流体力学综合实验台的创新设计与制作

流体力学综合实验台的创新设计与制作

流体力学综合实验台是一种用于研究和分析流体运动及其特性的实验设备。该设备可

以用于学习和研究各种流体流动现象，例如涡流、湍流、速度分布、压强分布，以及流量、阻力和泵效等参数的测量。本文将介绍一种新型的流体力学综合实验台的创新设计与制作，此设备可以用于实现测量、观察和分析各种流体流动特性的目的。

首先，该设备采用了先进的计算机控制技术，可以实现自动化控制和数据采集。采用

计算机控制可以减少人为误差，提高实验的可靠性和准确性。在实验过程中，计算机可以

实时采集流体流动的速度、压力和流量等参数，存储数据并显示在监视器上。同时，计算

机还可以控制马达的转速和阀门的打开程度，以实现对流体流动进行精确的控制和调节。

其次，该设备采用了模块化设计，可以灵活地组合各种不同类型的流道和装置。模块

化的设计使得实验室可以根据具体研究需要，选择不同类型的流道和装置，实现不同实验

目的的需求。例如，可以选择不同形状的流道，如直管道、弯曲管道、环形管道等，进一

步研究不同形状流道中流体流动特性的差异。同时，还可以选择不同类型的仪器和装置，

如流量计、压力计、雷诺数计等，以实现对不同流体参数的测量和分析。

第三，该设备采用了可视化设计，可以直观地展示流体流动的特性和规律。可视化设

计可以让学生和研究人员在实验中直观地观察流体流动的规律和特性，更好地理解流体力

学的原理和应用。例如，在实验过程中，可以使用彩色示波器来观察流体流动的压力分布

和速度分布，用颜色来区分不同的流速和压力，并可根据需要调整颜色带。此外，还可以

使用高速摄像机或慢镜头来观察流体流动的涡流和波浪等形态，更好地理解流体的物理特性。

最后，该设备具有灵活多样的使用方式，可以适应不同层次的实验和研究需求。该设

备可以用于教学和科研领域，既可以作为学生的实验设备用于学习流体力学的基本原理和

实验方法，也可以作为科研人员的实验设备用于深入研究流体力学的前沿理论和技术。同时，该设备还可以用于工业领域，例如石油工业、化工工业等，用于模拟和研究各种复杂

的流体流动现象，提高生产过程的效率和质量。

综上所述，该新型的流体力学综合实验台具有先进的计算机控制技术、灵活多样的模

块化设计、可视化展示和适应性强等优势，可以用于实现测量、观察和分析各种流体流动

特性的目的，对于培养学生和科研人员的综合实验技能和掌握流体力学的理论实践知识，

具有重要的意义。

流体力学实验装置

英国TecQuipment 流体力学实验装置 公司简介 TecQuipment成立于1958年，公司总部位于英国诺丁汉，是一家集设计、研发、制造为一体的工程教育类实验设备供应商，其产品涉及领域广泛，包括：空气动力学、流体力学、控制工程等等，一直以来致力于为客户提供高质量的产品、完善的客户服务、高品质的配送服务以及相应的技术支持。 流体力学实验室产品目录 H1 重力液压台H1D 容积液压台 H2 浮体稳定性实验装置H4 孔口出流实验装置 H5 文丘里流量计H6 流量调节与排放实验装置 H7 管道摩擦实验装置H8 射流冲击实验装置 H9 赫尔-肖氏模型实验装置H10 流量测量实验装置 H11 压力中心实验装置H12 5米流动实验台 H13 旋涡实验装置H16 管道损失实验装置 H18 法式水轮机H19 水斗式水轮机 H23 2.5米流动实验台H31 水锤泵实验装置 H34 局部损失实验装置H40 流量校准仪 H40a 皮托管流量计H40b 文丘里流量计 H40c 孔口流量计H40d 喷嘴流量计 H47 离心泵测试实验装置H83 离心泵综合实验装置 H215 雷诺数测定实验装置H311 沉降分层实验装置 H312 渗透水箱实验装置H314 流体静力学实验装置 H400 气穴现象演示实验装置H405 脉动和水锤实验装置 H408 流动摩擦实验装置H410 阻力系数测定实验装置 MFP100 通用功率计 MFP102 轴流泵实验装置 MFP103 容积泵实验装置 MFP103a 活塞泵 MFP103b 齿轮泵 MFP103c 叶片泵 MFP103d 斜盘式泵 TE58 蓄水池与调压塔实验装置

流体力学实验指导书

《流体力学》实验指导书 目录 实验装置简介及实验安排…………………………………………………… 1-2 实验一：伯努利方程验证实验………………………………………………… 3-8 实验二：雷诺实验…………………………………………………………… 9-12

实验装置简介及实验安排 实验装置： 流体力学综合实验台是一个多功能实验装置，用此实验台可进行伯努利方程（能量方程）验证实验、雷诺实验、沿程阻力测定实验、局部阻力测定实验、毕托管测速实验和文丘里流量计实验等多个流体力学实验。实验装置如图1-1所示。 1—供水箱，水泵；2—实验桌；3—层流测针；4—恒压水箱；5—彩色墨水罐；6—差压板； 7—沿程阻力实验管；8—局部阻力实验管；9—伯努利实验管；10—雷诺实验管； 11—伯努利差压板；12—毕托管；13—计量水箱；14—回水管。 图1-1 多功能流体力学综合实验台 针对轮机工程专业36学时或32学时的流体力学课程，我们开设两个实验，

即伯努利方程验证实验和雷诺实验。在雷诺实验中，学生可以借助该实验装置观察层流和湍流（紊流）特征以及它们之间的转换特征，掌握测定临界雷诺数Re 的方法。 在伯努利方程实验中，学生可以借助该实验装置验证总流的伯努利方程，观察流体流动过程中的能量守恒关系，同时可以掌握流速、流量和压强等要素的实验量测技能。 实验学时分配： 实验一：伯努利方程验证实验 2学时 实验二：雷诺实验 2学时 实验分组： 每个实验7-8人一组，每个自然班分成四组。

实验一：伯努利方程验证实验 一、实验目的 1．掌握伯努利方程式中各项的物理意义及它们之间的转换关系； 2．验证流体总流的能量方程； 3．掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技术； 4．学习使用测压管、总压管测水头的实验技能及绘制水头线的方法。 二、实验原理 1．伯努利方程（能量方程） 在伯努利实验管路中沿水流方向取n 个过流断面。在动能修正系数α近似取为1的情况下，可以列出进口断面（1）至任一断面（i ）的能量方程式（i = 2，3，……，n ) i ,i i i h g v p z g v p z -+++=++1f 2 211 122γγ （1） 式中，z 、γp 和g v 22 分别为位置水头（位头）、压力水头（压头）和速度水头（动 头），单位为m （水柱）；i ,h -1f 为从过流断面1到断面n 的水头损失，单位也是m （水柱）。 需要注意的是，式（1）中各项均为水头，其单位均为m ，等同于液柱高度，其物理意义是指该项能量可将重量为1N 的该流体克服其重力而提升的高度。如果流体为理想流体，01f =-n ,h ，则伯努利方程表示流体流经的任一过流断面上的机械能之和相等。 对于实际流体01f >-n ,h ，则各断面的机械能之和必随流过距离的增加而减小，其差值即为阻力损失，即水头损失。 2. 选取基准面 在实验开始前，首先要选好测量基准面。选择基准面的原则是方便测量和计算，一般可以桌面为基准，也可以测压管零刻度所在平面或其他任一水平面为基准。 3. 毕托管测速原理

《流体力学》实验指导书

实验（一）流体静力学综合性实验 一、实验目的和要求 掌握用测压管测量流体静压强的技能；通过测量静止液体点的静水压强，加深理解位臵水头、压强水头、及测管水头的基本概念；观察真空现象，加深对真空度的理解；验证不可压缩流体静力学基本方程；测量油的重度。 二、实验装臵 本实验装臵如图1.1所示 图1.1流体静力学综合性实验装臵图 1.测压管 2.带标尺测压管 3.连通管 4.真空测压管 5.U 型测压管 6.通气阀 7.加压打气球 8.截止阀 9.油柱 10.水柱 11.减压放水阀 说明： 1.所有测压管液面标高均以标尺(测压管2)零度数为基准； 2.仪器铭牌所注▽B 、▽C 、▽D 系测点B 、C 、D 标高；若同时取标尺零点作为静力学基本方程的基准，则▽B 、▽C 、▽D 亦为ＺB 、ＺC 、ＺD 3.本仪器中所有阀门旋柄顺管轴线为开。 4.测压管读数据时，视线与液面保持水平，读凹液面最低点对应的数据。 三、实验原理 1在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程 const γ p z =+ 或h p p γ+=0 式中：z —被测点在基准面以上的位臵高度；

p —被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同； 0p —水箱中液面的表面压强 γ—液体容重； h —被测点的液体深度。 上式表明，在连通的同种静止液体中各点对于同一基准面的测压管水头相等。 利用液体的平衡规律，可测量和计算出连通的静止液体中任意一点的压强，这就是测压管测量静水压强的原理。 压强水头 γ p 和位臵水头z 之间的互相转换，决定了夜柱高和压差的对应关系：h γp ?=? 对装有水油（图1.2及图1.3）U 型侧管,在压差相同的情况下，利用互相连通的同种液体的等压面原理可得油的比重So 有下列关系： 2 1100h h h γγS w += = 图1.2 图1.3 据此可用仪器（不用另外尺）直接测得So 。 四、实验方法与步骤 1.搞清仪器组成及其用法。包括： 1）各阀门的开关； 2）加压方法 关闭所有阀门（包括截止阀），然后用打气球充气； 3）减压方法 开启筒底阀11放水 4）检查仪器是否密封 加压后检查测管1、2、5液面高程是否恒定。若下降，表明漏气，应查明原因并加以处理。

流体力学实验指导书

篇一：流体力学实验指导书1 流体力学（水力学） 实验指导书 黎强张永东编 西南大学工程技术学院建筑系 二零零八年九月 流体力学综合实验台简介 流体力学综合实验台为多用途实验装置，其结构示意图如图1所示。 图1 流体力学综合试验台结构示意图 1.储水箱 2.上、回水管 3.电源插座 4.恒压水箱 5.墨盒 6.实验管段组 7.支架 8.计量水箱 9.回水管 10.实验桌 利用这种实验台可进行下列实验：一、雷诺实验；二、能量方程实验； 三、管路阻力实验；1．沿层阻力实验2．局部阻力实验；四、孔板流量计流量系数和文丘里流量系数的测定方法；五、皮托管测流速和流量的方法。 一、雷诺实验 1．实验目的 （1）观察流体在管道中的流动状态；（2）测定几种状态下的雷诺数；（3）了解流态与雷诺数的关系。 2．实验装置 本实验的实验装置为：（1）流体力学综合实验台；（2）雷诺实验台。 在流体力学综合实验台中，雷诺实验涉及的部分有高位水箱、雷诺数实验管、阀门、伯努力方程实验管道、颜料水（蓝墨水）盒及其控制阀门、上水阀、出水阀，水泵和计量水箱等，秒表及温度计自备。 雷诺实验台部件种类同综合实验台雷诺实验部分。 3．实验前准备 （1）、将实验台的各个阀门置于关闭状态。开启水泵，全开上水阀门，把水箱注满水，再调节上水阀门，使水箱的水有少量溢流，并保持水位不变。（2）、用温度计测量水温。 4．实验方法（1）、观察状态 打开颜料水控制阀，使颜料水从注入针流出，颜料水和雷诺实验管中的水迅速混合成均匀的淡颜色水，此时雷诺实验管中的流动状态为紊流；随着出水阀门的不断的关小，颜料水与雷诺实验管中的水渗混程度逐渐减弱，直至颜料水与雷诺实验管中形成一条清晰的线流，此时雷诺实验管中的流动为层流。（2）测定几种状态下的雷诺系数 全开出水阀门，然后在逐渐关闭出水阀门，直至能开始保持雷诺实验管内的颜料水流动状态为层流状态。按照从小流量到大流量的顺序进行实验，在每一个状态下测量体积流量和水温，并求出相应的雷诺数。 实验数据处理举例： 设某一工况下具体积流量q=3.467×10-5m3/s，雷诺实验管内径d=0.014m，实验水温t=5℃，查水的运动粘度与水温曲线，可知微v=1.519×10-6m2/s 。q3.467?10?5 ?0.255m/s 流速 v?? f ?0.01424 ?6?207 5 根据实验数据和计算结果，可绘制出雷诺数与流量的关系曲线（图2）。不同温度下，对应的曲线斜率不同。 3）测定下临界雷诺数 调整出水阀门，使雷诺实验管中的流动处于紊流状态，然后缓慢地逐渐关小出水阀门，观察管内颜色水流的变动情况。当关小某一程度时，管内的颜料水开始成为一条线流，即为紊流

《流体力学》实验指导书

实验二 雷 诺 数 实 验 一、 实验目的 1、 观察液体在不同流动状态时流体质点的运动规律 2、 观察流体由层流变紊流及由紊流变层流的过度过程 3、 测定液体在圆管中流动时的下临界雷诺数2c e R 二、 实验原理及实验设备 流体在管道中流动，由两种不同的流动状态，其阻力性质也不同。雷诺数的物理意义，可表征为惯性力与粘滞力之比。 在实验过程中，保持水箱中的水位恒定，即水头H 不变。如果管路中出口阀门 开启较小，在管路中就有稳定的平均速度v ， 微启红色水阀门，这是红色水与自来水同步在 管路中沿轴线向前流动，红颜色水呈一条红色直线，其流体质点没有垂直于主流方向的横向运动，红色直线没有与周围的液体混杂，层次分明地在管路中流动。此时，在流速较小而粘性较大和惯性力较小的情况下运动，为层流运动。如果将出口阀门逐渐开大，管路中的红色直线出现脉动，流体质点还没有出现相互交换的现象，流体的流动呈临界状态。如果将出口阀门继续开大，出现流体质点的横向脉动，使红色线完全扩散与自来水混合，此时流体的流动状态微紊流运动。 图1雷诺数实验台示意图 1.水箱及潜水泵 2.接水盒 3. 上水管 4. 接水管 5.溢流管 6. 溢流区 7.溢流板 8.水位隔板 9. 整流栅实验管 10. 墨盒 11. 稳水箱 12. 输墨管 13. 墨针 14.实验管15.流量调节阀 雷诺数表达式e v d R ν ?= ，根据连续方程：A=v Q ，Q v A = 流量Q 用体积法测出，即在Δt 时间内流入计量水箱中流体的体积ΔV 。 t V Q ?=

4 2 d A π= 式中：A —管路的横截面积；d —实验管内径；V —流速；ν—水的粘度。 三、实验步骤 1、 准备工作：将水箱充满，将墨盒装上墨水。启动水泵，水至经隔板溢流 流出，将进水阀门关小，继续向水箱供水，并保持溢流，以保持水位高度H 不变。 2、缓慢开启阀门7，使玻璃管中水稳定流动，并开启红色阀门9，使红色水以微小流速在玻璃管内流动，呈层流状态。 3、开大出口阀门15，使红色水在玻璃管内的流动呈紊流状态，在逐渐关小出口阀门15，观察玻璃管中出口处的红色水刚刚出现脉动状态但还没有变为层流时，测定此时的流量。重复三次，即可算出下临界雷诺数。 四、实验内容 （1）观察两种流态 启动水泵供水，使水箱充水至溢流状态，经稳定后，微微开启调节阀，并注入颜色水于实验管道内，使颜色水流成一直线。通过颜色水质点的运动观察管内水流的层流流态，然后，逐步开大调节阀，通过颜色水直线的变化观察层流变到紊流的水力特征，待管中出现完全紊流后，再逐步关小调节阀，可观察到由紊流转变为层流的水力特征。 （2）测定临界雷诺数，再现当年雷诺实验全过程。 a.测定下临界雷诺数 开启调节阀，使管中完全紊流，再逐步关小调节阀，注意，调节过程中只许关小、不许开大阀门，且每调节一次流量（即关小一次阀门）后，需待稳定一段时间再观察其形态，直至使颜色水流刚好成一直线，即表明由紊流刚好转为层流，此时可测得下临界雷诺数值为2000~2300之间。而雷诺在实验时得出圆管流动的下临界雷诺数为2320，原因是下临界雷诺数也并非与干扰绝对无关，雷诺进行实验是在环境的干扰极小，实验前水箱中的水体经长时间的稳定情况下，经反复多次细心量测才得出的。而后人的大量实验由于受环境干扰因素影响，很难重复得出雷诺实验的准确数值，通常在2000~2300之间。因此，从工程实用出发，教科书中介绍的圆管下临界雷诺数一般是2000。如果测得雷诺数太小，应开阀至紊流后再重新测量。 b. 测定上临界雷诺数

工程流体力学实验报告

工程流体力学实验指导书与报告 专业 班级 姓名 学号 油气储运工程系

流体力学综合实验台（LTZ-15）简介本实验台主要针对流体力学教学中各重要参数指标进行测定和实验。把这些单一性能的检测加以综合。它是多用途实验装置，用此实验台可进行下列实验：○1雷诺实验 ○2沿程阻力实验 ○3局部阻力实验 ○4能量方程（伯努利方程）实验 ○5文丘里流量计和孔板流量计系数的测定实验 ○6毕托管测流速和流量的方法 实验装置如下图所示

实验一、水静压强仪（LSJ-10） 一、演示目的 1、加深理解静力学基本方程式及等压面的概念。 2、观察封闭容器内静止液体表面压力及其液体内部某空间点上的压力。 3、观察压力传递现象。 二、演示原理 对密封容器的液体表面加压时，设其压力为P0，即P0> Pα。从U形管可以看到有压差计产生，U形管与密封容器上部连通的一面，液面下降，而与大气相通的一面，液面上升。由此可知液面下降的表面压力即是密闭容器内液体表面压力P0，即P0= P0+ρgh，h是U形管液面上升的高度。当密闭容器内压力P0下降时U形管内的液面呈现相反的现象，即F0

1、打开阀1，2， 3，4和5向容器内加水（加水处即为加压上升罐）；水位加到“0”位线即可。 2、向“U”型管内加水，水位加至一半再向视气罐内加水。 3、顺时针关闭2、3、排气阀即可向容器内加压。 4、把加压上升罐缓慢上升，U型管出现压差△h，在加压的同时，观察左侧 A、B管的液柱上升情况。 5、打开排气阀3，使液面恢复到同一水平面上同时可以看到气体的存在打开阀2使容器内的气体与大气相等，再关闭排气阀2、3，打开密闭容器底部放水阀门7，放出一部分水，造成容器内压力下降观察其产生的现象。 四、讨论 1、为什么P0为表压，真空值？ 2、用该设备是否可以测出其它液体的重度？为什么？

实验三、流体力学综合实验 化工基础实验

实验三、流体力学综合实验 流体力学综合实验包括流体在管路内流动时的直管和局部阻力的测定，流量计的流量系数校核和在一定的转速下离心泵的特性曲线的测定。这三个实验都是以柏努利方程为基础。 流体流动时会产生阻力，为了克服阻力需损耗一部分能量，因此，柏努利方程在实际应用中Σh f一项代表每公斤流体因克服各种流体流动阻力而损耗的能量，在应用柏努利方程时，不管是为了求取各能量之间的互相转化关系式或是计算流体输送机械所需的能量及功率都必须算出Σh f：对于在长距离的流体输送，流体输送机械所作的功，主要是用于克服输送管路中的流体阻力，故阻力的大小关系到流体输送机械的动力消耗，也涉及到流体输送机械的选用。流体阻力的大小与流体的性质（如粘性的大小），流体流动类型、流体所通过管路或设备的壁面情况（粗糙或光滑）通过的距离及截面的大小等因素有关。 在流体流动的管路上装有孔板或文氏流量计用于测定流体的流量，流量计一般都按标准规范制造，给出一定的流量系数按规定公式计算或者给出标定曲线，照其规定使用，如果不慎遗失原有的流量曲线或者流量计经过长期使用而磨损较大，或者被测流体与标准流体的成分或状态不同；或者由于科研往往需要自制一些非标准形式的流量计，此时，为了精确地测定流量，必须对自制流量计进行校验，求出具体计算式或标定流量曲线。 泵是输送液体的机械，离心泵铭牌上所示的流量，扬程，功率是离心泵在一定转速下效率最高点所对应的Q,H,N的值。在一定转速下，离心泵的扬程H，轴功率N及效率η均随流量的大小而改变，其变化关系可用曲线表示，该所示曲线称为离心泵的特性曲线。通常根据H~Q曲线，可以确定离心泵在给定管路条件下输送能力，根据N~Q曲线可以给离心泵合理选配电动机功率，根据η~Q曲线可以选择离心泵的工况处于高效工作区，发挥泵的最大效率。离心泵的特性曲线目前还不能用解析方法进行准确计算，只能通过实验来测定。 一、管道流体阻力测定 一、实验目的： 1.掌握测定流体阻力的实验方法。

工程流体力学实验指导书(石油工程).

《工程流体力学》实验指导书 开课单位 :机械电子工程系 开课实验室:机械电子工程系流体力学实验室 编写:邓晓刚 审核:李良 (三伯努利能量方程实验测定 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,对实验中出现的现象进行分析,加深对能量方程的理解; 2、掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技能: 3、验证静压原理。 4、进一步掌握有压管流中,动能、压能和位置能三者之间的转换关系。 5、测定管道的测压管水头和总水头值,并绘制管道的测压管水头线及总水头线。 二、实验设备 本实验台由压差板、实验管道、水泵、实验桌和计量水箱等组成。

图 3.1 能量方程实验台示意图 每一组测压管都有两种不同的测点位置: 一种是测点处于管道中心位置,称为毕托管测压管(后续课堂内容会讲到 ,测量对应截面 的总水头 g u g p Z H 22 + +=ρ(全压。注意这里的速度 u 为管道中心处的点流速,与截面平均速度 v 有所差异。但在紊流状态下两者之间差异有限。 另一种是测点处于管道壁面,称为普通测压管,测量对应截面的静压头,即只包含Z 和 g

p ρ两项。全压与静压之差,称为动压,即 g u 22 。 三、实验准备工作 1、熟悉实验设备,分清毕托管测压管和普通测压管的区别以及各自表征的物理量。 2、接上各导压胶管; 3、检验测压板是否与水平线垂直; 4、启动电泵使水工作循环,检查各处是否有漏水的现象。 5、用手堵住出水口突然放水,重复几次,直至使实验管中的气泡排除。关闭尾阀,检查各个测压管水位高度是否在同一水平线上, 如果不在同一水平线上, 说明有气泡存在, 必须全部排除。否则测量数据无效。 四、实验步骤 1、验证静压原理: 启动电泵, 关闭给水阀, 此时能量方程试验管上各个测压管的液柱高度相同,因管内的水不流动没有流动损失, 因此静水头的连线为一平行基准线的水平线, 即在静止不可压缩均匀重力流体中,任意点单位重量的位势能和压力势能之和(总势能保持不变,测点的高度和测点位置的前后无关,记下四组数据于表二的最下方格中。 2、测速: 能量方程试验管上的四组测压管的任一组都相当于一个毕托管, 可测得管内任一点的流体点速度, 本试验已将测压管开口位置在能量方程试验管的轴心, 故所测得的动压为轴心处的,即最大速度。

流体力学实验指导书

《工程流体力学》 实验指导书与报告 工程热物理教研室 流体力学实验室编 班级： 姓名： 学号： 华北电力大学 能源与动力工程学院

B 图1 流体力学综合试验台结构示意图 1.储水箱 2.循环回水管 3.上水管 4.溢流管 5.溢流板 6.水堰 7.稳流板 8.雷诺颜色水总成 9.计量水箱10.实验台桌

目录 实验一．雷诺实验 (1) 实验二能量方程实验 (3) 实验三管路损失综合实验 (5) 附注：量侧水箱=20×20.5 cm2

实验一 雷诺实验 一． 验目的实 1．通过层流．紊流的流态观测和临界雷诺数的测量分析，掌握圆管流态转化的规律； 2．进一步掌握层流．紊流两种流态的运动学特性与动力学特性； 3．学习古典流体力学中应用无量纲参数进行实验研究的方法，并了解其实用意义。 二． 实验类型 验证型 三． 实验仪器 在流体力学综合实验台中（图1所示），雷诺实验涉及的部分有高位水箱．雷诺数实验管．阀门．伯努力方程实验管道．颜料水（蓝墨水）盒及其控制阀门．上水阀．出水阀，水泵和计量水箱等，秒表及温度计自备。 四． 实验原理 v d Q v d R e πυ4= = T V Q = 其中：V 水体积 3 cm 五． 实验方法与步骤 1．记录本实验有关常数； 2．将实验台的各个阀门置于关闭状态。开启水泵，全开上水阀门，把水箱注满水，再调节上水阀门，使水箱的水有少量溢流，并保持水位不变。 3．用温度计测量水温。 4．观察两种状态 打开颜料水控制阀，使颜料水从注入针流出，颜料水和雷诺实验管中的水迅速混合成均匀的淡颜色水，此时雷诺实验管中的流动状态为紊流；随着出水阀门的不断的关小，颜料水与雷诺实验管中的水渗混程度逐渐减弱，直至颜料水与雷诺实验管中形成一条清晰的线流，此时雷诺实验管中的流动为层流。 5．测定下临界雷诺数 打开出水阀门，使管中呈完全紊流，再逐步关小阀门使流量减小，当流量调节到使颜色水在管中刚刚拉直成一条直线状态时，即为下临界状态。待管中出现临界状态时，用体积法测定流量，根据所测流量计算下临界雷诺数，同时由水箱中的温度计测记水温，从而查得水的运动粘度。 注：流量不可开得过大，以免引起水箱中的水体紊动，若因水箱中水体紊动而干扰进口水流时，须关闭阀门，静止3~5分钟，再按步骤（5）重复进行。 6．测定上临界雷诺数 逐渐开启阀门，使管中水流由层流过度到紊流，当颜色水线刚开始散开时，即为上临界状态，测定上临界雷诺数。

幼儿园创意科技实验室：科学实验与创新制作方案

幼儿园创意科技实验室：科学实验与创新制作方案幼儿园创意科技实验室：科学实验与创新制作方案 在当今科技日新月异的时代，幼儿园的教育也不再局限于传统的课堂教学，而是开始注重培养幼儿的创新意识和科学实验能力。创意科技实验室作为一种全新的教学模式，为幼儿提供了更加丰富多彩的学习体验和探索空间。本文将就幼儿园创意科技实验室中的科学实验和创新制作方案进行深入探讨。 一、科学实验方案 1. 植物生长实验 通过观察不同条件下植物的生长情况，引导幼儿了解植物生长的基本原理，激发他们对自然科学的兴趣。我们可以设计不同的实验条件，比如不同光照、温度和水分条件下的植物生长实验，让幼儿亲身参与并记录观察结果。 2. 物体浮沉实验

利用不同密度的物体，进行浮力和重力实验。通过观察不同物体在水中的浮沉情况，让幼儿认识到物体的密度与浮沉的关系，培养他们的观察力和实验能力。 3. 化学反应实验 在安全的环境下，进行一些小型的化学反应实验，比如醋和小苏打的反应、碳酸氢钠和醋的反应等。让幼儿通过观察和实践，了解化学反应的基本原理，培养他们的动手能力和实验操作技能。 二、创新制作方案 1. 回收利用手工制作 通过利用废纸箱、塑料瓶等废旧物品，进行手工制作，比如制作简易玩具、模型、艺术品等。通过创新制作，引导幼儿了解回收利用的重要性，培养他们的创造力和环保意识。 2. 制作简易电路 利用简单的电子元件，比如电池、导线、小灯泡等，让幼儿自行搭建简易电路。通过动手操作，让幼儿了解电路的基本原理，培养他们对科学技术的兴趣和理解。

3. 制作简易机械 利用简单的材料，比如吸管、纸杯、小木棍等，让幼儿制作简易的机 械模型，比如简易梯子、简易升降杆等。通过创新制作，培养幼儿的 动手能力和空间想象力，激发他们对机械原理的兴趣。 总结回顾 通过深入的科学实验和创新制作，幼儿不仅可以在实践中掌握一些科 学知识和技能，更重要的是培养了他们对科学的兴趣和创造力。科学 实验和创新制作是幼儿园创意科技实验室中的重要环节，帮助幼儿在 快乐的学习氛围中成长和发展。创意科技实验室的实践对于幼儿的综 合素质培养具有重要意义。 在幼儿园创意科技实验室中，科学实验和创新制作既是一种教学手段，更是一种培养幼儿综合素质的有效途径。通过深入探索和实践的方式，帮助幼儿建立对科学的兴趣和对创新的探索精神。希望幼儿园能够更 加重视创意科技实验室的建设和教学实践，为幼儿的全面发展注入更 多新思想和新动力。 以上就是对幼儿园创意科技实验室中科学实验和创新制作方案的探讨，希望能够对您有所帮助。如果您对此有任何疑问或意见，欢迎随时交

《工程流体力学》沿程阻力系数的测定实验

《工程流体力学》沿程阻力系数的测定实验 【实验目的】 测定沿程阻力系数λ。 【实验装置】 在流体力学综合实验台中，本实验涉及的部分有沿程水头损失实验管、阀门、上水阀、出水阀，水泵和计量水箱等，时间及温度可由显示面板直接读出。 【实验原理】 对沿程阻力两点的端面列伯努利方程得 g p pg P pg P h f ρ∆=-=//21 由达西公式： g v d L h f 22 ⋅⋅=λ 测得流量， 并计算出断面平均流速，即可求得沿程阻力系数 22Lv gdh f = λ 【实验内容】 （1）测定2组沿程阻力损失数据及其对应平均流速； （2）计算沿程阻力损失系数； （3）对比两次实验所得沿程阻力损失系数，并分析。 【实验步骤】 （1）测量各有关常数，并接通电源。 （2）打开开关。 （3）调整各阀门至合适位置。 （4）调整显示面板至“沿程阻力”实验。 （5）显示面板数据归零。

（6）开启水泵。 （7）开启进水阀门，使压差达到最大高度，作为第一个实验点，读取进出口压强。 （8）测读计量水箱在时间间隔t∆的自由液面高度差。 （9）减小流量，作为第二个实验点，读取进出口压强。 （10）测读计量水箱在时间间隔t∆的自由液面高度差。 （11）实验结束，清理实验设备及环境。 注意：读取显示面板压强遵照实际情况，不同台号的设备基础参数设置不同。 【实验数据记录】 1、记录有关常数 管道外径d=______________ 管道壁厚δ=______________ 测点间距L=______________ 水温t=__________________ 计量水箱底面长宽_________ 2、实验数据 沿程阻力系数实验数据记录

《工程流体力学》雷诺实验

《工程流体力学》雷诺实验 【实验目的】 （1）观察流体在管道中的流动状态； （2）测定几种状态下的雷诺数； 【实验装置】 在流体力学综合实验台中，雷诺实验涉及的部分有高位水箱、雷诺数实验管、阀门、颜料水盒及其控制阀门、上水阀、出水阀，水泵和计量水箱等，时间及温度可由显示面板直接读出。 【实验原理】 （1）英国物理学家雷诺1883年提出，黏性流体存在两种不同流动状态，即层流和紊流状态，并提出了流动状态的判别方法。 当雷诺管道内流速较小时，流体处于层流状态，由注入针流出的有色流体在实验中没有垂直于主流方向的横向运动，即垂直于管道轴线方向没有流体质点的交换。管道中间部位出流有色流体，此部分流体与周围液体不发生流体质点交换，因此在层流状态呈现一条清晰的有色流体线。 层流与紊流的过度阶段，着色流束振荡，处于不稳定状态。 当雷诺管道内流速较大时，流体处于紊流状态，管道内流体质点（包括有色流体）既有沿管道轴线的主流方向流动，还有垂直于管道轴线方向的流体质点交换。因此有色流体流出注入针后，迅速与周围液体混合，在雷诺管道中看不到清晰的有色流体线而只有混合均匀的淡颜色水。 因此可以根据管道中有色流体呈现不同的状态判断管道内流体处于紊流还是层流状态。 （2）雷诺数 ν μρvd vd R e == 在实验中依据流量计测得流速v ，测量管道内径，实验前记录水温，可以查得对应温度下水的运动黏度ν，即可计算出几种状态下的雷诺数。 （3）对比所得数据，即可观察出流动状态与雷诺数大小的关系。 【实验内容】 （1）观察不同流动状态下有色流线的变化情况；

（2）测定上临界雷诺数及下临界雷诺数； 【实验步骤】 （1）打开工程流体力学综合实验台电源开关。 （2）调节液晶显示屏面板至雷诺实验。 （3）调节各阀门至恰当位置，操作显示屏开启电机，恒压水箱4开始上水至最左侧溢流水箱有溢流现象。适当开启回水阀门，使溢流水箱自由液面保持恒定位置。 （4）全开雷诺管道阀门，使雷诺实验管段充满水，为保证溢流水箱自由液面位置恒定，此时须适当关闭回水阀门。 （5）打开颜料水控制阀，使颜料水从注入针流出，颜料水和雷诺实验管中的水迅速混合成均匀的淡颜色水，此时雷诺实验管中的流动状态为紊流。 （6）逐渐关小出水阀门，观察有色流体注入针附近流线的形状，由迅速混合经波动的不稳定阶段，过渡到层流状态下的清晰线流。采用流量计记录刚刚出现清晰线流时的流量和流速，据此计算下临界雷诺数。 （7）逐渐打开出水阀门，直至有色流体与管中的水迅速混合为止。采用流量计记录此时的流量和流速，据此计算上临界雷诺数。 二、观察层流状态下的速度分布情况，并绘制速度分布图。 关闭出水阀门15，用手挤压颜料水开关的胶管二到三下，使颜料水在一小段管内扩散到整个断面。然后，再微微打开出水阀门15，使管内呈层流流动状态，这时即可观察到水在层流流动时呈抛物状，演示出管内水流流速分布。 注：每调节阀门一次，均需等待稳定几秒钟。关小阀门过程中，只许渐小，不许开大。打开阀门过程中，只许渐大，不许开小。随着出水流量减小，应当调小上水阀门，以减少溢流流量引发的振动。 【实验数据记录】 1、记录有关常数 实验装置台号_____________，雷诺管外径______________， 雷诺管壁厚_______________, 水温______________， 计量水箱长宽_____________。

新工科背景下的流体力学实验教学改革创新

新工科背景下的流体力学实验教学改革创新 樊艳红; 李兴莉; 贾有; 谢秀峰; 张俊婷 【期刊名称】《《科技创新与生产力》》 【年(卷),期】2019(000)010 【总页数】4页(P76-79) 【关键词】新工科; 流体力学; 实验教学; 教学改革; 教学创新 【作者】樊艳红; 李兴莉; 贾有; 谢秀峰; 张俊婷 【作者单位】太原科技大学应用科学学院山西太原 030024 【正文语种】中文 【中图分类】O35-45; G642.423 新工科[1-2]是新科技时代教研改革的选择，是教育发展的新模式。在新工科背景下，教师对大学生流体力学实验教学进行改革与创新，使其更加深入地把握流体力学理论，了解流体力学现象，学会采用流体力学知识解决实际工程问题，从而提升其工程实践能力，提高工程素养，因此本文对大学流体力学实验教学进行研究，重点探究如何在流体力学中加强学生自主创新能力的培养，具有重要意义。 1 流体力学实验教学中存在的问题 1.1 流体力学实验教学内容不够丰富 以山西省教育厅直属普通高校——太原科技大学为例，简述该校流体力学实验课程开设的实验内容。笔者于2016年2月—2019年7月这3年多的时间作为授课

教师为工程力学专业和环境工程专业的学生讲授流体力学实验课程，讲授的流体力学实验内容主要包括流体静力学实验、雷诺实验、局部水头损失实验、不可压缩流体恒定流动量定律实验、不可压缩恒定流能量方程（伯努利方程）实验、毕托管测速实验、文丘里流量计实验、沿程水头损失实验、孔口与管嘴出流实验等，其中每一个实验都涉及各自的实验目的要求、实验装置、实验原理、实验方法与步骤、实验成果及要求、实验分析与讨论等环节。教学大纲中安排的这些实验绝大部分都属于验证性实验，设计性或者综合性的实验比较少。实验教材内容不够新颖，实验内容单一，创新性实验比较欠缺，与工程实际脱节，实验环节每一步都描述过于清楚，学生只需要按照表格填写即可。这种“照葫芦画瓢”的方式抑制了学生独立思考的空间，不能激发学生的创新思维、提高学生解决问题的能力，从而限制了他们在流体力学实验中创新能力的培养和提高。 1.2 流体力学实验教学方法未突破 传统的流体力学实验教学通常都是学生在做实验之前，和教师沟通联系，预约实验时间。学生提前预习、熟悉要做的每一个实验。在实验课上，教师讲解每一个实验的实验目的与要求、实验装置、实验原理、实验方法，演示实验步骤，示范具体程序，指导学生操作实验，学生独立思考不多，有了问题便向教师请教，教师批改实验报告。学生大部分都按照教师讲解机械地操作实验设备，按部就班地测量一些实验数据，有时每组实验的学生人数较多时，一部分学生便不动手，仅仅围观，然后再根据实验指导书的公式和步骤，记录数据，填写实验报告，不主动思考，多数都在应付。 由此可见，传统的流体力学实验教学方法不够灵活。从实验目的要求、实验原理，到实验步骤，讲解得特别详细，限制了学生积极动手、实际操作的机会，抑制了他们主动思考、积极探讨、创新能力的发挥。 1.3 流体力学实验室开放性程度不高

流体力学综合实验台的创新设计与制作

流体力学综合实验台的创新设计与制作 流体力学综合实验台是流体力学实验室中的重要设备，它用于模拟流体在不同条件下 的流动行为，并通过实验数据对流体力学理论进行验证和研究。随着科学技术的不断发展 和流体力学领域的不断深入，对流体力学综合实验台的要求也越来越高，需要不断进行创 新设计与制作，以满足科研和教学的需要。本文将围绕流体力学综合实验台的创新设计与 制作展开讨论，以期为相关领域的研究和实践提供一定的参考和借鉴。 一、流体力学综合实验台的功能和结构 流体力学综合实验台是用于进行流体力学实验的设备，其主要功能是模拟流体在不同 条件下的流动行为，包括流速分布、压力分布、流动稳定性、粘性流体特性等。它通常由 实验水槽、泵浦系统、流速测量装置、压力测量装置、流体稳定性控制装置等部分组成。 其中实验水槽是整个实验台的主体部分，用于容纳实验流体并进行流动实验。泵浦系统用 于提供流体的流动动力，流速测量装置用于测量流体的流速参数，压力测量装置用于测量 流体的压力参数，流体稳定性控制装置用于控制实验流体的流动稳定性。这些部分共同组 成了流体力学综合实验台的基本结构，是实现流体力学实验的关键设备。 传统的流体力学综合实验台存在着一些问题，主要包括以下几个方面： 1. 结构复杂，装配困难。传统的流体力学综合实验台由多个部分组成，结构复杂， 装配过程繁琐，需要较长的时间和精准的技术。 2. 功能单一，无法满足多样化需求。传统的流体力学综合实验台通常只能完成基本 的流体参数测量和流动实验，无法进行更加复杂的流动行为模拟和控制。 3. 操作不便，易出故障。传统的流体力学综合实验台操作复杂，需要经过专业培训 才能熟练操作，同时易受外界因素影响，容易出现故障。 4. 数据传输不便，实验结果不够直观。传统的流体力学综合实验台无法将实验数据 实时传输至电脑或其他设备进行处理和分析，实验结果展示形式单一，不够直观。 传统的流体力学综合实验台在结构、功能、操作和数据传输方面存在一些问题，需要 进行进一步的创新设计与制作。 1. 结构简化，装配便捷。对于传统的流体力学综合实验台，可以进行结构简化和装 配便捷的创新设计。通过优化设计，减少不必要的部件和连接件，精简整个实验台的结构，使其装配过程更加便捷，运输和维修更加方便。 3. 智能化，操作便捷。对于流体力学综合实验台的操作，可以进行智能化的创新设计。引入智能控制系统，简化操作流程，提高操作便捷性，减少操作人员的专业要求，降 低操作出错率。

论流体力学综合实验台的创新设计与制作

论流体力学综合实验台的创新设计与制 作 摘要：力学作为物理学的重要组成部分，而流体力学也是力学中非常重要的一部分。物理就是靠实践中产生的一门学科，所以在对流体力学的学习中，进行实验是必不可少的一个环节。如今在教育体制的不断改革下，流体力学的实验也在不断地更新与改革，使流体力学综合实验台变得更加具有利用率，也为学生的实验提供了更加便捷的模式，使学生的学习效率提高，同时也优化了实验教学资源，有利于教学模式的创新与发展。 关键词：流体力学；综合实验台；性能设计 一、流体力学综合实验台设计 （一）实验台结构设计模式 所谓流体力学实验，主要便是研究流动的物体的所产生的力，所以实验台的模式也离不开有之有关的设计。流体力学的综合实验台主要设备是由给水箱、恒压水箱、深浅水槽、管道、测量仪器、钢尺、流量测量装置等设备组成。在实验台上，支架截面整体呈现出“凸”字的形态，支架的一侧分别是给水箱、恒压水箱和深浅水槽等实验设备。支架的两侧分别放有一组流体测量装置和钢尺，所以该实验台可以同时进行两方面的测量。而且该实验装置存在雷诺管段、局部阻力管段、文丘里管段等被测管段，这些设备可以使接头与被测管快速连接，使计量水箱的测量更加便捷更加快速，同时也可以使计组实验同做成为可能。在注重实验台便捷性的同时，也要注意实验台的美观性，所以实验台通过制作挡板和配置连接乳胶管等配件使综合流体实验台更加的美观。 （二）实验台的综合性能

该实验台的设计综合了各方面理论与原理，使实验台可用性大大提高。在相同的实验条件下，此实验台的综合性能远远高于传统实验台，主要体现的环保性于节能性，现在实验台的一台设备堪比于先前两台设备之和，而且耗电功率也大大下降，相较于之前，节省了35%的电能消耗，而且在设备的占地面积上也有大幅度的缩减，此实验台不仅节约了能源于实验场地，还大大提高了实验的利用率和便捷性。 （三）实验台测试系统 该实验台采用计算机进行测试，主要设备有：高性能的计算机采集仪器、高精显示器、传感器、控制配电箱、稳定电压等设备组成。其测试的精准性、稳定性与可行性大大提升，有利于实验的正确进行与实验结果的可信性。并且计算机也可以显示流体的流动方向与其温度、速度、流量的变化，在查看实验数据时，计算机便可直接计算所产生的实验数据。数据在计算机中可实现永久性储存，实验者也不用担心实验数据会发生丢失的现象，也便于实验者对实验进行分析。 二、流体综合实验台的优点与可用功能 （一）流体实验台的优点 所谓流体综合实验台，所以其具有一定的综合性，采用一机多组的设计理念，也是使更多学生在此实验台上进行相同或者不同的实验，使实验效率大大提高。并且实验台中各个仪器十分精良，使数据的采集与测量也更加的精准，有利于学生进行分析。此实验台还具有很强的灵活性，综合实验台的管段与各个仪器可以根据学生的不同需求，进行不同的调整与变化，通过接头的转化，满足学生的不同的实验目的，使实验更加方便。 实验台在满足学生不同实验需求的同时，还保障了自身的经济性与环保性，使使实验更加安全、环保，并且综合实验台本身的造价不高，最重要的是在实验台上进可以进行多组实验，极大的节省了实验器材。相较于之前实验设备，此设备还节省了耗电量，与实验台的占地面积，使该实验台的综合性能大大提高。 （二）综合实验台功能体现

一组创新流体力学小实验

一组创新流体力学小实验 1 吹气成“雾” 将一小段细玻璃管在酒精灯火焰上烧软后弯成V形，成一连通器(也可采用透明细塑软管弯制)，在里面装上色水。可看到连通器内的水柱在静止时两边液面平齐(成一小压强计)。实验时用一段玻璃管(其它空心细管也行)对着V形玻璃管的a端吹气。由于a端玻璃管口的空气流速大，压强小，在大气压的作用下，V形管的水柱向a端移动(可看到V形管里a端水面明显高于b端)。如果使劲吹，则可看到a端玻璃管口有细水珠(“雾”)喷出，如图1所示，并可将V形管里的水全部吹完。此实验可说明喷雾器的原理。 2 物“钻”水管 取一段塑料软管(笔者用洗衣机排水管)，将一些硬泡沫塑料弄碎(大小应能顺利进入塑料水管为宜)，并把它们倒在桌面上。实验时将塑料软管的a端对着碎泡沫塑料，使劲甩动塑料管的b端，让它快速地做圆周运动。由于b端空气流速大，压强小，则在大气压的作用下，塑料管内形成一股气流，气流方向由a端指向b端。看到的现象是，桌面上那些碎塑料块快速地从a端的塑料管中“钻”入，而从b端的塑料管口中“跑”出来，如 图2所示。 3 压强大小比较

器材：两支一次性注射器，一支为5mL，一支为2.5mL，胶皮管一小段(外径0.8cm)，两小段细玻璃管(或透 明稍硬细塑料管!注射器套针头塑料管笔)，AB胶。 制作：取1个饮料瓶盖子，在其上面打孔，直径能让大注射器的外筒紧紧套入。将大注射器外筒上的手柄剪圆(注意留有翻边)，把大注射器的外筒从盖里的孔中向盖外穿出，让注射器剪圆后的翻边卡在盖底(用AB胶再粘牢)。将两支一粗一细的一次性注射器的装针部分去除(成圆筒状)，用细玻璃管在火上烧热后在两注射器上打孔，在注射器打好的孔上分别安上玻璃管(或细塑料稍硬吸管)，并用AB胶粘牢，形成两个“三通”。在小注射器的外筒上套入一小段胶皮管后紧紧插入注射器的外筒内。装置如图3所示。

流体力学创新实验(终稿)

实验项目名称：溢洪道流速流态分布测量实验实验类型：自主创新实验 姓名及学号: 方平 3110103076 其他小组成员: 钱晨辉王坤王婕支颖 指导教师: 章军军老师 实验地点：安中实验大厅 时间： 2013.12.21

溢洪道流速流态分布测量实验 一、实验背景 本工程下水库库区面积较大，蓄洪能力较强，而天然洪水相对较小，2000年一遇洪水24h洪量仅387万m3，经过调洪演算分析，水库可利用蓄洪能力较强的特点，选择操作简便、安全的开敞式溢洪道作为水库主要泄洪设施。 下水库溢洪道布置在右岸，采用岸边开敞式，堰顶高程同正常蓄水位，自由溢流。溢洪道由进水渠、溢流堰、泄槽、挑流鼻坎及出水渠等组成。溢洪道的泄槽轴线与坝轴线成82.46°夹角，溢洪道全长约268.75m。 进水渠底板高程79.00m，长41.05m，底宽为6m，进水渠轴线由10.55m长的直线段、20.5m长圆弧段、5m长的渐变段和5m长的直线段组成，圆弧半径为24m，进水渠采用梯形断面，两侧边坡开挖坡比为1:0.5。渐变段以前渠底及两侧设30cm厚混凝土衬砌。 控制段堰顶宽度6m，堰顶高程81.00m，堰顶下游堰面采用WES幂曲线，曲线方程y=0.2898x1.85，堰面曲线与反弧段相连，反弧半径5.0m，反弧末端高程78.58m。堰面曲线原点上游由椭圆曲线组成，并与堰上游面相切。溢流堰与两侧闸墩作为一个整体结构，闸墩顶高程与坝顶高程相同，挡墙顶部设交通桥，桥宽8m。 溢洪道泄槽纵坡1:7.85，泄槽横断面采用矩形断面，两侧开挖边坡坡比为1:0.5，泄槽边墙为衡重式挡墙。泄槽底宽6m，混凝土底板厚50cm，底板基础设置锚筋及排水系统。泄槽段衡重式边墙高度为2.5m，边墙及底板每约15m长设置垂直缝，并设止水。泄槽中段有仙人洞断裂F9横穿，拟对其进行槽挖后回填混凝土处理。 溢洪道采用挑流消能，挑流鼻坎长6m，连续挑坎坎顶高程58.49m，反弧半径5.0m，挑角25°。由于挑流鼻坎附近岩体为薄层状的瘤状泥质灰岩、页岩、泥质粉砂岩，物理力学性质较差，易风化，抗冲刷能力差，因此鼻坎后设长9m 的平护坦，护坦混凝土衬砌厚0.5m，之后设一预挖冲坑，采用宽浅式结构，前段部分坡比为1:3，斜坡及底部采用混凝土衬护，厚度为50cm，预挖冲坑顶高程为52.00m。预挖冲坑以1：4的坡比与天然河床相连，底部采用60cm厚干砌石护底并铺设土工布，出水渠长度约为58.60m。 二、实验目的 （1）、验证两种流量情况下溢洪道的泄流能力； （2)、观测溢洪道各部位的流态； （3）、分析各部分流速及流态，提出相应建议。