《流体力学》课程实验(上机)指导书及实验报告格式

流体力学实验指导书与报告（第二集）动量定律实验毕托管测速实验文丘里流量计实验局部阻力实验孔口与管嘴实验静压传递自动扬水演示实验中国矿业大学能源与动力实验中心学生实验守则一、学生进入实验室必须遵守实验室规章制度，遵守课堂纪律，衣着整洁，保持安静，不得迟到早退，严禁喧哗、吸烟、吃零食和随地吐痰。

如有违犯，指导教师有权停止基实验。

二、实验课前，要认真阅读教材，作好实验预习，根据不同科目要求写出预习报告，明确实验目的、要求和注意事项。

三、实验课上必须专心听讲，服从指导教师的安排和指导，遵守操作规程，认真操作，正确读数，不得草率敷衍，拼凑数据。

四、预习报告和实验报告必须独自完成，不得互相抄袭。

五、因故缺课的学生，可向指导教师申请一次补做机会，不补做的，该试验以零分计算，作为总成绩的一部分，累计三次者，该课实验以不及格论处，不能参加该门课程的考试。

六、在使用大型精密仪器设备前，必须接受技术培训，经考核合格后方可使用，使用中要严格遵守操作规程，并详细填写使用记录。

七、爱护仪器设备，不准动用与本实验无关的仪器设备。

要节约水、电、试剂药品、元器件、材料等。

如发生仪器、设备损坏要及时向指导教师报告，属责任事故的，应按有关文件规定赔偿。

八、注意实验安全，遵守安全规定，防止人身和仪器设备事故发生。

一旦发生事故，要立即向指导教师报告，采取正确的应急措施，防止事故扩大，保护人身安全和财产安全。

重大事故要同时保护好现场，迅速向有关部门报告，事故后尽快写出书面报告交上级有关部门，不得隐瞒事实真相。

九、试验完毕要做好整理工作，将试剂、药品、工具、材料及公用仪器等放回原处。

洗刷器皿，清扫试验场地，切断电源、气源、水源，经指导教师检查合格后方可离开。

十、各类实验室可根据自身特点，制定出切实可行的实验守则，报经系(院)主管领导同意后执行，并送实验室管理科备案。

1984年5月制定2014年4月再修订中国矿业大学能源与动力实验中心动量定律实验一、实验目的要求1.验证不可压缩流体定常流的动量方程；2. 通过对流速、流量、出射角度、动量与动量矩等因素相关性的分析研讨，进一步掌握流体力学的动量守恒定理；3. 了解活塞式动量实验仪原理、构造，进一步启发与培养创造性思维的能力。

流体力学上机实验报告一、 实验问题描述该算例是一个二维的导流管分析，分析一个雷诺数为400的层流情况，所用二、 分析方法及假定用FLUID141单元来作二维分析，本算例作了如下分析：雷诺数为400的假想流的层流分析，分析时假定进口速度均匀，并且垂直于进口流场方向上的流体速度为零。

在所有壁面上施加无滑移边界条件（即所有速度分量都为零）；假定流体不可压缩，并且其性质为恒值，在这种情况下，压力就可只考虑相对值，因此在出口处施加的压力边界条件是相对压力为零。

分析时，流场为层流，着可以通过雷诺数来判定，其公式为：R e =ρvD ℎμ三、 几何尺寸及流体性质进口段长度 4 m 进口段高度 2 m 过渡段长度 2m 出口段高度 2 m 出口段长度 4 m 假设流体密度 1 Kg/m3 假设流体粘性 0.01Kg/m -s ； 空气密度 1.205 Kg/m3 空气粘性 1.8135*10-5 Kg/m -s 进口速度 2.0 m/s 出口压力 0 nt/m2四、 分析过程1. 进入ANSYS参见ANSYS Operation Guide进口 出口过渡段 流体流动方向外壁面内壁面2. 设置分析选择1）进入Main Menu>Preference2）点取FLOTRAN CFD项3）点取OK3.定义单元类型1）进入Main Menu>Preprocessor> Element Type>Add/Edit/Delete2）点取Add3）在弹出菜单的左框中点取FLOTRAN CFD，右框中点取2D FLOTRAN 1414）点取OK5）点取Close4.生成分析区域的几何面1）生成进口段，进入Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Create>-Areas- Rectangle>By Dimensions2）在弹出菜单中的相应区域输入以下值：X1处输入0X2处输入4Y1处输入0Y2处输入23）点取Apply4）生成出口段，再在上面弹出菜单中输入以下值：X1处输入6X2处输入12Y1处输入0Y2处输入25）点取OK6）在工具栏（Toolbar）窗口中点取SAVE_DB7）进入Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Create>Lines>Tan to 2 Lines 8）点取左侧矩形的右面一条线作为第一条切线，再在点取菜单中点取OK 9）点取该线的上端点作为第一切点，再在点取菜单中点取OK10）点取右侧矩形的左面一条线作为第二条切线，再在点取菜单中点取OK11）点取该线的上端点作为第二切点，再在点取菜单中点取OK12）在点取菜单中点取Cancel。

《流体力学》实验指导书教学实验2012-10流体力学实验指导书目录实验一能量方程实验实验二雷诺数实验实验三沿程阻力实验实验四局部阻力实验实验五文丘里流量计实验实验六孔板流量计实验实验七皮托管测速实验实验八离心泵综合实验实验一能量方程实验1、实验目的观察流体流经能量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、实验装置图1 能量方程实验装置示意图1.储水箱2.上水调节阀3.溢流回水管4.实验管段5.背后恒压水箱6.测压管组7. 测压管固定板8.静压及全压测点接头9.流量调节、切断阀10.计量水箱11.接水杯12.量筒3、实验前准备工作开启水泵，全开上水阀门使水箱注满水；打开调节阀门，排除管内气体；关闭调节阀门，再调节上水阀门，使水箱水位始终保持不变，并有少量溢出。

检查各个测压管液面高度是否相同，如不同，首先排除测压管及连接的胶皮管中空气，确保测压管中无空气泡时，检查各个测压管液面高度是否相同，如还不同，则应调整标尺，使各个测压管液面高度相同。

检查实验过程调节流速的调节阀门9，其应该调节灵活。

4、实验方法（1）、能量方程实验调节出水阀门至一定开度，使测压管组各液柱在测压板适当位置，测定能量方程实验管的六个断面六组测压管的液柱高度，并用体积法测定流量。

改变阀门的开度，重复上面方法进行测试。

根据测试数据的计算结果，绘出某一流量下各种水头线（如图2-2），并运用能量方程进行分析，解释各测点各种能头的变化规律。

图2-2水头线可以看出，能量损失沿着流体流动方向增大的；C1与C6比较，两点管径相同，所以动能头基本相同，但C6点的压力能头比C1增大了，这是由于位置能转化而得来的；C1与C4比较，其位置能头相同，但C4点比C1点的压力能头大，这是由于管径变粗；速度减慢，动能头转化为压力能头；C5与C4比较，位置能头相同，但压力能头小了，可明显看出，是压力能头转化为速度能头了。

《流体力学》课程实验指导书袁守利编汽车工程学院2005年9月前言1.实验总体目标、任务与要求1)学生在学习了《流体力学》基本理论的基础上，通过伯努利方程实验、雷诺实验、阻力综合实验和动量方程实验，实现对基本理论的验证。

2）通过实验，使学生对水柱（水银柱）、U型压差计、毕托管、孔板流量计、文丘里流量计等流体力学常用的测压、测流量装置的结构、原理和使用有基本认识。

2.适用专业热能与动力工程3.先修课程《流体力学》相关章节。

4.实验项目与学时分配5. 实验改革与特色根据实验内容和现有实验条件，在实验过程中，采取学生自己动手和教师演示相结合的方法，力求达到较好的实验效果。

实验一阻力综合实验一、实验目的1．观察和测试流体稳定地在等直管道中流动及通过阀门时的能量损失情况；2．掌握管道沿程阻力系数和局部阻力系数的测定方法；3．熟悉流量的测量和测定文丘里及孔板流量计的流量系数；4．熟悉毕托管的使用。

二、实验条件阻力综合实验台三、实验原理1．实验装置：图一阻力综合实验台结构示意图1.水泵电机2.水泵3.循环储水箱4.计量水箱5.孔板及比托管实验管段进水阀6.阀门阻力实验管段进水阀7. D=14mm沿程阻力实验管段进水阀8.D=14mm沿程阻力实验管段9. 阀门阻力实验管段10.孔板流量计11. 比托管12. 测阻阀门13.测压管及测压管固定板14. D=14mm沿程阻力实验管段出水阀15阀门阻力实验管段出水阀16. 孔板及比托管实验管段出水阀17.文丘里实验管段出水阀18. D=10mm沿程阻力实验管段出水阀19.管支架20. D=10mm沿程阻力实验管段21. 文丘里流量计22排水阀门2.工作原理阻力综合实验台为多用途实验装置，利用这种实验台可进行下列实验：A 、阻力实验。

1）. 两种不同直径管路的沿程阻力实验。

2）.阀门局部阻力实验。

B 、孔板流量计流量系数和文丘里流量计流量系数的测定方法。

C 、皮托管测流速和流量的方法。

流体力学实验指导书及实验报告目录（一）不可压缩流体恒定流能量方程（伯诺里方程）实验 (1)（二）不可压缩流体恒定流动量定律实验 (4)（三）雷诺实验 (8)（四）文丘里实验 (10)（五）局部水头损失实验 (14)（六）孔口与管嘴出流实验 (17)（七）沿程水头损失实验 (20)（一）不可压缩流体恒定流能量方程（伯诺里方程）实验一．实验目的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.验证恒定总流的能量方程；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。

二．实验装置：本实验的装置如图1.1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；6.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：在实验管路中沿管内水流方向取n个过水断面，可以列出进口断面（1）至断面（i）的能量方程式（2,3,,i n =⋅⋅⋅⋅⋅⋅）1i z ++=z +++22111122i i i w i p v p vh g g取121n a a a ==⋅⋅⋅=，选好基准面，从已设置的各断面的测压管中读出z+p值，测出通过管路的流量，即可计算出断面平均流速v 及22v g ，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管水头的变化情况。

4.调节阀13开度，待流量稳定后，侧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）。

《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。

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XXXXXX大学机电工程学院建筑环境与设备实验室目录实验一雷诺数实验------------------------------------------------------------3实验二伯努利方程实验-----------------------------------------------------8实验三沿程水头损失与流速的关系实验-------------------------------11 实验四沿程阻力系数的测定----------------------------------------------13实验五局部阻力损失实验-------------------------------------------------15实验六阀门局部阻力系数的测定----------------------------------------17实验七文丘里流量计实验-------------------------------------------------19实验八孔板流量计实验----------------------------------------------------21实验九毕托管测速实验----------------------------------------------------23实验十离心泵综合实验----------------------------------------------------24实验一：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，有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。

实验一 能量转换实验一、实验目的1、熟悉流体在流动中各种能量和压头的概念及其转换关系，加深对伯努利方程的理解；2、观察流速随管径变化的规律。

二、实验原理1、全压头的分析:全压头为静压头与动压头之和，任意两截面间的能量方程为12222121w ,12v p v p Z Z h g 2g g 2g ρρ-++=++- 。

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

2、A 、B 截面间静压头的分析：由于两截面同处于一水平位置，B 截面面积比A 截面面积大。

这样B 处的流速比A 处小。

设流体从A 流到B 的压头损失为w ,A B h -以A-B 截面列伯努利方程。

22A AB Bw ,A B p v p v ()()h g 2g g 2gρρ-+=++ B A Z Z =22B A A B w ,A B p p v v ()()h g g 2g 2gρρ--=-- 即两截面处的静压头之差是由动压头减小和两截面间的压头损失来决定。

3、C 、D 截面间静压头的分析：出口阀全开时，在C 、D 间列伯努利方程，由于C 、D 截面积相等即动能相等，则： CD C D w ,C D p p ()(Z Z )h g gρρ--=-- C 、D 截面静压头的增大值，决定于)(D C Z Z -和w ,C D h -当)(D C Z Z -大于w ,C D h -时，静压头的增值为正，反之，静压头的增值为负。

4、压头损失的计算：以出口阀全开时，从C 到D 的压头损失w ,C D h -为例,在C 、D 两截面间列伯努利方程得：22C CD DC D w ,C D p v p v Z Z h g 2g g 2gρρ-++=+++ 所以，压头损失的算法之一是用全压头来计算： 22C CD D w ,C DC D p v p v h ()()(Z Z )g 2gg 2g ρρ-⎡⎤=+-++-⎢⎥⎣⎦压头损失的算法之二是用静压头来计算：（D C V V =） C Dw ,C D C D p p h ()(Z Z )g gρρ-=-+- 三、实验装置与设备参数 1、设备参数截面直径()mm以D 截面中心AB CD为基准面()mm第一套142814140=D ZA Z .、B Z 、110=C Z第二套142814140=D ZA Z .、B Z 、120=C Z2、实验装置图一 能量转换实验装置图四、实验方法与注意事项 1、实验方法：（1）向低位水槽灌注一定数量的蒸馏水，关闭水箱进水调节阀门及实验测试导管出口调节阀门，然后启动离心泵。

《流体力学》实验指导书1.实验报告需要包括以下几个方面的内容：1、实验名称、学生姓名、班号、学号、组别和实验日期；2、实验目的和要求；3、实验原理；4、实验仪器、设备（含设备的构造）；5、实验步骤；6、注意事项；7、实验原始记录；8、实验结果的整理与分析。

数据的整理与分析包括：数据测量，数据分析及误差分析。

2.实验报告格式见附件1。

纸张A3,正反打印。

2实验报告内容参考资料见附件3.附件1二：实验操作部分湖北工业大学《流体力学》实验报告1：实验数据，表格及数据处理月日年学院：专业：2：实验操作过程（可用图表示）指导老师实验名称3：结论成绩学号组号班级姓名一：预习部分：实验目的1实验基本原理2: 四、实验步骤3：主要仪器设备（含必要的元器件，工具）一、实验目的及要求二、实验原理五、注意事项三、实验设六、实验成附件21.沿程水头损失1.1实验目的测量管流的沿程水头损失系数，绘制沿程水头损失系数与雷诺数的变化曲线，并与尼古拉兹曲线相比较。

1.2实验装置图1.1 沿程水头损失实验装置图1.1是本实验装置，它由水泵、实验管段、测压计组成。

流量的测量采用手工体积法，即将水接入量筒，用秒表记下接水时间，体积除以时间就得到流量。

现对各种装置介绍如下：1.供水器由离心泵、进水阀、分流阀组成。

离心式水泵将水输入实验管段。

分流阀的作用是控制水泵的出水压强，使之保持恒定。

如果水泵的压强较高，就必须开大分流阀，使实验段的流量、压强降低。

分流阀的开度如果合适，则测压管的液面保持合适的高度。

如果分流阀开度过小，实验段的压强就会很高，水柱就会冲出管口。

调试时，应时刻注意分流阀的开度，避免测压管的水柱冲出。

实验时，要合理调节分流阀和实验段的尾阀，才能得到合适的水流量。

2.实验管段为有机玻璃管道，管段的首、尾开设有测压管，用以测量管流的压差。

3.测压计：液柱式压差计由两支玻璃测压管1、2组成，其上部相接通，因而这种压差计实际上是π形管压差计。

实验一 雷诺实验一、实验目的1、增加对两种流态的感性认识．2、掌握测雷诺数的方法．二、实验原理实际流体在同一边界条件下流动时，由于速度不同，产生不同的流动形态－层流和紊流 当流速较小时，液体质点做有条不紊的线状运动，彼此互不混杂，称这种流动状态为层流． 当流速增加到某一定数值后，液体质点在沿管轴方向运动过程中，互相混掺，呈杂乱无章的运动称此流为紊流．运动的流体，受惯性力和粘滞力的作用，当惯性力占主导地位时，一般为紊流．当粘滞力占主导地位时，一般呈现层流．不同的流动类型，具有不同的阻力规律．在层流时水头损失∆P ／γ与平均流速V 成正比，而在紊流时∆P ／γ则于V n 成正比例，其中指数值n 在.１.７５～２.０之间． 判别液体流动型态的准则是被称之为雷诺数的无因次数R еν/Re Vd =式中：Re ――雷诺数（无因次数） V ――液体断面平均速度（m ／s ） d －－管径 (m)ν――液体的运动粘度系数（㎡／s ）当ν/Re Vd =≤2000时为层流, Re ＞2000为紊流。

由于ρμν/= 所以 μρ/Re Vd =.μ――液体的动力粘度系数，单位是Pa.•s,即（Ｎ•s ／㎡）三、实验设备１、雷诺实验装置１套；２、量筒１个；３、温度计１支；４、秒表１块．四、实验步骤１、试验前的准备工作关闭泄水阀门Ｄ，打开进水阀Ｃ，并调节到整个试验过程中都有溢流水从溢流板溢流而过，以保证水箱中有稳定的水头．２、试验前的观察将阀门Ａ微微开启，同时微开阀门Ｂ，使颜色水与清水同时从玻璃管中流过，调节到颜色水呈一条细线．此时即为层流状态，然后再将阀门Ａ逐渐开大，直至颜色水纹线破碎，并将清水完全掺混，此时为紊流状态．３、由层流到紊流的测试＜１＞调节阀门Ａ，使流动成为层流状态．注意颜色水纹线应达到清晰稳定．＜２＞逐渐地缓缓开启阀门Ａ．同时注意玻璃管中段颜色水纹线的变化．当颜色水纹线开始破碎，分散成许多细线（偶尔出现集中的颜色水线）时，即表示已达到紊流状态，即上临界状态，此时立即停止开启阀门Ａ的工作．＜３＞待水流稳定后，则可用量筒和秒表，应用体积法测定管内流量Ｑ．＜４＞测定水的温度，以便查表确定水的运动粘性系数ν值．＜５＞将（２）至（４）步重复做三次４、由紊流到层流的测试＜１＞先将管中水流调节到紊流状态．＜２＞逐渐地缓缓关闭阀门Ａ，同时注意玻璃管中段水流状态的变化，当开始出现一条颜色线时，即表示已达到层流状态或者说已达到了下临界状态，立即关掉阀门Ａ的工作，并观察颜色水线是否连续稳定．＜３＞待颜色水纹线连续而稳定后，仍用体积法测算管中的流量Ｑ．＜４＞测定水温．＜５＞将（２）至（４）步重复做三次五、实验注意事项1、调节阀门Ａ时必须缓慢进行，并且在调节过程中阀门只允许往一个方向进行，中间不可逆转．2、为了避免玻璃管出口和入口对水流状态的影响，观察应以中段为准．3、在整个试验过程中要特别注意保持安静，以防环境对试验的干扰．六、实验报告1、对所测数据进行处理，求上临界雷诺数与下临界雷诺数所测数据如下：数据处理：分析误差产生原因：七、实验体会实验二 局部阻力损失测试实验一、实验目的1、 测定管路突然扩大局部阻力系数值，并与理论公式ξ=（D 2/d 2-1）2的计算值比较2、 通过本实验掌握一般局部阻力系数的测定。

流体力学实验流体力学实验主要目的是使学生了解流体力学的基本实验方法和研究方法。

掌握基本实验技术和技能，增强对流体运动的直观认识，加深理解并掌握流体力学的基本知识和原理，通过实验训练进一步培养学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的创新意识、创新精神和创新能力，为学生今后从事环境工程领域的科学研究和技术开发工作打下坚实的基础。

本实验适应环境工程、环境科学、给水排水、建筑环境工程等专业的实验教学。

本实验共开设7个实验项目，分别为静水压力实验、伯诺里方程式的验证、雷诺实验、管路沿程阻力实验、管路局部阻力实验、水跃实验和宽顶堰实验。

实验类型包括验证性实验和设计性实验，可根据课程教学的进度合理安排实验时间。

实验以小组为单位进行，每组5～6人。

实验前，学生必须认真阅读实验指导书，了解实验的目的和原理，明确本次实验中要测定什么量，最终要求什么量，用什么实验方法，使用什么仪器，控制什么条件，需要注意什么问题。

实验过程中，要求学生勤于动手，敏锐观察，细心操作，准确记录原始数据，经教师检查并签名，实验及其原始数据记录才有效。

本实验开始前，一些常见的共同性的的问题在此先作一下说明：1、我们认为实验中的工作液体——水是不可压缩的，即9807v =牛顿/米3=常数。

2、水的粘性系数随温度而变。

通常我们使用的是运动粘性系数v μρ=（μ为水的动力粘性系数，ρ为水的密度）。

运动粘性系数v 与温度的关系见实验三中所述。

3、流体的压力是采用测压管来测量，读数据应正视测压管的液柱面（如水的自由表面）这样才能读数准确。

因数据在大多数情况下仅读取其压差值，此时可不考虑测压管的毛细现象对读取数据的影响。

4、液体流量的测定。

通常在实验中采用下列方法： 1）体积法：用量水桶和秒表来测定；2）重量法：用盛水桶磅秤和秒表来测定，也可用电子秤； 3）差压法：用文德里管、毕托管、管中孔板或管嘴等来测定；4）堰流体：利用各种形式的水堰来测定，本室多用三角形量水堰，如下图所示。

壹、静水压强实验一、实验目的1、加深对水静力学基本方程物理意义的理解，验证静止液体中，不同点对于同一基准面的测压管水头为常数（即C gpz =+ρ）。

2、学习利用U 形管测量液体密度。

3、建立液体表面压强a p p >0，a p p <0的概念，并观察真空现象。

4、测定在静止液体内部A、B 两点的压强值。

二、实验原理在重力作用下，水静力学基本方程为：C gpz =+ρ 它表明：当质量力仅为重力时，静止液体内部任意点对同一基准面的z 与gpρ两项之和为常数。

重力作用下，液体中任何一点静止水压强gh p p ρ+=0，0p 为液体表面压强。

a p p >0为正压；a p p <0为负压，负压可用真空压强v p 或真空高度v h 表示：abs a v p p p −= gp h vv ρ=重力作用下，静止均质液体中的等压面是水平面。

利用互相连通的同一种液体的等到压面原理，可求出待求液体的密度。

三、实验设备在一全透明密封有机玻璃箱内注入适量的水，并由一乳胶管将水箱与一可升降的调压筒相连。

水箱顶部装有排气孔1k ，可与大气相通，用以控制容器内液体表面压强。

若在U 形管压差计所装液体为油，水油ρρ<，通过升降调压筒可调节水箱内液体的表面压强，如图1-1所示。

图 1—1四、实验步骤1、熟悉仪器，测记有关常数。

2、将调压筒旋转到适当高度，打开排气阀1k ，使之与水箱内的液面与大气相通，此时液面压强a p p =0。

待水面稳定后，观察各U 形压差计的液面位置，以验证等压面原理。

3、关闭排气阀1k ，将调压阀升至某一高度。

此时水箱内的液面压强a p p >0。

观察各测压管的液面高度变化并测记液面标高。

4、继续提高调压筒，再做两次。

5、打开排气阀1k ，使之与大气相通，待液面稳定后再关闭1k （此时不要移动调压筒）。

6、将调压筒降至某一高度。

此时a p p <0。

观察各测压管的液面高度变化，并测记标高，重复两次。

第一节雷诺实验一、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 cr= 2000。

二、实验设备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，如图3-1-1所示。

进水1.稳压水箱2.颜色罐3.实验管4.计量水箱5. 水箱图3-1-1 雷诺实验装置三、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νcr小于由层流转变为紊流的临界流速νcr´。

称νcr´为上临界流速，νcr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（3-1-1）对应于临界流速的雷诺数称临界雷诺数，用Re cr表示。

Re cr＝ρνcr d/µ＝2000 （3-1-2）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．实验前准备工作首先，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，并作记录。

流体力学实验指导书《流体力学》课程实验指导书流体传动与控制研究所流体传动与控制实验室编学院：姓名：班级：学号：指导老师：武汉科技大学机械自动化学院二0一四年七月目录实验一、伯努力方程实验..............................................2 实验二、雷诺实验..........................................................5 实验三、沿程水头损失实验.................................. . (7)1实验一伯努力方程实验一、实验目的要求1．验证伯努力方程；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下图所示。

本仪器测压管有两种：1．毕托管测压管（表1中标*的测压管），用以测读毕托管探头对准点的总水头，pv2?pu2?（因一般H??Z，须注意一般情况下H＇与断面总水头H??Z2g?不同，?2g'u ≠ v），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1中未标*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（i＝2，3，??，n）Z1?p11v122g?Zi?piivi22g?hw1?i2取α1=α2=?αn=1，选好基准面，从已设置的各断面的测压管中读出Z?p值，测出通过管路的流量，即可计算出断面平均流速v及?v22g，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，那些是毕托管测压管，以及两者功能的区别。

流体力学上机报告班级：能动05姓名：赵凯学号100311346-27强度为242m /s 的点源位于坐标原点，与速度为10m/s 沿x 正向的均匀流动叠加。

求复合流动滞止点到坐标原点的距离：该流动可以表示的绕流物体的形状及在θ=π/2和3π/2处物体外廓线之间的距离；θ=π/2处物体外廓线上的速度。

推导如下：强度为242m /s 的点源流函数为：Ψ=π224θ10m/s 沿x 正向的均匀流动流函数为：Ψ=10rsin θ二者叠加后流动的流函数即为Ψ=π224θ+10rsin θ则V r =θψ∂∂r =θπcos 10224+rV θ=-r∂∂ψ=θsin 10−对于滞止点需满足{00==θV V r 解得r=0.382mθ=π−即滞止点到原点的距离为0.382m绕流物体形状的方程即为Ψ=1224θ+10rsinθ=12即π2当θ=π/2时，r=0.6θ=3π/2时，r=0.6所以b=1.2m当θ=π/2，r=-0.6时=6.366m/s,VrV=10m/s.θ根据流线方程即绕流物体形状方程应用Excel软件解得散点数据后，应用origin软件画出流线和绕流物体形状如下图所示：7-36设有一虹吸管，其装置如图所示，设管径为150mm.试求通过该管的流量。

已知水温为10℃，Δ=1mm,4.0=弯头ξ,0.1=进口ξ。

推导如下：在自由界面与管道出口间列伯努利方程：LT h gp z g V g p z g V +++=++ρρ2222112122（1）其中1V =0,;1z =-1,2z =-4;1p =2p =a p .gD L f h LT2V 2(22）进口弯头ξξ++=（2）联立（1），（2）即可解得12)(2212+++−=进口弯头ξξDLf z zg V （3）又υD V 2Re =（4）Re 51.27.3/log(0.21f D f+∆−=（5）由式（3）（4）（5）即可构成迭代循环。