.5485

6 32.12 8430 18 3.067 1304 40.6 96.86 33.5 7.4675

7 82.25 95 2.317 1464 17.8 248.0 33.5 7.4675 21586

8 488 2.0875 1532 7.8 592.2 33.6 7.4523 51650

196．4

計(jì)算原理：

Re=d/=4Q/πd

v

?

v

v

=0.01775/（1+0.0337T+0.0002212T2）

?

=4Q/πd2 g=980cm/s2

v

、保留四到五位有效數(shù)字。K保留三位。Re為整數(shù)。其余兩位。

?

實(shí)驗(yàn)心得

通過實(shí)驗(yàn)………………………………..。

實(shí)驗(yàn)五、孔口管嘴出流實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 孔口管嘴出流實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)時(shí)間 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn) 流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室

2014-5-21

指導(dǎo)教師 劉紅 實(shí)驗(yàn)課時(shí) 4 課程名稱 流體力學(xué) 實(shí)驗(yàn)成績

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

1.理解射流與孔口出流的特點(diǎn)。

2.掌握管嘴出流的水力現(xiàn)象。

3.靈活應(yīng)用靜力學(xué)的基本知識(shí)，由測壓管讀數(shù)推求作用水頭。

4.掌握孔口、管嘴出流的流量計(jì)算公式與流量系數(shù)的大小。

實(shí)驗(yàn)環(huán)境

常溫室內(nèi)

實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

開始實(shí)驗(yàn)室需要等到水流穩(wěn)定。

實(shí)驗(yàn)步驟

1.熟悉實(shí)驗(yàn)儀器，記錄有關(guān)參數(shù)。

2.啟動(dòng)電源供水，待水箱溢流穩(wěn)定后打開圓角形管嘴1，液面穩(wěn)定后測量恒定液面高程的標(biāo)

尺讀數(shù)H，采用時(shí)間體積法測量流量Q,完畢后堵塞圓角形管嘴1。

1

3.打開圓柱形管嘴2，測量恒定液面高程的標(biāo)尺讀數(shù)H及流量Q,觀察和測量圓柱形管嘴出

1

流時(shí)的真空度，由測壓管液面水位得到，完畢后堵塞圓柱形管嘴2。

4.打開圓柱形管嘴3，測量恒定液面高程的標(biāo)尺讀數(shù)H及流量Q,完畢后堵塞圓柱形管嘴3。

1

5.打開孔口4，觀察孔口出流現(xiàn)象，測量恒定液面高程的標(biāo)尺讀數(shù)H及流量Q。松開孔口兩

1

邊的移動(dòng)觸頭螺絲，先移動(dòng)一邊觸頭將其與水股切向后旋緊螺絲，再移動(dòng)另一邊觸頭使之與水股

切向接觸并旋緊螺絲，然后用擋水旋板關(guān)閉孔口，用游標(biāo)卡尺測量觸頭間距，即為射流直徑。

6.關(guān)閉電源，將儀器恢復(fù)到實(shí)驗(yàn)前狀態(tài)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論及數(shù)據(jù)

1.記錄計(jì)算有關(guān)參數(shù)

圓角形管嘴d=1.19cm，圓柱形嘴d=1.20cm，圓錐形嘴d=1.19cm；

13

2

出口高程讀數(shù)Z=Z=12cm，出口高程讀數(shù)Z=Z=19cm；

312

4

孔口d=1.20cm。

4

2.實(shí)驗(yàn)記錄與計(jì)算

分類項(xiàng)目 1圓角形管嘴 2圓柱形管嘴 3圓錐形管嘴 4孔口

水面讀數(shù)H/cm 42.45 42.45 42.25 42.50

1

體積V/cm3 4250 3880 3052 2914

時(shí)間t/s 22.0 20.0 19.7 26.8

流量Q/（cm3/s） 193.18 199 154.92 108.7

理論流量Q‘/（cm3/s） 214.20 218.06 170.23 173.30

作用水頭H/cm 19 19 12 12

o

面積A/ cm2 1.11 1.13 1.11 1.13

流量系數(shù)u 0.914 0.890 0.910 0.627

測管讀數(shù)H/cm ／ 4.75 ／ ／

2

真空度H/cm ／ 14.25 ／ ／

v

收縮直徑d/cm ／ ／ ／ 0.970

c

收縮斷面A/cm2 ／ ／ ／ 0.738

c

收縮系數(shù) 1 ／ 1 0.653

?

流速系數(shù) 0.902 ／ 0.910 0.960

?

阻力系數(shù) 0.229 0.262 0.208 0.08

?

實(shí)驗(yàn)心得

通過實(shí)驗(yàn)………………………………..。