流体实验图

（完整word版）流体⼒学流动演⽰实验流体⼒学流动演⽰实验流体⼒学演⽰实验包括流线流谱演⽰实验、流动演⽰实验两部分。

各实验具体内容如下：第1部分流线流谱演⽰实验1.1 实验⽬的1)了解电化学法流动显⽰原理。

2)观察流体运动的流线和迹线，了解各种简单势流的流谱。

3)观察流体流经不同固体边界时的流动现象和流线流谱特征。

1.2 实验装置实验装置见图1.1。

图1.1 流线流谱实验装置图说明：本实验装置包括3种型号的流谱仪，Ⅰ型演⽰机翼绕流流线分布，Ⅱ型演⽰圆柱绕流流线分布，Ⅲ型演⽰⽂丘⾥管、孔板、突缩、突扩、闸板等流段纵剖⾯上的流谱。

流谱仪由⽔泵、⼯作液体、流速调节阀、对⽐度调节旋钮与正负电极、夹缝流道显- 1 -⽰⾯、灯光、机翼、圆柱、⽂丘⾥管流道等组成。

1.3 实验原理流线流谱显⽰仪采⽤电化学法电极染⾊显⽰技术，以平板间夹缝式流道为流动显⽰平⾯，⼯作液体在⽔泵驱动下从显⽰⾯底部流出，⼯作液体是由酸碱度指⽰剂配制的⽔溶液，在直流电极作⽤下会发⽣⽔解电离，在阴极附近液体变为碱性，从⽽液体呈现紫红⾊。

在阳极附近液体变为酸性，从⽽液体呈现黄⾊。

其他液体仍为中性的橘黄⾊。

带有⼀定颜⾊的流体在流动过程中形成紫红⾊和黄⾊相间的流线或迹线。

流线或迹线的形状，反映了机翼绕流、圆柱绕流流动特性，反映了⽂丘⾥管、孔板、突缩、突扩、闸板等流道内流动特性。

流体⾃下⽽上流过夹缝流道显⽰⾯后经顶端的汇流孔流回⽔箱中，经⽔泵混合，中和消⾊，循环使⽤。

实验指导与分析如下：1)Ⅰ型演⽰仪。

演⽰机翼绕流的流线分布。

由流动显⽰图像可见，机翼右侧即向天侧流线较密，由连续⽅程和能量⽅程可知，流线密，表明流速⼤、压强低；⽽机翼左侧即向地侧流线较稀疏，表明速低、压强较⾼。

这表明机翼在实际飞⾏中受到⼀个向上的合⼒即升⼒。

本仪器通过机翼腰部孔道流体流动⽅向可以显⽰出升⼒⽅向。

此外，在流道出⼝端还可以观察到流线汇集后，并⽆交叉，从⽽验证流线不会重和的特性。

实验一 流体力学综合实验预习实验:一、实验目的1.熟悉流体在管路中流动阻力的测定方法及实验数据的归纳2.测定直管摩擦系数λ与e R 关系曲线及局部阻力系数ζ 3、 了解离心泵的构造,熟悉其操作与调节方法 4、 测出单级离心泵在固定转速下的特定曲线 二、实验原理流体在管路中的流动阻力分为直管阻力与局部阻力两种。

直管阻力就是流体流经一定管径的直管时,由于流体内摩擦而产生的阻力,可由下式计算:gu d l g p H f 22⋅⋅=∆-=λρ (3-1)局部阻力主要就是由于流体流经管路中的管件、阀门及管截面的突然扩大或缩小等局部地方所引起的阻力,计算公式如下:gu g p H f22''⋅=∆-=ζρ (3-2)管路的能量损失'f f f H H H +=∑ (3-3)式中 f H ——直管阻力,m 水柱;λ——直管摩擦阻力系数;l ——管长,m; d ——直管内径,m;u ——管内平均流速,1s m -⋅;g ——重力加速度,9、812s m -⋅p ∆——直管阻力引起的压强降,Pa;ρ——流体的密度,3m kg -⋅;ζ——局部阻力系数; 由式3-1可得22ludP ρλ⋅∆-=(3-4) 这样,利用实验方法测取不同流量下长度为l 直管两端的压差P ∆即可计算出λ与Re ,然后在双对数坐标纸上标绘出Re λ-的曲线图。

离心泵的性能受到泵的内部结构、叶轮形式、叶轮转速的影响。

实验将测出的H —Q 、N —Q 、η—Q 之间的关系标绘在坐标纸上成为三条曲线,即为离心泵的特性曲线,根据曲线可找出泵的最佳操作范围,作为选泵的依据。

离心泵的扬程可由进、出口间的能量衡算求得:gu u h H H H 221220-++-=入口压力表出口压力表 (3-5)式中出口压力表H ——离心泵出口压力表读数,m 水柱;入口压力表H ——离心泵入口压力表的读数,m 水柱;0h ——离心泵进、出口管路两测压点间的垂直距离,可忽略不计;1u ——吸入管内流体的流速,1s m -⋅; 2u ——压出管内流体的流速,1s m -⋅泵的有效功率,由于泵在运转过程中存在种种能量损失,使泵的实际压头与流量较理论值为低,而输入泵的功率又较理论值为高,所以泵的效率%100⨯=NN eη (3-6) 而泵的有效功率g QH N e e ρ=/(3600×1000) (3-7)式中:e N ——泵的有效功率,K w;N ——电机的输入功率,由功率表测出,K w ;Q ——泵的流量,-13h m ⋅;e H ——泵的扬程,m 水柱。

实验记录表格（ 实验记录表格（Ⅰ）
读
数
′ P0 < Pa
′ P0 > Pa
1管读数 1 管读数R 管读数 2管读数 2 管读数R 管读数 液位差h 液位差 1= R1- R2 3管读数 3 管读数R 管读数 4管读数 4 管读数R 管读数 液位差h 液位差 2= R3- R4 5管读数 5 管读数R 管读数 6管读数 6 管读数R 管读数 液位差h 液位差 3= R5- R6
（二）实验设备
滑轮
Pa
绳 指 小 示 水 器 箱
1 2 h 1 r2 P
3 h2
4 5 67 h3 h4
89
10 11 12 13 14
h6 h5 r4
r1
h7
r1 大水箱
手摇曲板
C B A
r1
r3
流体静力学综合实验装置示意图（ 的状态） 图1-1 流体静力学综合实验装置示意图（图中为P ′ > Pa 的状态）
（六）数据整理 六
r1 = r2 = r3 = r4 = 大气压强Pa= 大气压强
（七）思考题
1、在什么情况下测压管9、13及液压计 、14的液面均 在同一 、在什么情况下测压管 、 及液压计 及液压计10、 的液面均 高度上。 高度上。 2、小水箱内的液面在任何情况下均与 、13在同一高度上吗？ 在同一高度上吗？ 、小水箱内的液面在任何情况下均与9、 在同一高度上吗
（三）实验原理及计算公式
在质量力仅有重力的情况下， 在质量力仅有重力的情况下，处于静止状态的不可压 缩均质流体的静力学基本方程式为： 缩均质流体的静力学基本方程式为：
P Z + = 常数 r
（1—1） ）
式中：Z—液体内部一点相对于基准面的高度（m） 液体内部一点相对于基准面的高度（ ） 式中： 液体内部一点相对于基准面的高度

实验三实验报告一、实验设备的主要内容：⒈测定实验管路内流体流动的直管阻力和直管摩擦系数λ。

⒉测定实验管路内流体流动的直管摩擦系数λ与雷诺数Re和相对粗糙度之间的关系曲线。

⒊在本实验压差测量范围内，测量阀门的局部阻力系数ζ。

4.练习离心泵的操作。

测定某型号离心泵在一定转速下，H（扬程）、N（轴功率）、η（效率）与Q（流量）之间的特性曲线。

5.测定流量调节阀某一开度下管路特性曲线。

6.了解文丘里及涡轮流量计的构造及工作原理。

7. 测定节流式流量计（文丘里）的流量标定曲线。

8. 测定节流式流量计的雷诺数Re和流量系数C的关系。

二、设备的主要技术数据：（1）流体阻力：1. 被测直管段：光滑管管径d—0.0080(m) 管长L—1.70(m) 材料：不锈钢粗糙管管径d—0.010(m) 管长L—1.70(m) 材料：不锈钢2. 玻璃转子流量计：型号测量范围精度LZB—25 100~1000（L/h） 1.5LZB—10 10~100（L/h） 2.53. 压差传感器：型号：LXWY 测量范围：200 Kpa4. 数显表：型号：501 测量范围：0~200Kpa5. 离心泵：型号：WB70/055 流量：20—200（1／h）扬程：19—13.5(m)电机功率：550（W）电流：1.35(A) 电压：380（V）（2）流量计测量：涡轮流量计：(单位：M3/h)文丘里流量计文丘里喉径：0.020m 实验管路管径：0.045m，（3）离心泵(1)离心泵流量Q=4m3/h ，扬程H=8m ，轴功率N=168w(2)真空表测压位置管内径d1=0.025m(3)压强表测压位置管内径d2=0.045m(4)真空表与压强表测压口之间的垂直距离h0=0.355m(5)电机效率为60%1.流量测量：涡轮流量计2.功率测量：功率表：型号PS-139 精度1.0级3. 泵吸入口真空度的测量真空表：表盘真径-100mm 测量范围-0.1-0MPa 精度1.5级4.泵出口压力的测量压力表：表盘直径-100mm 测量范围0-0.25MPa 精度1.5级（4）变频器：型号：N2-401-H 规格：（0-50）Hz（5）数显温度计：501BX三、实验设备的基本情况：1. 实验设备流程图：见图一图一、流体综合实验装置流程示意图1-水箱；2-离心泵；3-真空表；4-压力表；5-真空传感器；6-压力传感器；7-真空表阀；8-压力表阀；9-智能阀；10-大涡轮流量计；11-小涡轮流量计；12，13-管路控制阀；14-流量调节阀；15-大流量计；16-小流量计；17-光滑管阀；18-光滑管测压进口阀；19-光滑管测压出口阀；20-粗糙管阀；21-粗糙管测压进口阀；22-粗糙管测压出口阀；23-测局部阻力阀；24-测局部阻力压力远端出口阀；25-测局部阻力压力近端出口阀；26-测局部阻力压力近端进口阀；27-测局部阻力压力远端进口阀；28，29-U型管下端放水阀；30-U型管测压进口阀；31- U型管测压出口阀；32，33-文丘里测压出，进口阀；34-文丘里；35-压力缓冲罐；36-压力传感器；37-倒U型管；38-U 型管上端放空阀；39-水箱放水阀；40，41，42，43-数显表；44-变频器；45-总电源；2流体阻力的测量：水泵2将储水槽1中的水抽出，送入实验系统，经玻璃转子流量计15，16测量流量，然后送入被测直管段测量流体流动的阻力，经回流管流回储水槽。