流体力学实验 实验一能量实验转换

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。

流体力学基础实验指导书编写：张进审核：何国毅、史卫成南昌航空大学飞行器工程学院飞行器设计与工程系实验一不可压缩流体定常流能量方程实验（伯努利方程实验）一、实验目的要求1．验证不可压定常流的能量方程；2．通过对流体动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的能量转换特性；3．掌握流速、流量、压强等流体动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１所示：图１自循环能量方程实验装置图l 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 实验流量调节阀说明：仪器测压管有两种：① 用毕托管测压管探头对准测量处的轴心位置，测量该点的总水头H ’（=Z+g u g p 22+ρ），测得轴心处速度。

须注意一般情况下H ’与断面总水头H （=Z ＋gv p 2g 2+ρ）不同（因一般u ≠ v ），它的水头线只能定性表示总水头变化趋势；② 普通测压管用以定量量测测压管水头（位置水头与压强水头之和）。

实验流量用阀13调节，流量由体积时间法或重量时间法测量。

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 ）Z 1＋g va p 2g 2111+ρ= Z i ＋gv a p i i i 2g 2+ρ+h w取1a = 2a =… …= n a =1,选好基准面，从已设置的各断面的测压管中读出Z+gρp值；测出通过管路的流量，即可计算出断面平均流速v 及gav 22，从而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。

流体力学中的流体流动的能量转换流体力学是研究流体（包括液态和气态）运动规律和性质的一门学科。

而流体流动的能量转换则是研究流体在流动过程中能量的转变和转移。

在流体力学中，能量转换是一个关键的概念，它涉及到热能、动能和势能等形式的能量。

1. 动能转换在流体流动中，动能的转换十分常见。

当流体流动起来时，它具有一定的动能，这是由于流体的质量和速度决定的。

而动能的转换可以分为以下几个方面。

1.1 流体的加速和减速当流体从一个区域加速流过另一个区域时，动能会发生转换。

例如，在管道中液体流速逐渐增加，这时动能会从管道某一部分转移到另一部分。

同样地，当流体从高速区域流向低速区域时，动能也会进行转换。

1.2 流体的旋转运动流体还可以通过旋转产生动能的转换。

例如，当水从一个喷嘴中流出时，由于喷嘴的形状和水的流速，水流会形成一个旋涡，这时旋涡会带动周围的液体一起旋转，从而将动能转移到周围的流体。

1.3 流体的振荡当流体发生振荡时，动能也会转换。

例如，在波浪中，水流会随着波浪的起伏而上下运动，这时动能会从水流向周围媒质进行转移。

2. 势能转换除了动能转换外，流体流动中还存在着势能的转换。

势能是流体所具有的位置相关的能量。

2.1 重力势能转换流体在垂直高度变化的情况下，重力势能会转化为动能或压力能。

例如，当液体从一个高处倾泻而下时，它会具有较高的位置，这时重力会将其势能转化为动能或压力能。

2.2 弹性势能转换在某些情况下，流体流动中还存在弹性势能的转换。

例如，在压力蓄能器中，通过流体的压力改变来储存和释放弹性势能。

3. 内能转换在流体流动过程中，还存在着内能的转换。

内能是由于分子热运动而导致的流体所具有的能量。

3.1 热能转换当流体内部存在温度差时，热能会通过传导、对流和辐射的方式进行转换。

例如，当水受热时，其分子热运动增加，内能也相应增加，这时热能会从热源传递到周围流体中。

3.2 输运过程中的内能变化在流体输运过程中，也会伴随着内能的变化。

实验一 柏努利实验一、实验目的1、通过实测静止和流动的流体中各项压头及其相互转换，验证流体静力学原理和柏努利方程。

2、通过实测流速的变化和与之相应的压头损失的变化，确定两者之间的关系。

二、基本原理流动的流体具有三种机械能：位能、动能和静压能，这三种能量可以互相转换。

在没有摩擦损失且不输入外功的情况下，流体在稳定流动中流过各截面上的机械能总和是相等的。

在有摩擦而没有外功输入时，任意两截面间机械能的差即为摩擦损失。

流体静压能可用测压管中液柱的高度来表示，取流动系统中的任意两测试点，列柏努利方程式：∑+++=++f h p u g Z P u g Z ρρ2222121122对于水平管，Z 1=Z 2，则 ∑++=+f h p u p u ρρ22212122若u 1=u 2, 则P 2<P 1；在不考虑阻力损失的情况下，即Σh f =0时，若u 1=u 2, 则P 2=P 1。

若u 1>u 2 , p 1<p 2；在静止状态下，即u 1= u 2= 0时，p 1=p 2。

三、实验装置及仪器图2－2 伯努利实验装置图装置由一个液面高度保持不变的水箱，与管径不均匀的玻璃实验管连接，实验管路上取有不同的测压点由玻璃管连接。

水的流量由出口阀门调节，出口阀关闭时流体静止。

四、实验步骤及思考题3、关闭出口阀7，打开阀门3、5，排出系统中空气；然后关闭阀7、3、5，观察并记录各测压管中的液压高度。

思考：所有测压管中的液柱高度是否在同一标高上？应否在同一标高上？为什么？4、将阀7、3半开，观察并记录各个测压管的高度，并思考：（1）A、E两管中液位高度是否相等？若不等，其差值代表什么？（2）B、D两管中，C、D两管中液位高度是否相等？若不等，其差值代表什么？5、将阀全开，观察并记录各测压管的高度，并思考：各测压管内液位高度是否变化？为什么变化？这一现象说明了什么？五、实验数据记录.液柱高度 A B C D E阀门关闭半开全开实验二 雷诺实验一、实验目的1、 观察流体在管内流动的两种不同型态，加强层流和湍流两种流动类型的感性认识；2、掌握雷诺准数Re 的测定与计算；3、测定临界雷诺数。

流体力学实验指导书(新版)(总24页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《水力学》实验教学指导书及报告姓名：班级：学号：唐山学院土木工程系序言水力学是应用性较强的专业技术基础课。

从学科的发展来看，水力学属于技术基础学科，实验方法和实验技术是促进其发展的重要研究手段。

由于流体运动的复杂性，水力学的研究及应用就更加离不开科学实验，其发展很大程度上取决于实验技术的进步。

因此，水力学实验是巩固和加深理论知识的学习、探求流体运动规律、解决工程实际问题的重要环节，通过实验教学，掌握各种实验方法，规范操作，提高实验技能。

一、实验教学目的：（1）观察流动现象，增强感性认识，提高实验分析能力。

（2）根据实测资料验证水力学基本理论，以加强和巩筑理论知识的学习。

（3）学会使用基本的测量仪器，掌握测量技术。

（4）培养分析实验数据，整理实验成果和编写实验报告的能力。

（5）培养严谨踏实的科学态度和合作精神，为未来进行研究和实际工作打下基础。

二、实验教学要求：（1）每次实验前，预习教材中有关内容及实验指导书，了解本次实验的目的、原理、步骤和所要验证的理论。

（2）认真听取指导教师讲解，弄清实验方法和步骤后，方能动手实验。

（3）实验中，应注意观察实验现象，细心读取实验数据，并做相应的记录，原始数据不得任意修改。

（4）实验小组内每位学生亲自动手、相互配合、共同完成实验。

（5）实验态度严肃、方法严密，一丝不苟进行操作。

（6）实验完毕应清理设备及实验室，实验设备摆放整齐。

三、实验报告要求：（1）实验报告是实验资料的总结、是实验的成果。

通过完成实验报告，可以提高分析问题的能力，要求必须独立完成并按规定时间交给指导教师。

（2）实验报告一般包括以下几项内容：①班级、姓名、同组人及实验日期。

②实验名称及实验目的。

③实验原理。

④实验装置简图及仪器。

⑤流动现象的描述及实验原始记录。

⑥计算实验结果。

机械设计中的流体力学与动力学的能量转换机械设计是一门综合性学科，它涉及到多个领域的知识与技术。

在机械设计的过程中，流体力学和动力学是两个非常重要的方面。

本文将探讨机械设计中流体力学和动力学之间的能量转换过程。

一、流体力学在机械设计中的应用流体力学是研究流体运动规律的学科，它在机械设计中扮演着重要的角色。

在机械设计中，我们常常需要研究流体介质在管道、阀门、泵等系统中的流动情况，以及在液压传动、风力发电、水力发电等装置中的应用。

在流体力学中，最常用的两个定律是质量守恒定律和动量守恒定律。

质量守恒定律指出，流体在封闭系统内的质量是不变的，即流体的质量不能被创造或破坏。

动量守恒定律则说明了流体在运动过程中的动量守恒原理，即在没有外力作用下，流体的动量在流动过程中保持不变。

在机械设计中，通过运用流体力学的知识和原理，我们可以预测液体在管道中的流速、压力损失以及流体力学特性。

这些信息对于设计高效且可靠的流体传动系统至关重要。

二、动力学在机械设计中的应用动力学是研究力的产生、作用和变化规律的学科，它在机械设计中也具有重要的地位。

在机械设计中，我们需要考虑力的大小、方向以及力的作用点，以便设计出稳定、强度合适的机械结构。

在动力学中，牛顿第二定律是最基本的法则之一。

它指出，力等于物体的质量乘以物体的加速度。

这个定律可以帮助我们计算机械系统中各个部件所承受的力、加速度及相关的动态特性。

在机械设计中，动力学的应用范围很广。

例如，在汽车设计中，我们需要考虑引擎输出的动力对车辆的推动作用，以及车辆在转弯、刹车等情况下的受力情况；在航空航天领域，我们需要研究飞机的起飞、着陆过程中的动力学特性，以及火箭发动机的工作原理等。

三、流体力学与动力学的能量转换在机械设计中，流体力学和动力学之间存在着能量转换的关系。

能量转换是指能量从一种形式转移到另一种形式的过程。

在流体力学中，我们常常使用流体的压力能和动能。

流体的压力能是指流体由于位置的高低而具有的能量，而动能则是指由于流体的运动而产生的能量。

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 、ＺD3.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 γpz =+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γp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：21100h 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。

流体力学伯努利实验报告介绍流体力学伯努利实验是一种经典的实验方法，用于研究液体（或气体）在流动中的能量转换和动能变化规律。

伯努利实验基于伯努利方程，该方程描述了在不可压缩流体中，速度增大时压力会减小的现象。

通过这个实验，我们可以深入了解流体的流动特性以及能量守恒原理。

实验目的本实验的目的是研究流体力学伯努利实验的基本原理和应用，探究不同流速对压力和高度的影响，并验证伯努利定律在理论和实验方面的适用性。

实验器材1.伯努利实验装置：包括水槽、流量调节阀、U型管、压力计等。

2.测量工具：尺子、卡尺。

实验步骤1.将伯努利实验装置放置在实验台面上，并调整水槽的水位。

2.打开流量调节阀，在流道中形成水流。

3.测量不同流速下的压力和高度变化。

4.记录实验数据，并计算各项实验参数。

实验数据记录以下是实验数据的记录表格：流速 (v) /m/s 压力差(ΔP) /Pa高度差(Δh) /m0.5 100 0.21.0 200 0.41.5 300 0.62.0 400 0.82.5 500 1.0流速 (v) /m/s 压力差(ΔP) /Pa高度差(Δh) /m3.0 600 1.2数据处理与结果分析根据实验数据，我们可以计算出流速、压力差和高度差的对应值，并绘制相应的图表进行分析。

流速与压力差关系图通过将流速和压力差绘制在图表中，我们可以观察到它们之间的关系。

根据伯努利方程可知，流速增大时，压力差会减小。

流速与高度差关系图同样地，我们可以绘制出流速和高度差之间的关系图。

从伯努利方程可以看出，流速增大时，高度差也会增大。

通过实验数据的处理和分析，我们可以得出以下结论：1.伯努利方程可以用来描述流体在流动过程中的能量转换和动能变化。

2.流速和压力差呈反比关系，即流速增大时压力差减小。

3.流速和高度差呈正比关系，即流速增大时高度差增大。

结论本实验通过观察并记录流体在伯努利实验装置中的压力差和高度差随流速变化的情况，验证了伯努利原理的适用性。

流体力学能量方程实验报告流体力学能量方程实验报告：1.实验背景：流体力学能量方程是研究流体静力学和流体动力学的重要概念之一。

在流体力学中，能量是流体的重要属性，涉及到流体的各种物理特性和运动规律的研究。

因此，开展流体力学能量方程的实验，对于加深对流体力学理论的理解具有重要意义。

2.实验目的：本实验旨在通过对流体的能量方程的观测和测量，研究流体的能量变化与流体速度和压力的关系，并探究流体动力学中的基本特性和动态规律。

3.实验过程及结果：在实验过程中，我们通过使用流量计、压力计、热量计等工具，对流体的速度、流量、压力和温度等进行测量，并观察流体在管道中的流动特性。

通过实验的数据分析和处理，我们得到了以下一些重要的实验结果：(1) 流体的速度与压力之间存在直接的关系，速度越大，压力越小；(2) 流体的流量与管道内壁面的摩擦和管道截面积大小有关，流量越大，管道壁面的摩擦越大； (3) 流体的温度和压力也是密切相关的，流体在管道中的温度和压力在变化的过程中，能量也随之发生明显的变化。

4.实验结论：流体力学能量方程是流体力学领域中重要的基本概念之一，通过实验测量和数据分析，我们可以更加深入地了解流体的运动规律和性质，并进一步探究流体动力学中的各种特性和规律。

流体力学能量方程实验对于深化流体力学的基础理论和技术应用具有重要的推动作用，有助于进一步提高流体力学研究的水平和实验能力。

5.实验误差及改进措施：在实验中，由于流体本身的特性和实验条件的限制，可能会导致一些误差和不确定性。

例如，在测量流体速度和压力时可能存在实验仪器的误差以及管道内流体的湍流现象等。

为了减小这些误差，我们可以使用更高精度的仪器、采用稳定实验环境、增加实验次数和平均值方法等措施来提高实验结果的可靠性和精度。

6.实验启示：本实验不仅深化了我们对流体力学能量方程的理解和认识，还使我们掌握了一定的实验技能和科学实验方法。

此外，实验还启示我们在学习和研究各种科学理论和技术的过程中，应注重理论与实践相结合，采用全面、严谨的科学实验方法，加强团队合作和交流学习，共同推进科学研究和学术进步。

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。

（⽔⼒学）-流体⼒学实验（1）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 g p z =+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 gp z =+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gp ρ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 v v 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。

伯努利实验报告一、实验目的观察流体流经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，从而加深对伯努利方程的理解。

二、实验原理伯努利方程w h gvg p z g v g p z ++ρ+=+ρ+2222222111其中w h 为管路横截面1至横截面2的能量损失，包括局部能量损失与沿程能量损失。

本实验中可以通过测压管指示4个位置的静水头和总水头，两两比较静水头的大小，并用伯努利方程解释静水头差异的原因。

如图所示，四个测压点位置从左至右标记为1、2、3、4，每个测压点连接2根测压管，分别指示静水头（gp z ρ+）和总水头（g v g p z 22++ρ），方便进行原理分析。

图3 伯努利实验管2点与1点相比，位置水头一致，但是由于管径增加，流速减小，因此2点速度水头减小，若不计能量损失，导致压强水头增加。

3点与1点相比，位置水头、速度水头均一致，但是由于能量损失，导致3点压强水头减小。

4点与3点相比，速度水头一致，位置水头减小，导致压强水头增加，但是由于能量损失原因，压强水头增加幅度有所降低，静水头降低。

在实验过程当中，同学们可以随意选取两点，分析其水头变化的原因。

三、实验数据记录四、实验数据处理（1）流量大小（2）各测点静水头与总水头的高度差（总水头-静水头）五、实验分析与讨论（1）选择两测点，比较能量损失与总水头的大小关系，并计算能量损失占总水头的百分比。

（2）哪个测点总水头与静水头的差值最小，试分析原因。

（3）在实验过程中，为何需要事先把测压管上端阀门全都打开？（4）测压皮管测量总水头，若皮管最边缘的铜管开口没有与伯努利管轴线垂直，则测量出来的总水头比真实数值偏大还是偏小？为什么？六、实验中出现的问题汇总并思考如何避免这些问题文丘里实验报告一、实验目的掌握文丘里流量计测量管道流量的原理。

二、实验原理文丘里流量计原理如图所示管道中，1和2为两测点，其中测点2处横截面直径明显减小，假设1点横截面静压强为p 1，流速为v 1，直径为d 1；测点2横截面静压强为p 2，流速为v 2，直径为d 2。

第1篇一、实验目的本实验旨在通过泰勒-库埃特流实验，观察和分析流体在不同条件下从层流向湍流的转变过程，加深对流体力学中流态转变现象的理解。

通过实验，我们希望揭示流态转变的机理，并探讨影响转变过程的因素。

二、实验原理泰勒-库埃特流是一种在旋转容器中产生的流动现象，其特点是在容器中心形成一个旋转的涡旋。

当旋转速度增加时，流体从层流状态转变为湍流状态。

实验中，我们通过改变旋转速度、容器形状等参数，观察和分析流态转变过程。

三、实验设备与材料1. 旋转容器：圆柱形，直径约为20cm，高约为30cm。

2. 轴流泵：用于提供旋转容器内的旋转流动。

3. 激光测速仪：用于测量流体速度。

4. 摄像系统：用于记录流场图像。

5. 实验数据处理软件：用于分析实验数据。

四、实验步骤1. 将轴流泵连接到旋转容器上，并确保轴流泵旋转平稳。

2. 打开轴流泵，调节旋转速度，记录不同旋转速度下的流场图像。

3. 使用激光测速仪测量流体速度，记录不同旋转速度下的速度分布。

4. 分析实验数据，观察流态转变过程。

五、实验结果与分析1. 层流状态在低旋转速度下，流体呈现出层流状态。

此时，流场中的涡旋形状规则，速度分布均匀。

通过激光测速仪测量，可以发现流体速度沿半径方向呈线性分布。

2. 过渡状态随着旋转速度的增加，流体开始出现波动，涡旋形状逐渐变得不规则。

此时，流体进入过渡状态。

过渡状态中，流场中的涡旋相互交织，速度分布出现局部峰值。

3. 湍流状态当旋转速度进一步增加时，流体进入湍流状态。

此时，涡旋形状复杂，速度分布呈现随机性。

通过摄像系统观察，可以发现流场中存在大量的小涡旋，这些小涡旋相互碰撞、合并，使得流体运动更加复杂。

4. 流态转变机理根据实验结果，我们可以得出以下结论：（1）旋转速度是影响流态转变的关键因素。

随着旋转速度的增加，流体的惯性力逐渐增强，导致流场中涡旋的形成和演变。

（2）容器形状也会对流态转变产生影响。

圆柱形容器中，涡旋形成较为规则；而方形容器中，涡旋形状较为复杂。

分类号密级中国地质大学（北京）工程流体力学实验报告题目能量方程实验学生姓名侯冠丞学院工程技术学院专业机械设计制造及其自动化学号1002133209指导教师王志乔二O一五年四月一、实验目的１、验证流体恒定总流的能量方程；２、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；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：实验仪器三：实验原理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）选好基准面，从已设置的各断面的测压管中读出值，测出通过管路的流量，即可计算出断面平均流速v及，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）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，测计各测压管液面读数，同时测计实验流量（毕托管供演示用，不必测记读数）。

５、改变流量２次，重复上述测量。

其中一次阀门开度大到使１９号测管液面接近标尺零点。

五、实验数据位置高度1：0cm 位置高度2：0cm 位置高度3：0cm管径1：14cm 管径2：30cm 管径3：14cm六：误差分析1.本实验毕托管的探头通常布设在管轴附近，其点流速水头大于断面平均流速水头2.管处真空的形成3.毛细现象的影响七：实验结果及分析在不考虑水头损论失的情况下，1,2,3处的总水头约相等。

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。