工程流体力学实验

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。

工程流体力学实验指导书谢振华编北京科技大学土木与环境工程学院2003 年9 月前言工程流体力学实验是《工程流体力学》课程教学的重要环节。

通过实验，可以对课堂讲授的理论知识加以巩固和进一步的验证，加强理论和实践的结合，同时可以培养学生实际动手能力和分析问题、解决问题的能力，为今后的科学研究打下基础。

本实验指导书是根据教学大纲的要求，并结合实验室的具体设备编写的。

实验内容包括水静压强实验，不可压缩流体定常流动动量方程实验，雷诺实验，管路沿程阻力实验，管路局部阻力实验，毕托管测速实验，文丘里流量计实验。

这些实验可以使学生掌握流体力学的实验技术和测量技巧，为进行科学实验研究做准备。

由于编者水平有限和实验设备的限制，书中不足之处在所难免，敬请读者批评指正。

编者2003年7月目录实验1 水静压强实验 (1)实验2 不可压缩流体定常流动动量方程实验 (3)实验3 雷诺实验 (6)实验4 管路沿程阻力实验 (8)实验5 管路局部阻力实验 (12)实验6 毕托管测速实验 (15)实验7 文丘里流量计实验 (17)1图1.1 水静压强实验装置图实验1 水静压强实验一、实验目的1．加深理解流体静力学基本方程及等压面的概念。

2．理解封闭容器内静止液体表面压强及其液体内部某空间点的压强。

3．观察压强传递现象。

二、实验装置实验装置如图1.1所示。

三、实验原理对密封容器（即水箱）的液体表面加压时，设液体表面压强为P 0，则P 0>P a ，a p 为大气压强。

从U 形管中可以看到有压差产生，U 形管与密封水箱上部连通的一面，液面下降，而与大气相通的一面，液面上升。

密闭水箱内液体表面压强0p 为：h p p a γ+=02 式中γ——液体的重度；h ——U 形管中液面上升的高度。

当密闭水箱内压强P 0下降时，U 形管内的液面呈现相反的现象，即P 0＜P a ，这时密闭水箱内液面压强0p 为：h p p a γ-=0式中 h ——U 形管中液面下降的高度。

（二）不可压缩流体恒定流能量议程（伯诺里方程）实验一、实验目的要求1．验证流体恒定总流的能量议程；2．通过对动水力学诸多水力现象的实验分析研讨，进一步掌握有压管流中动水力学的能量转换特性；3．掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技能。

二、实验装置本实验的装置如图2.1所示。

说明本仪器测压管有两种：1．毕托管测压管（表2.1中标*的测压管），用以测读毕托管探头对准点的总水头2()2pu H Z gγ'=++，须注意一般情况下H '与断面总水头2()2pH Z gυγ=++不同（因一般u υ≠），它的水头线只能定性表示总水头变化趋势；2．普通测压管（表2.1未标*者），用以定量量测测压管水头。

实验流量用阀13调节，流量由体积时间法（量筒、秒表另备）、重量时间法（电子称另备）或电测法测量（以下实验类同）。

三、实验原理在实验管路中沿管内水流方向取n 个过水断面。

可以列出进口断面（1）至另一断面（i ）的能量方程式（i =2,3,……,n ）221111122i i i i i P a P a Z Z hw g gυυγγ-++=+++取a 1=a 2=…a n =1，选好基准面，从已设置的各断面的测压管中读出pZ γ+值，测出通过管路的流量，即可计算出断面平均流速υ及22gαυ，从而即可得到各断面测管水头和总水头。

四、实验方法与步骤1．熟悉实验设备，分清哪些测管是普通测压管，哪些是毕托管测压管，以及两者功能的区别。

2．打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流，检查调节阀关闭后所有测压管水面是否齐平。

如不平则需查明故障原因（例连通管受阻、漏气或夹气泡等）并加以排除，直至调平。

3．打开阀13，观察思考1）测压管水头线和总水头线的变化趋势；2）位置水头、压强水头之间的相互关系；3）测点（2）、（3）测管水头同否？为什么？4）测点（12）、（13）测管水头是否不同？为什么？5）当流量增加或减少时测管水头如何变化？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（毕托管供演示用，不必测记读数）。

《工程流体力学》实验指导书适用专业：机械电子工程上海电机学院2014年9月目录实验一雷诺实验 (1)实验二局部水头损失实验 (5)实验三沿程水头损失实验 (10)实验一雷诺实验一、实验目的和要求1. 观察层流、湍流的流态及其转换过程；2. 测定临界雷诺数，掌握园管流态判别准则；3. 学习应用量纲分析法进行实验研究的方法，确定非圆管流的流态判别准数。

二、实验装置1．实验装置简图实验装置及各部分名称如图1所示。

图1 雷诺实验装置图1. 自循环供水器2. 实验台3. 可控硅无级调速器4. 恒压水箱5. 有色水水管6. 稳水孔板7. 溢流板8. 实验管道9. 实验流量调节阀10. 稳压筒11.传感器12. 智能化数显流量仪2. 装置说明与操作方法供水流量由无级调速器调控，使恒压水箱4始终保持微溢流的程度，以提高进口前水体稳定度。

本恒压水箱设有多道稳水隔板，可使稳水时间缩短到3~5分钟。

有色水经有色水水管5注入实验管道8，可据有色水散开与否判别流态。

为防止自循环水污染，有色指示水采用自行消色的专用色水。

实验流量由调节阀9调节。

流量由智能化数显流量仪测量，使用时须先排气调零，所显示为一级精度瞬时流量值。

水温由数显温度计测量显示。

三、 实验原理1883年, 雷诺(Osborne Reynolds)采用类似于图1所示的实验装置，观察到液流中存在着层流和湍流两种流态：流速较小时，水流有条不紊地呈层状有序的直线运动，流层间没有质点混掺，这种流态称为层流；当流速增大时，流体质点作杂乱无章的无序的直线运动，流层间质点混掺，这种流态称为湍流。

雷诺实验还发现存在着湍流转变为层流的临界流速c v ，c v 与流体的粘性ν、园管的直径d 有关。

若要判别流态，就要确定各种情况下的c v 值，需要对这些相关因素的不同量值作出排列组合再分别进行实验研究，工作量巨大。

雷诺实验的贡献不仅在于发现了两种流态，还在于运用量纲分析的原理，得出了量纲为一的判据——雷诺数Re ，使问题得以简化。

流体力学实验报告引言：流体力学是研究流体在力的作用下的运动以及与周围环境的相互作用的科学。

通过实验可以验证和探究流体力学的理论，并且为工程应用提供基础数据和实际模型。

本实验旨在通过实验方法来观察和研究流体力学的一些基本现象和原理。

一、流体静力学实验1. 实验目的：观察流体在静力平衡下的性质，并验证帕斯卡定律。

2. 实验原理：静力学是研究流体在平衡状态下的力学性质。

帕斯卡定律是指任何一个封闭容器内的压力是相等的。

3. 实验步骤：将液体注入一个封闭容器，通过改变液位的高度，观察容器内的压力变化。

二、流体动力学实验1. 实验目的：研究流体在运动状态下的一些基本特性，如阻力、涡旋等。

2. 实验原理：动力学是研究流体在运动状态下的力学性质。

通过实验可以观察到流体在管道中的流速分布、阻力特性等现象。

3. 实验步骤：通过实验装置产生流体流动，改变管道形状、粗糙度等条件，观察流速和阻力的变化。

三、流体振荡实验1. 实验目的：观察流体振动的一些特性，如共振现象。

2. 实验原理：当外力的频率与流体固有振荡频率相等时，会出现共振现象。

流体振动实验可以用于研究振动频率、振幅等。

3. 实验步骤：通过实验装置产生流体振动，并改变外力的频率，观察流体的共振现象。

四、流体流量实验1. 实验目的：研究流体在管道中的流速和流量分布。

2. 实验原理：流量是单位时间内通过管道横截面的流体体积。

通过实验可以测量流速和流量，研究流体在管道中的流动情况。

3. 实验步骤：使用流量计等装置来测量流速和流量，并改变管道直径、液体粘度等条件，观察其对流动的影响。

结论：通过以上实验，我们观察到了流体力学的一些基本现象和原理，并验证了帕斯卡定律等流体力学的理论。

这些实验为理论研究和工程应用提供了实际数据和模型。

进一步深入研究流体力学的实验，有助于我们更好地理解和应用流体力学的相关知识。

工程流体力学实验报告工程流体力学实验报告引言工程流体力学是研究流体在工程领域中的运动和力学性质的学科。

实验是工程流体力学研究中不可或缺的一部分，通过实验可以验证理论，探究流体的行为和特性。

本实验报告旨在介绍并分析工程流体力学实验的设计、方法、结果和讨论。

一、实验目的本次实验的目的是研究流体在管道中的流动特性，通过测量流体的压力、流速和管道摩阻系数等参数，探究不同条件下的流体流动规律。

二、实验装置和方法本次实验使用的装置包括一段直径为D的水平圆管、压力传感器、流速计和流量调节阀等设备。

实验方法主要分为以下几个步骤：1. 准备工作：根据实验要求选择合适的管道直径和长度，将管道安装在实验台上，并连接好压力传感器、流速计等设备。

2. 流量调节：通过调节流量调节阀控制流体的流量，保持一定的实验条件。

3. 测量压力：利用压力传感器测量管道中的压力，并记录下来。

在不同流量条件下进行多次测量，确保数据的准确性。

4. 测量流速：使用流速计测量管道中的流速，并记录下来。

同样地，在不同流量条件下进行多次测量。

5. 数据处理：根据测量得到的数据，计算出流体的摩阻系数、雷诺数等参数，并进行数据分析和比较。

三、实验结果和讨论根据实验数据，我们可以绘制出不同流量条件下的压力-流速曲线和压力-摩阻系数曲线。

通过观察曲线的变化趋势，我们可以得出以下结论：1. 流体的摩阻系数与流速成正比，即流速越大，摩阻系数越大。

这与工程流体力学中的理论预测相符合。

2. 随着流速的增加，管道中的压力也随之增加。

这是由于流体在管道中的摩擦力增加导致的。

3. 在一定流速范围内，压力和流速之间存在线性关系。

然而，在流速达到一定阈值后，压力增加的速率会减缓，这是由于流体达到了临界状态，流动变得不稳定。

通过实验结果的分析，我们可以更好地理解流体在管道中的流动特性，为工程实践提供参考和指导。

四、实验误差和改进在实验过程中，可能会存在一些误差，例如仪器的精度限制、实验条件的不完全控制等。

工程流体力学实验报告班级：＿＿＿＿＿＿＿＿＿姓名：＿＿＿＿＿＿＿＿＿学号：＿＿＿＿＿＿＿＿＿实验一 能量转换实验一、实验目的1、熟悉流体在流动过程中各种能量和水头的概念及其转换关系，加深对伯努利方程的理解；2、观察流体流速随管径变化的规律。

二、实验原理1、总水头的分析:总水头为测压管水头与流速水头之和，任意两截面间的能量方程为21,2111222222--++=++f H gv g p Z g v g p Z ρρ 。

图一所示实验装置中，从实验可以观测到B 截面的总水头低于A 截面的总水头，这符合伯努利方程。

2、A 、B 截面间压强水头的分析：由于A 、B 两截面处于同一水平位置，B 截面面积比A 截面面积大。

所以B 截面处的流速比A 截面处小。

设流体从A 截面流到B 截面的水头损失为B A f H -,,在A 、B 两截面间列伯努利方程。

B A f BB B A A A H gv g p Z g v g p Z -+++=++,2222ρρB A Z Z =B A f BA AB H gv g v g p g p ---=-,2222ρρ 即A 、B 两截面处的压强水头之差，决定于ggBA2222νν-和B A f H -，。

当ggBA2222νν-大于B A f H -，时，压强水头的增值为正，反之，压强水头的增值为负。

3、C 、D 截面间压强水头的分析：出口阀全开时，由于C 、D 截面积相等,所以C 、D 两截面处的流速相等，即流速水头相等；设流体从C 截面流到D 截面的水头损失为D C f H -, ，在C 、D 两截面间列伯努利方程。

D C f DD D C C C H gv g p Z g v g p Z -+++=++,2222ρρgv g v DC 2222=D C f D C CD H Z Z gp g p ---=-,ρρ 即C 、D 两截面压强水头之差，决定于)(D C Z Z -和D C f H -,。

工程流体力学实验实验目的本实验旨在通过实验操作及数据分析，加深对工程流体力学相关概念的理解，掌握流体静力学和流体动力学的基本原理，以及流体在工程中的应用。

实验仪器与材料•1 台水泵•1 块稳定台•1 条直管道•1 台流量计•1 台压力计•配套管道及接头实验原理流体静力学•流体静力学是研究在静止或稳定流动状态下流体的性质和力学的学科。

•流体静力学方程包括连续性方程、动量守恒方程及能量守恒方程等。

流体动力学•流体动力学研究流体在运动状态下的性质及相关现象。

•流体动力学方程描述了流体在不同流动状态下各种参数的变化规律。

实验步骤1.搭建实验装置，保证管道连接紧密。

2.启动水泵，调节泵的流量，记录不同流量下的压力、流速数据。

3.使用流量计检测不同流速下的流量值，并记录数据。

4.分析数据，绘制流速、压力、流量之间的关系曲线。

实验数据分析通过实验数据分析可得出以下结论： 1. 流速和流量呈线性关系，流量随着流速的增大而增大。

2. 压力随着流速增大而减小，说明流速增加时管道内的摩阻增大，压力减小。

结论通过工程流体力学实验，深入了解了流体在管道内的流动规律，掌握了流体静力学和流体动力学方面的基本原理，实验结果对于设计工程系统具有指导意义。

参考文献1.White, Frank M. Fluid Mechanics. 8th ed., McGraw-Hill, 2016.2.Munson, Bruce R., et al. Fundamentals of Fluid Mechanics. 7th ed., Wiley, 2012.以上是关于工程流体力学实验的简要介绍，通过实际操作和数据分析，使学生对相关理论知识有了更深入的了解。

工程流体力学实验报告《工程流体力学实验报告》摘要：本实验旨在通过对流体力学实验的研究，探讨流体在工程中的应用。

实验采用了流体动力学原理和实验技术，通过对不同流体的流动特性进行观察和分析，得出了一些有价值的结论和数据。

实验结果表明，流体力学在工程中具有重要的应用价值，并为工程实践提供了一定的参考。

关键词：流体力学、实验、工程应用引言：流体力学是研究流体运动规律的一门学科，广泛应用于工程领域。

流体力学实验是通过实验手段对流体力学理论进行验证和研究的过程，是理论与实践相结合的重要环节。

本实验旨在通过对流体力学实验的研究，探讨流体在工程中的应用，为工程实践提供理论支持和技术指导。

实验原理：本实验采用了流体动力学原理和实验技术，通过对不同流体的流动特性进行观察和分析，得出了一些有价值的结论和数据。

实验过程中，我们使用了流体力学实验仪器，通过对流体的流速、压力、流量等参数进行测量和分析，得出了流体在工程中的一些重要特性和规律。

实验结果与分析：通过实验，我们得出了一些有价值的结论和数据。

首先，我们发现不同流体在相同条件下的流动特性存在一定差异，这为工程中流体的选择和应用提供了一定的参考。

其次，我们发现流体在管道中的流动受到管道形状、壁面粗糙度等因素的影响，这为工程中管道设计和流体输送提供了一定的指导。

此外，我们还得出了一些关于流体力学实验仪器的使用和操作技巧，为今后的实验研究提供了一定的经验和借鉴。

结论：通过本实验的研究，我们得出了一些有价值的结论和数据，表明流体力学在工程中具有重要的应用价值，并为工程实践提供了一定的参考。

我们相信，通过今后的深入研究和实践，流体力学将为工程领域的发展和进步提供更多的支持和帮助。