实验流体力学(4)

流体力学实验流体力学是研究流体运动规律以及与固体的相互作用的学科，是力学的一个重要分支。

为了更好地理解和应用流体力学理论，进行流体力学实验是必不可少的。

本文将介绍流体力学实验的基本内容、实验室设备和实验方法，以及进行实验时需要注意的事项。

一、实验内容流体力学实验内容丰富多样，既包括基础的实验，也包括高级的研究性实验。

在基础实验中，可以研究流体的压力、速度、黏性、流量等基本性质，并探索流体在不同条件下的变化规律。

在研究性实验中，可以考察流体的层流、湍流、边界层以及流动稳定性等问题，进一步深入了解流体力学的复杂现象。

二、实验室设备进行流体力学实验需要较为复杂的设备，包括流体实验台、流量计、压力计、速度计、水槽等。

其中，流体实验台是实验的主要设备，可以提供不同流体条件下的实验环境，用于控制流体的流速、压力和波动等参数。

流量计、压力计和速度计则用于测量流体的流量、压力和速度等物理量。

水槽则用于容纳流体，模拟流体力学实验中的场景。

三、实验方法进行流体力学实验时，需要依照一定的实验方法进行操作。

首先，确定实验的目的和预期结果，并设计好实验方案。

其次，准备好实验所需的设备和实验材料，并对实验环境进行准备。

然后，按照实验方案进行实验操作，记录实验数据并进行分析。

最后，根据实验结果进行结论和总结。

在实验过程中，还需要注意以下几点：1. 实验操作要准确细致，确保实验数据的准确性和可靠性。

2. 实验前要对实验设备进行检查和校准，确保设备和仪器的正常工作。

3. 定期对实验设备进行维护和保养，保证设备的稳定性和长期可用性。

4. 实验时要注意人身安全，遵守实验室安全操作规程，佩戴好安全装备。

5. 在实验结束后，及时清洁实验设备和实验现场，保持实验环境的整洁和卫生。

四、实验应用流体力学实验在学术研究和工程应用中具有广泛的应用价值。

通过实验可以验证流体力学理论模型的准确性，促进流体力学理论的发展。

同时，流体力学实验可以为工程设计和实际应用提供科学依据，帮助改善工程结构的流体性能，提高工程的安全性和可靠性。

重大流体力学实验4(局部水头损失实验)
局部水头损失实验是一种重要的流体力学实验，能够证明动量定律并确定河流流体的
阻力特性。

它用以检验以下两条关于河流流体阻力特性的假设：（1）在本地完全不通过
管道的情况下，阻力与深度之间存在某种关系（2）随着流体流动的不断加深，更高的阻
力会发生。

实验设计必须考虑以下变量：流量（Q）、和管路内阻力（F）。

在实验之前，应考虑
管道形状，管道材料和大小，以及管道的安装位置。

这些变量会影响流量和流体阻力的变化，进而影响局部水头损失的数量。

实施局部水头损失实验需要建立两个实验管段，其中第一段通常称为“上端”，主要
用于调整流量，第二段通常称为“下端”，主要用于测量和计算局部水头损失。

同时，实
验中也要用一台流量计（水流管）来测量流量，以及一台压力计来测量压力，以确定局部
水头损失。

最后，设计师根据局部水头损失实验的结果进行比较，利用这一数据来确定动量定律，以及河流流体的阻力特性。

例如，如果实验结果表明，每深度一定比例增加时，力随高度
成正比，则可以说明实验满足动量定律；如果实验结果表明，河流流体的阻力随深度的增
加而增加，则可以说明发展的慢相关递增的阻力特性的河流流体。

总之，局部水头损失实验对于验证动量定律，测定河流流体的阻力特性，特别是验证
河流流体高度和阻力之间关系非常有用。

它们可以帮助设计人员正确设计河流，实现河流
水力规划，使河流的生态环境得到有效的改善。

流体力学中的流体流动实验流体力学是研究流体力学基本规律和流动现象的一门学科，而流体流动实验则是流体力学研究的重要手段之一。

通过实验，可以观察和记录流体在不同条件下的流动行为，验证流动方程和理论模型的可靠性，从而深入理解流体的运动规律。

本文将介绍流体力学中的流体流动实验的基本原理、实验装置以及实验方法。

一、流体流动实验的基本原理在流体力学中，流体流动实验的基本原理是根据质量守恒定律和动量守恒定律进行实验设计和数据分析。

根据质量守恒定律，流经给定截面的质量流率与入口和出口流速之积相等。

动量守恒定律则建立了流体运动方程，描述了流体在不同流动条件下的运动状态。

二、流体流动实验的实验装置为了研究流体力学中的各种流动现象，需要准备相应的实验装置。

常见的流体流动实验装置包括流体管道、流动模型、雷诺管道等。

流体管道是最常见的流体流动实验装置之一，其基本结构包括进口、出口和流体流通的管道。

通过改变流体的进口条件、管道的形状和尺寸等，可以研究流体在不同流动条件下的流动特性。

流动模型是模拟真实流动情况的物理模型，常用于研究复杂的流动现象和流体力学中的问题。

流动模型可以通过缩小尺寸或者使用可替代材料来简化实验过程，从而提高实验的可行性和可观察性。

雷诺管道是一种用于测量流体流速和观察流动形态的实验装置。

雷诺管道一般由一段直管和一个扩张段构成，通过在流体流动过程中增加扩张段，可以减小流速并形成湍流，方便观察和研究流体的流动特性。

三、流体流动实验的实验方法1. 流量测量方法：流量是流体流动实验中最基本的参数之一。

常用的流量测量方法有容积法、质量法、速度法等。

容积法通过测量流体通过给定截面的体积来计算流量；质量法通过测量单位时间内流体通过给定截面的质量来计算流量；速度法通过测量流体流速和截面积来计算流量。

2. 流速测量方法：流速是流体流动实验中另一个重要的参数。

常用的流速测量方法有直接法、间接法和动态法等。

直接法通过直接测量流体流速来得到流速值；间接法通过测量与流速相关的物理量，如压力和涡旋等来计算流速；动态法是一种通过观察流体流动状态的方法来判断流速的快慢。

流体力学实验讲义临沂大学建筑学院实验二雷诺实验实验三伯努利方程实验实验四、五流体力学综合实验实验二 雷诺实验一、实验目的1、观察流体在管内流动的两种不同流型。

2、测定临界雷诺数Re c 。

二、基本原理流体流动有两种不同型态，即层流（或称滞流，Laminar flow ）和湍流（或称紊流，Turbulent flow ），这一现象最早是由雷诺（Reynolds ）于1883年首先发现的。

流体作层流流动时，其流体质点作平行于管轴的直线运动，且在径向无脉动；流体作湍流流动时，其流体质点除沿管轴方向作向前运动外，还在径向作脉动，从而在宏观上显示出紊乱地向各个方向作不规则的运动。

流体流动型态可用雷诺准数（Re ）来判断，这是一个由各影响变量组合而成的无因次数群，故其值不会因采用不同的单位制而不同。

但应当注意，数群中各物理量必须采用同一单位制。

若流体在圆管内流动，则雷诺准数可用下式表示：μρdu =Re （1－1）式中：Re —雷诺准数，无因次；d —管子内径，m ；u —流体在管内的平均流速，m ／s ；ρ—流体密度，kg ／m 3；μ—流体粘度；Pa ·s 。

层流转变为湍流时的雷诺数称为临界雷诺数，用Re c 表示。

工程上一般认为，流体在直圆管内流动时，当Re ≤2000时为层流；当Re ≥4000时为湍流；当Re 在2000至4000范围内，流动处于一种过渡状态，可能是层流，也可能是湍流，或者是二者交替出现，这要视外界干扰而定，一般称这一Re 数范围为过渡区。

式（1－1）表明，对于一定温度的流体，在特定的圆管内流动，雷诺准数仅与流体流速有关。

本实验即是通过改变流体在管内的速度，观察在不同雷诺准数下流体的流动型态。

三、实验装置及流程实验装置如图1－1所示。

主要由玻璃试验导管、流量计、流量调节阀、低位贮水槽、循环水泵、稳压溢流水槽等部分组成，演示主管路为220⨯φmm 硬质玻璃。

637891－红墨水储槽；2－溢流稳压槽；3－实验管；4－转子流量计；5－循环泵；6－上水管；7－溢流回水管；8－调节阀；9－储水槽图1－1 流体流型演示实验装置示意图实验前，先将水充满低位贮水槽，关闭流量计后的调节阀，然后启动循环水泵。

《流体力学》实验教案（一）word版一、实验目的1. 理解流体力学的基本概念和原理；2. 掌握流体力学实验的基本方法和技能；3. 培养观察、分析和解决问题的能力。

二、实验原理1. 流体的定义和分类；2. 流体力学的守恒定律：质量守恒定律、动量守恒定律；3. 流体的粘滞性和湍流。

三、实验设备与材料1. 流体容器；2. 流量计；3. 压力计；4. 流速计；5. 粘度计；6. 计算机及数据采集系统。

四、实验内容与步骤1. 流体容器中的静压和动压测量；2. 流体流动的粘滞性实验；3. 流体流动的湍流实验；4. 流量计和流速计的使用；5. 数据采集与处理。

五、实验报告要求1. 实验目的、原理、设备与材料介绍；2. 实验步骤与过程描述；3. 实验数据的采集与处理；4. 实验结果分析与讨论；5. 实验结论。

《流体力学》实验教案（二）word版六、实验目的1. 学习使用流量计和流速计；2. 研究流体流动的连续性方程；3. 探究流体流动的伯努利方程。

七、实验原理1. 流体流动的连续性方程：质量守恒定律在流体流动中的应用；2. 伯努利方程：流体流动中的能量守恒定律。

八、实验设备与材料1. 流体容器；2. 流量计；3. 压力计；4. 流速计；5. 计算机及数据采集系统。

九、实验内容与步骤1. 流量计和流速计的使用方法；2. 流体流动的连续性方程实验；3. 流体流动的伯努利方程实验；4. 数据采集与处理；5. 实验结果分析与讨论。

十、实验报告要求1. 实验目的、原理、设备与材料介绍；2. 实验步骤与过程描述；3. 实验数据的采集与处理；4. 实验结果分析与讨论；5. 实验结论。

《流体力学》实验教案（三）word版十一、实验目的1. 研究流体流动的阻力与压力损失；2. 学习使用压力计测量流体压力；3. 分析流体流动中的摩擦阻力。

十二、实验原理1. 流体流动的阻力与压力损失：摩擦阻力和局部阻力；2. 达西-魏斯巴赫方程：描述流体流动中压力损失的公式。

实验流体力学实验流体力学是利用实验去研究及探索流体的规律和行为的学科，它是物理学和工程学的一个重要分支。

它给予我们一种可行的方法来获取和理解流体运动规律。

它也是一种有效预测流体运动的重要方法，是一项重要的科学研究。

实验流体力学的研究是建立在宏观流体运动的信息和理论的基础上的。

流体力学的宏观模型基于流体受力的守恒原理，即动量守恒定律和能量守恒定律。

这些定律对于流体力学的研究有重大意义。

它们指出，流体运动时伴随着物理过程，如压力、流速、变形等，这些物理过程是流体力学时空环境所依赖的平衡状态所必须满足的条件。

实验流体力学也可以分为两种：一种是弹性流体，另一种是非弹性流体。

弹性流体流动时，流体密度及流动形状几乎不变，而非弹性流体是指流体的流动形状会随着流体的流动而变化。

实验流体力学还研究其它一些特殊的流体问题，比如液体混合运动、湍流、粘性流体等。

实验流体力学的研究采用了物理和数学方法，而且还利用了大量的实验室设备去模拟和测量流体运动。

实验的主要目的是研究流体的物理行为，尤其是在压力、流速等变量的变化下，流体的强度及分布特性等变化。

实验还将研究流体的危害性。

实验流体力学的基本原理是用适当的实验设计、实验装置、研究方法和解释原理来研究流体的物理行为。

实验流体力学的应用十分广泛，它不仅可以用来研究我们日常生活中遇到的流体力学问题，还有可以用来解决工程中面临的流体力学问题。

比如，在机械工程中，它可以用来研究流体的传输特性，比如气体、液体的流动特性，以及气体和液体的塑性现象；在航空航天工程中，它可以用来研究空气动力学问题，比如飞机和火箭等航天器各部件的动力学性能等。

实验流体力学还可以用来研究船舶的行为，和游泳池里的水流。

在医学和生物学中，它也可以用来研究血液流动特性、关节活动等在人体健康方面的科学问题。

实验流体力学是关于流体的物理行为研究的一门学科，它已经发展成为物理学、工程学和生物学门的重要分支，它的应用非常广泛，发挥了重要的作用。

工程流体力学实验报告实验一流体静力学实验实验原理在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程或(1.1)式中：z被测点在基准面的相对位置高度；p被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同；p0水箱中液面的表面压强；γ液体容重；h被测点的液体深度。

另对装有水油（图1.2及图1.3）U型测管，应用等压面可得油的比重S0有下列关系：(1.2)据此可用仪器（不用另外尺）直接测得S0。

实验分析与讨论1.同一静止液体内的测管水头线是根什么线？测压管水头指，即静水力学实验仪显示的测管液面至基准面的垂直高度。

测压管水头线指测压管液面的连线。

实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。

<0时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。

2.当PB，相应容器的真空区域包括以下三部分：(1)过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。

(2)同理，过箱顶小水杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区域。

(3)在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区。

这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。

3.若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定γ最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度h和h0，由式，从而求得γ0。

4.如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算式中，为表面张力系数；为液体的容量；d为测压管的内径；h为毛细升高。

常温(t=20℃)的水，=7.28dyn/mm，=0.98dyn/mm。

水与玻璃的浸润角很小，可认为cosθ=1.0。

于是有(h、d单位为mm)一般来说，当玻璃测压管的内径大于10mm时，毛细影响可略而不计。

流体力学综合实验实验报告一、实验目的流体力学综合实验是为了通过实验操作，结合理论知识，提高学生对流体力学理论的理解，以及培养学生分析和解决问题的能力和实验操作技能。

二、实验原理流体力学是研究流体运动规律和相应力学问题的学科。

流体力学综合实验主要涉及流体力学的基本理论和方法，如流体静力学实验、流速测量实验和流体动力学实验等。

主要实验装置包括流量计、细管、不同形状的孔洞等。

三、实验内容流体力学综合实验包括以下几个实验内容：1.流体静力学实验：通过水柱和压力计器测量水平管道的压力，验证其与高度和流速的关系。

2.流速测量实验：通过使用流量计和测速仪器，测量不同位置和不同孔径处的流速，探究流速与孔径大小的关系。

3.流体动力学实验：通过流过不同形状的孔洞的流体，测量不同孔洞形状的流速和流量，以及分析孔形对流速的影响。

四、实验步骤1.流体静力学实验：安装水柱和压力计器，利用压力计器测量不同高度处的压力值，并记录下来。

根据实测数据，绘制压力与高度的关系曲线。

2.流速测量实验：选择不同位置和不同孔径的流量计和测速仪器，测量流体在这些位置和孔径处的流速，并记录下来。

将实测数据整理成表格，并分析不同孔径大小对流速的影响。

3.流体动力学实验：利用不同形状的孔洞，将流体流过孔洞，同时测量流体在不同孔洞处的流速和流量。

绘制不同孔洞形状的流速和流量曲线，并分析孔形对流速的影响。

五、实验结果与分析根据实验结果的分析和计算，可以得出以下结论：1.流体静力学实验表明，水平管道的压力与高度呈线性关系，压强随高度的增加而增加。

2.流速测量实验结果显示，流速随孔径的减小而增加，即孔径越小，流速越大。

3.流体动力学实验结果表明，孔洞形状对流速存在影响。

如孔洞形状为圆形时，流速较大；而孔洞形状为方形时，流速较小。

六、实验结论通过流体力学综合实验的操作与分析，得出以下结论：1.流体力学中的流体静力学理论得到了实验的验证，水平管道的压力与高度呈线性关系。

流体力学的实验报告流体力学的实验报告引言：流体力学是研究流体运动及其力学性质的学科，广泛应用于工程、物理学、地质学等领域。

本实验旨在通过一系列实验，探究流体在不同条件下的性质和行为，以加深对流体力学的理解。

实验一：流体静力学实验在这个实验中，我们使用了一个U型管，通过调节管内液体的高度，观察液体在管内的压力变化。

实验结果表明，液体的压力与液柱的高度成正比，且与液体的密度和重力加速度有关。

这一实验验证了流体静力学的基本原理，即压力在静止的液体中是均匀的。

实验二：流体动力学实验在这个实验中，我们使用了一个水平旋转的圆筒，将水注入圆筒内，然后通过旋转圆筒，观察水的运动情况。

实验结果表明，水在旋转圆筒中呈现出旋涡状的流动，且流速随着距离圆筒中心的距离增加而增加。

这一实验验证了流体动力学的基本原理，即在旋转系统中，流体的速度随着距离中心的距离而改变。

实验三：流体黏性实验在这个实验中，我们使用了一个粘度计，测量了不同液体的粘度。

实验结果表明，液体的粘度与其分子间相互作用力、温度和压力有关。

较高的粘度意味着液体的黏性较大，流动较困难。

这一实验验证了流体黏性的基本原理，即液体的黏度与流体内部分子的相互作用有关。

实验四：流体流速实验在这个实验中，我们使用了一个流速计，测量了液体在不同管道中的流速。

实验结果表明，管道的直径、液体的黏度和施加的压力差都会影响流体的流速。

较大的管道直径、较小的黏度和较大的压力差都会导致流体的流速增加。

这一实验验证了流体流速的基本原理，即流体在管道中的流速与管道的几何形状和施加的压力差有关。

结论：通过以上实验，我们深入了解了流体力学的基本原理和实际应用。

流体力学在工程领域中有着广泛的应用，例如水力学、气体力学、液压学等。

深入研究流体力学的原理和实验，有助于我们更好地理解和应用流体力学的知识，为工程设计和实际应用提供科学依据。

流体力学能量方程实验一、引言流体力学能量方程是研究流体内部能量转换和传递的重要方程。

在实验中，通过测量不同位置的温度、压力等参数，可以验证能量方程的正确性和适用性。

本文将介绍流体力学能量方程实验的相关内容。

二、实验原理1. 能量守恒定律在物理学中，能量守恒定律是指系统内部能量总和不会发生改变，只会从一种形式转换为另一种形式。

在流体力学中，能量守恒定律可以表示为：∂(ρE)/∂t + ∇·(ρE+P)u = ∇·q + ρf·u其中，ρ是密度，E是单位质量的总能量（包括内能和动能），P是压力，u是速度矢量，q是热通量密度（即单位时间内通过单位面积的热流），f是外力矢量。

2. 流体力学实验装置为了验证流体力学能量方程的正确性和适用性，在实验中需要使用相应的装置。

常见的流体力学实验装置包括：(1) 热传导管：用于测量流体中不同位置的温度。

(2) 压力传感器：用于测量流体中不同位置的压力。

(3) 流量计：用于测量流体在管道中的流速。

(4) 热电偶：用于测量流体中不同位置的温度。

三、实验步骤1. 准备工作在进行实验之前，需要进行一些准备工作，包括：(1) 确定实验装置和材料。

(2) 按照实验要求搭建好实验装置。

(3) 校准各种传感器和仪器。

2. 实验操作在进行实验操作时，需要按照以下步骤进行：(1) 开始记录时间，并打开流体进口阀门，使流体开始流动。

(2) 在不同位置测量温度、压力等参数，并记录下来。

可以使用热传导管、压力传感器、热电偶等仪器进行测量。

(3) 根据测得的数据计算出能量守恒方程中各项的值，并绘制出相应的图表。

(4) 分析数据，验证能量方程的正确性和适用性。

可以比较实验结果与理论计算结果之间的差异，或者通过对实验数据进行拟合来验证能量方程的适用性。

四、注意事项在进行流体力学能量方程实验时，需要注意以下事项：(1) 实验过程中需要保持实验装置和测量仪器的稳定性，避免外界因素对实验结果的影响。

《流体力学》实验教案（全）(一)不可压缩流体定常流能量方程(伯努利方程)实验一、实验目的要求：1、掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技术；2、验证流体定常流的能量方程；3、通过对动水力学诸多水力现象的实验分析研究，进一步掌握有压管流中动水力学的能量转换特性。

自循环伯努利方程实验装置图本实验的装置如图所示，图中：1.自循环供水器；2.实验台；3.可控硅无级调速器；4.溢流板；5.稳水孔板；5 / 456.恒压水箱；7.测压计；8.滑动测量尺；9.测压管； 10.实验管道； 11.测压点； 12.毕托管 13.实验流量调节阀。

三、实验原理：在实验管路中沿水流方向取n个过水截面。

可以列出进口截面(1)至截面(i)的能量方程式（i=2,3,.....,，n)选好基准面，从已设置的各截面的测压管中读出值,测出通过管路的流量,即可计算出截面平均流速ν及动压，从而可得到各截面测管水头和总水头。

四、实验方法与步骤：1、熟悉实验设备，分清各测压管与各测压点，毕托管测点的对应关系。

2、打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流后，检查泄水阀关闭时所有测压管水面是否齐平，若不平则进行排气调平(开关几次）。

3、打开阀13，观察测压管水头线和总水头线的变化趋势及位置水头、压强水头之间的相互关系，观察当流量增加或减少时测压管水头的变化情况。

4、调节阀13开度，待流量稳定后，测记各测压管液面读数，同时测记实验流量(与毕托管相连通的是演示用，不必测记读数)。

5、再调节阀13开度1～2次，其中一次阀门开度大到使液面降到标尺最低点为限，按第4步重复测量。

五、实验结果及要求：1、把有关常数记入表2.1。

2、量测()并记入表2.2。

3、计算流速水头和总水头。

4、绘制上述结果中最大流量下的总水头线和测压管水头线(轴向尺寸参见图2.2，总水头线和测压管水头线可以绘在图2.2上)。

六、结果分析及讨论：1、测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？2、流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？3、测点2、3和测点10 、11的测压管读数分别说明了什么问题？4、试问避免喉管(测点7)处形成真空有哪几种技术措施？分析改变作用水头(如抬高或降低水箱的水位)对喉管压强的影响情况。