下载文档原格式
《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 gv p z g v p z -+++=++1f 2211122γγ （1）式中，z 、γp 和gv 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）。
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。
《流体力学》实验指导书郭广思王连琪沈阳理工大学2006年10月一伯努利方程综合性实验（一）实验目的伯努利方程是水力学三大基本方程之一，反映了水流在流动时，位能、压能、动能之间的关系。
1．了解总水头线和测压管水头线在局部阻力和沿程阻力处的变化规律；2．了解总水头线在不同管径段的下降坡度，即水力坡度J的变化规律；3．了解总水头线沿程下降和测压管水头线升降都有可能的原理；4．用实例流量计算流速水头去核对测压板上两线的正确性；不同管径流速水头的变化规律（二）设备简图本实验台由高位水箱、供水箱、水泵、测压板、有机玻璃管道、铁架、量筒等部件组成，可直观地演示水流在不同管径、不同高程的管路中流动时，上述三种能量之间的复杂变化关系。
（三）实验原理过水断面的能量由位能、压能、动能三部分组成。
水流在不同管径、不同高程的管路中流动时，三种能量不断地相互转化，在实验管道各断面设置测压管及测速管，即可演示出三种能量沿程变化的实际情况。
测压管中水位显示的是位能和压能之和，即伯努利方程中之前两项：gp Z ρ+，测速管中水位显示的是位能、压能和动能之和。
即伯努利方程中三项之和：gv g p Z 22++ρ。
将测压管中的水位连成一线，称为测压管水头线，反映势能沿程的变化；将测速管中的水位连成一线，称为总水头线，反映总能量沿程的变化，两线的距离即为流速水头g v 2/2。
本实验台在有机玻璃实验管道的关键部位处，设置测压管及测速管，适当的调节流量就可把总水头线和测压管水头线绘制于测压板上。
注：计算所的流速水头值是采用断面平均流速求得，而实测流速水头值是根据断面最大速度得出，显然实测值大于计算值，两者相差约为1.3倍。
（四）实验步骤1．开动水泵，将供水箱内之水箱至高位水箱；2．高位水箱开始溢流后，调节实验管道阀门，使测压管，测速管中水位和测压板上红、黄两线一致；3．实验过程中，始终保持微小溢流；4．如水位和红黄两线不符，有两种可能：一是连接橡皮管中有气泡，可不断用手挤捏橡皮管，使气泡排出；二是测速管测头上挂有杂物，可转动测头使水流将杂物冲掉。
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 、▽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Z B 、Z C 、Z D3. 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pz +=constY或p =+y h式中：z —被测点在基准面以上的位置高度；1.测压管2.带标尺测压管3.连通管 I2367485D图1.1流体静力学综合性实验装臵图p—被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同；po—水箱中液面的表面压强Y—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£和位置水头z之间的互相转换，决定了夜柱高和压差的对应关系：Ap二yKh Y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：Y h0=1—Y h+hw12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。
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 dR ν⋅=，根据连续方程：A=v Q ，Qv 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 。
tVQ ∆=42d 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。
《流体力学实验指导书》一、电液比例综合测试实验台简介该实验台是根据《液压气动传动》通用教材设计而成，集可编程控制器和数据转换卡、液压元件模块为一体，除可进行常规的液压基本控制回路实验外，还可进行液压，组合应用实验及液压技术课程设计，元件的性能测试。
实验台配置了完备的各种类型传感器，包括压力传感器、流量传感器、转速传感器、功率传感器、位移传感器等，以满足各项实验参数测试的需要。
实验台是采用快速拼装结构，实验人员可根据实验项目原理图，选用相应的液压元件快速组成液压实验回路，通过电磁换向阀动作的控制和相关液压阀的调节进行实验。
实验台计算机测试控制系统实现实验参数（压力、流量、转速、功率、位移等）的自动数据检测、自动处理计算和存储等，还能实现回路电磁阀的自动控制，提高了实验台操作的自动化和智能化水平。
实验台可以同时进行16路实验数据的采集和8个二位电磁阀的控制。
1、性能与特点1、实验台采用台式结构，便利于多名学生的安装、测试。
2、操作平台面积大，可集成多个子系统。
3、阀体固定安装在操作平台上，管路连接采用快速接头，在背面连接，保证正面整洁。
4、实验用管件采用金属线，耐压胶管，压力可达到31.5Mpa。
5、测试方法实用、可靠。
实验装置由实验台架、液压泵站、电气测控单元等几部分组成。
3、液压站原理操作面板分布图A1.仪表数显区， A2.比例放大器与检测区，A3.PLC控制区， A4.传感器接口与手动控制区，A5.基础实验行程控制区， A6.液压站控制区。
5、数显区：功率表--—--定量叶片泵的实时功率。
转速表--—--定量叶片泵的实时转速。
流量表——--流过流量传感器的实时流量。
图A1 数显区分布图1、功率数显表；2、转速数显表；3、流量数显表；6.液压站控制区主系统控制区——定、变量泵的启动与停止，液压系统的供压与卸荷，冷却与加热以及总停的控制。
实验时先确定总停按钮为开启状态，即顺时钟旋转一定角度，自动升起为开。
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h p p γ+=0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=+γpz 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（'a p p =）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0p 通过调节增减压气筒改变，使其大于或小于大气压a p ，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'a p p =，图2中'a p p <，）图2 静水压强实验原理图（'a p p <）相对静止的液体只受重力的作用，处于平衡状态。
以p 表示液体静压强，γ表示液体重度，以z 表示压强测算点位置高度（即位置水头），流体静力学方程为=+γpz 常数上式说明1、在重力场中静止液体的压强p 与深度h 成线性分布，即10012002p p z p p z -∆-=-∆-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 00a p p h γ=+ ()30a p γ=+∆-∆11a p p h γ=+()31a p z γ=+∆-22a p p h γ=+()52a p z γ=+∆- 与以上各式相对应的相对压力（相对压强）分别为a p p p -='000h γ= ()03∆-∆=γ11a p p p '=-1h γ= ()31z γ=∆-22a p p p '=-2h γ= ()52z γ=∆-式中 a p —— 大气压力，Paγ—— 液体的重度，3m N0h —— 液面压力水头，m 0∆ —— 液面位置水头，m 3∆、5∆—— 1、2处测压管水头，m 1z 、 2z —— 1、2处位置水头，m 1h 、2h —— 1、2处压力水头，m3、静水中各点测压管水头均相等，即35∆=∆或 1212p p z z γγ''+=+或 1122z h z h +=+ 即测压管1、2的液位在同一平面上。
流体力学实验指导书与报告实验一：压强测定实验一、压强测定试验 知识点：静力学的基本方程；绝对压强；相对压强；测压管；差压计。
1.实验目的与意义1）验证静力学的基本方程；2）学会使用测压管与差压计的量测技能；3）灵活应用静力学的基本知识进行实际工程量测。
2.实验要求与测试内容1）熟练并能准确进行测压管的读数；2）控制与测定液面的绝对压强或相对压强； 3）验证静力学基本方程； 4）由等压面原理分析压差值。
3.实验原理1）重力作用下不可压缩流体静力学基本方程： pz c γ+=2）静压强分布规律：0p p h γ=+式中：z ——被测点相对于基准面的位置高度；p ——被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同；0p ——水箱中液面压强；γ——液体容重；h ——被测点在液体中的淹没深度。
3）等压面原理：对于连续的同种介质，流体处于静止状态时，水平面即等压面。
4.实验仪器与元件实验仪器： 测压管、U 型测压管、差压计仪器元件：打气球、通气阀、放水阀、截止阀、量杯 流体介质：水、油、气 实验装置如下图： 5.实验方法与步骤实验过程中基本操作步骤如下：1）熟悉实验装置各部分的功能与作用；2）打开通气阀，保持液面与大气相通。
观测比较水箱液面为大气压强时各测压管液面高度；3）液面增压。
关闭通气阀、放水阀、截止阀，用打气球给液面加压，读取各测压管液面高度，计算液面下a、b、c各点压强及液面压强p；4）液面减压。
关闭通气阀，打开截止阀，放水阀放出一定水量后，读取各测压管液面高度，计算液面下a、b、c各点压强及液面压强p。
6.实验成果实验测定与计算值如下内容：00p=，a、b、c各测压管与U型测压管液面标高∇、压强水头pγ、测压管水头pzγ+；00p>，a、b、c各测压管与U型测压管液面标高∇、压强水头pγ、测压管水头pzγ+；00p<，a、b、c各测压管与U型测压管液面标高∇、压强水头pγ、测压管水头pzγ+；填入表1中。
实验一 雷诺实验一、实验目的与要求1、了解流体的流动形态：观察实际的流线形状，判断其流动形态的类型；2、熟悉雷诺准数的测定和计算方法；3、确立“层流与湍流与Re 之间有一定关系”的概念。
二、基本原理流体在流动过程中有3种不同的流动形态，即层流、湍流和介于两者之间的过渡流。
雷诺用实验的方法研究流体流动时，发现影响流体流动类型的因素除了流速u 以外，还有管径d 、流体的密度ρ以及粘度μ，由这四个物理量组成的无因次数群μρdu =Re称之为雷诺数。
实验证明，流体在直管内流动时：当Re ≤2000时，流体的流动类型为层流。
当Re ≥4000时，流体的流动类型为湍流。
当2000＜Re ＜4000，流体的流动类型可能是层流，也可能为湍流，将这一范围称之为不稳定的过渡区。
从雷诺数的定义式来看，对于同一管路d 为定值时，u 仅为流量的函数。
对于流体水来讲，ρ及μ仅为温度的函数。
因此确定了温度及流量即可计算出雷诺数Re 。
三、实验装置及流程实验装置如图所示，实验时水从玻璃水槽3流进玻璃管4（内径20mm ），槽内水由自来水供应，供水量由阀6控制，槽壁外有进水稳定槽7及溢流槽10，过量的水进溢流槽10排入图1-3 雷诺示范实验装置1-红墨水瓶 2.6.8.12-阀门 3-玻璃水槽 4-带喇叭口玻璃管(Φ20) 5-进水管 7-进水稳定槽 9-转子流量计 10-溢流槽 11-排水管下水道。
实验时打开阀门8，水即由玻璃槽进入玻璃管，经转子流量计9后，流进排水管排出，用阀8调节水量，流量由转子流量计9测得。
高位墨水瓶贮藏墨水之用，墨水由经墨水调节阀2流入玻璃管4。
四、实验数据记录表表1-2 雷诺实验数据记录表水温__________[℃] 水粘度_______________[10-3×Pa·S]水密度_____________[kg/m3] 管内径_______________[mm]五、讨论1、流量从小做到大，当刚开始湍流，测出雷诺数是多少？与理论值2000有否差距？请分析原因。
流体力学实验指导书上海海洋大学工程学院二零零七年一月实验须知进行一个流体力学实验，必须经过实验预习、实验操作、实验总结等几个主要环节。
一、实验前的准备（1）在实验课开始之前，应分好实验小组。
（2）每次实验课前，要求学生阅读实验指导书，明确本次实验的目的、实验原理、实验步骤以及注意事项；复习教材中有关内容，搞清楚实验原理和有关理论知识；对某些实验，还应该进行必要的设计、计算，同时回答书中提出的思考题。
二、实验操作（1）实验课开始应认真听取指导教师对实验的介绍。
（2）分组后先检查仪器设备是否齐全和是否完好，如发现问题应及时报告指导教师。
（3）实验过程中，必须爱护仪器设备，遵守操作规程，严禁乱动、乱拆。
如有损坏丢失，必须立即报告指导教师，由实验室酌情处理。
因违反规章制度、不遵守操作规程而造成仪器损坏者，需按规定进行赔偿。
（4）实验室内严禁吸烟、吐痰、吃东西和乱扔纸屑。
除实验必须的讲义、记录纸及文具以外，个人的书包及衣物等一概不要放在实验台上。
实验室不得大声喧哗，注意保持肃静。
（5）实验做完后，需先经指导教师审查数据并签字，然后在将仪器设备按原样整理完毕，搞好实验室卫生，经教师允许后方可离去。
三、实验总结学生必须在实验的基础上，对实验现象及数据进行整理计算和总结分析，然后认真写好实验报告。
编写报告的过程是一个从感性认识到理论认识的提高过程，也是一个加深理解和巩固理论知识的过程。
因此必须重视并写好实验总结报告，在规定的时间内交给教师批阅。
批阅后的实验报告由学生妥善保管，以备考核。
实验一雷诺实验指导书一、实验目的（1）观察流体在管道中的两种流动状态；（2）测定几种流速状态下的雷诺数，并学会用质量测流量Q方法；（3）了解流态与雷诺数的关系，并验证下临界雷诺数Re c=2000。
二、实验设备如图所示，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、雷诺实验管、阀门、颜料水（红墨水）盒及其控制阀门、上水阀、出水阀、水泵和计量水箱等，此外，还有秒表、水杯、电子称及温度计。
图1-1三、实验原理层流和紊流的根本区别在于层流各流层间互不掺混，只存在粘性引起的各流层间的滑动摩擦力；紊流时则有大小不等的涡体动荡于各流层间。
当流速较小时，会出现分层有规则的流动状态即层流。
当流速增大到一定程度时，液体质点的运动轨迹是极不规则的，各部分流体互相剧烈掺混，就是紊流。
反之，实验时的流速由大变小，则上述观察到的流动现象以相反程序重演，但由紊流转变为层流的临界流速νc小于由层流转变为紊流的临界流速νc´。
称νc´为上临界流速，νc为下临界流速。
雷诺用实验说明流动状态不仅和流速ν有关，还和管径d、流体的动力粘滞系数µ、和密度ρ有关。
以上四个参数可组合成一个无因次数，叫做雷诺数，用Re表示。
Re ＝ρνd/µ＝νd／υ (1-1)对应于临界流速的雷诺数称临界雷诺数，用Re c表示。
Re c＝ρνc d/µ＝2000 (1-2)工程上，假设流速时，流动处于紊流状态，这样，流态的判别条件是层流：Re ＝ρνd/µ < 2000紊流： Re ＝ρνd/µ > 2000四、实验步骤（1）实验前准备首先，实验台的各个阀门置于关闭状态。
开启水泵，全开上水阀门，使水箱注满水，再调节上水阀门，使水箱的水位保持不变，并有少量流体溢流。
m，记录下表1-1中。
其次，用温度计测量水温，并用电子称测量空杯的质量k（2）观察流态全开出水阀门，待水流稳定后，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，这时雷诺实验管中的流动状态为紊流。
随着出水阀门的不断关小，颜料水和雷诺实验管中的水掺混程度逐渐减弱，直至颜料水在雷诺实验管中形成一条清晰的直线流，这时雷诺实验管中的流动状态为层流。
（3）测定几种状态下的雷诺数全开出水阀门，再逐渐关小出水阀门，直至能看见颜料水在雷诺实验管中形成一条清晰的直线m（水杯和流体的质流（为层流状态）。
这时，用水杯从出水阀门接下一定量的流体，测出总质量t量和），并测出接流体所用的时间T。
然后，按照从小流量到大流量，大流量到小流量的顺序反复进行实验。
在每个状态时，都要测出总质量及接流体所用的时间，填入表1-1中。
表1-1（4）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，然后慢慢地逐渐关小出水阀门，观察管内颜色水流的变动情况。
当流量关小到某一程度时，管内的颜料水开始成为一条直线流，即紊流转变为层流的下临界状态。
由表1-1中的相应数据，用公式求出下临界雷诺数Re c ， 由理论可知Re c 是稳定的，一般Re c 约为2000。
（5）观察层流状态下的流速分布关闭出水阀门，用手挤压颜料水开关的胶管两到三下，使颜色水在一小时段内扩散到整个断面。
然后，再微微打开出水阀门，使管内呈层流流动状态，这是即可观察到水在层流流动是呈抛物线状，演示出管内水流流速分布。
五、实验数据处理设某工况下流体重量为G ，雷诺实验管内径为d ，流体重量为γ，秒表所测的时间为t ，根据所测的水温查水的运动粘度与温度曲线可知 流速ν=24***Gt d γπ （1-3）雷诺数Re=4 dGv t πγ**** （1-4）应用Ｍathematica4.0软件，把以上公式输入，然后根据实验所测量数据就可得到雷诺数Re 。
F[G]=4G/(π*γ*υ*t*d)；接着用plot[f[G],{G,0,10}]就可以画出雷诺数和流量的关系曲线。
不同温度下，对应的曲线斜率不同。
六、注意事项（1）每调节阀门（上水阀门与下水阀门之间的阀门）一次，均需等待流动速度稳定几分钟。
（2）在关小阀门（上水阀门与下水阀门之间的阀门）过程中，只允许逐渐关小，不许开大。
随着出水量的不断减少，应调小上水阀门，以减少溢流量引起的振动。
七、思考题（1）液体的粘性主要来自于液体间的什么作用？（2）在算流速时，为什么选用下临界流速νc 来计算临界雷诺数，而不是采用上临界流速νc ´？ 八、实验报告要求（1）内容包括实验目的，实验原理，实验步骤，实验数据记录，实验数据处理及实验结果分析。
（2）回答思考题。
实验二能量方程实验指导书一、实验目的（1）观察流体经能量方程（又称伯努利方程）实验管时的能量转化情况,并对实验中出现的现象进行分析,从而加深对能量方程的理解。
（2）掌握量杯测平均流速和用毕托管测流速的方法。
（3）验证伯努利方程。
二、实验设备流体力学综合实验台中，能量方程实验部分涉及的有上水箱，能量方程实验管，上水阀门，出水阀门，水泵、测压板和计量水箱等。
三、实验原理（1）能量方程实验对于总流的任意截面有能量方程 Z+pγ+2v2g=常数 (2-1)式中，各项值都是截面值，它的物理意义、水头名称和能量解释分述如下：1）Z是断面对于选定基准面的高度，水力学中称为位置水头，表示单位重量的位置势能，称单位位能。
2）P/γ是断面压强作用使流体沿测压管所能上升的高度，水力学中称压强水头，表示单位重量的压强势能，称单位压能。
3）v²/2g是以断面平均流速v为初速的铅直上升射流所能达到的理论高度，水力学中称为流速水头，表示单位重量的动能，称为单位动能。
（2）毕托管测速实验能量方程实验管上的四组测压管的任一组都相当一个毕托管，可测得管内的流体速度。
由于本实验台将总测压管置于能量方程实验管的轴线，所以，测得的动压头代表了轴心处的最大流速。
毕托管求点速度公式为：= (2-2)式中 u---毕托管测点处的流速；c---毕托管的校正系数；Δh---毕托管全压水头与静水压头差。
u=φ (2-3)联解上两式可得φ〞式中 u—测点处流速，由毕托管测定；φ〞--测点流速系数；∆H—管嘴的作用水头。
在进行能量方程实验的同时，就可以测定出各点的轴心速度和平均速度，测试结果记入表2中。
如果用皮托管求出所在截面的理论平均流速，可根据该截面中心处的最大速度，雷诺数与平均流速的关系验证如下结果。
即计算Re＝vd/υ，若Re < 2300，则为层流，平均流速为最大流速的0.5倍，即v=0.5 umax ；若Re > 2300,则平均流速为最大流速的0.8倍，即v=0.8umax。
四、实验步骤（1）实验前准备工作首先，开启水泵，全开上水阀门使水箱注满水，在调节上水阀门，使水箱水位始终保持不变，并有少溢流。
其次，用温度计测量水温t，并用电子称测量空杯的质量km，记入下表2-1中。
（2）能量方程实验首先，关闭阀门，测定能量方程实验四组测压管的液体高度，记下各测压管的读数，填入表2-1中。
其次，调节出水阀门至小开开度，测定能量方程实验管的四组截面测压管的液体高度。
按照从小开、中开、大开的顺序改变阀门的开度，重复上述实验，并分别记下各测压管的读数，填入表2-1中。
（3）测流体平均速度1）量杯法测定平均速度调节出水阀门至小开开度，用水杯从出水阀门接下一定量的流体，测出总质量tm（水杯和流体的质量和），并用秒表测出接流体所用的时间T。
然后，按照从小开、中开、大开的顺序改变阀门的开度，重复上述实验，并分别记下总质量tm和时间T，填入下表2-2。
根据质流量Q=m/T公式及流速ν=4Q/ρπd2公式算出流量大小及流速，填入下表2-2。
2）毕托管方法计算流速根据步骤（2）中的测量数据，管轴中心处流速umax其中∆H=H双–H单（同一截面两测压管之差），平均流速v=0.8 umax，算出∆H、u max及平均流速v，填入下表2-3中。
（4）验证伯努利方程根据表2-1、表2-2，及总水头 H i =i Z +i P γ+2i v 2g(i=1,3,5,7)v i ⎡⎤⎣⎦是质量流量计算值，计算数据，并填入表2-4。
五、实验数据处理根据所测得的流体重量G ，时间t ，液柱高度等进行计算把数据填入表格。
压力水头=p / γ 速度水头=()224G/π*d *γ*t/2g总水头=Z+p / γ+()224G/π*d *γ*t /2g平均速度=()24G/π*d *γ*t轴心处速度=φ利用Ｍathematica.0软件输入函数关系即可直接得到计算结果：[]f p_=p / γ；[]f G_,t_=()224G/π*d *γ*t /2g ；[]f p_,z_,G_,t_= Z+p / γ+()224G/π*d *γ*t /2g ；[]f G_,t_=()24G/π*d *γ*t ； []f _,H_φ∆=φ六、注意事项测压管读数据时，视线与液面保持水平，读凹液面最低点对应的数据。
七、思考题运用沿总流的伯努利方程时所选取的两个断面之间是否可以有急变流？ 八、实验报告要求（1）内容包括实验目的，实验原理，实验步骤，实验数据记录，实验数据处理及实验结果分析。
