下载文档原格式
福州大学土木工程学院本科实验教学示范中心学生实验报告工程流体力学实验题目：实验项目1：毕托管测速实验实验项目2：管路沿程阻力系数测定实验实验项目3：管路局部阻力系数测定实验实验项目4：流体静力学实验姓名：高汉奇学号：051000609 组别：________实验指导教师姓名：庞胜华同组成员：___________高汉奇_____ _________2013年6月25日实验一毕托管测速实验一、实验目的和要求1．通过对管嘴淹没出流点流速系数的测量，掌握用毕托管测量点流速的技能；2．了解普朗特型毕托管的构造和适用性，并检验其量测精度，进一步明确传统流体力学量测仪器的现实作用。
二、实验装置本实验的装置如图一所示说明：经淹没管嘴6，将高低水箱水位差的位能转换成动能，并用毕托管测出其点流速值。
测压计11的测压管1、2和以测量高、低水箱位置水头，测压管3、4用以测毕托管的全压水头和静压水头，水位调节阀4用以改变测点的流速大小。
三、实验原理（1）式中u——毕托管测点处的点流速；c——毕托管的校正系数；Δh——毕托管全压水头与静水压头差。
（2）联解上两式可得（3）式中u——测点处流速，由毕托管测定；——测点流速系数；Δh——管嘴的作用水头。
四、实验方法与步骤1．准备（a）熟悉实验装置各部分名称、作用性能，分解毕托管，搞清构造特征、实验原理。
（b）用医塑管将上、下游水箱的测点分别与测压计中的测管1、2相连通。
（c）将毕托管对准管嘴，距离管嘴出口处约2～3cm，上紧固定螺丝。
2．开启水泵顺时针打开调速器开关3，将流量调节到最大。
3．排气待上、下游溢流后，用吸气球（如医用洗耳球）放在测压管口部抽吸，排除毕托管及各连通管中的气体，用静水匣罩住毕托管，可检查测压计液面是否齐平，液面不齐平可能是空气没有排尽，心须重新排气。
4．测记各有关常数和实验参数，填入实验表格。
5．改变流速操作调节阀4并相应调节调速器3，溢流量适中，共可获得三个不同恒定水位与相应的不同流速。
10-1工程流体力学实验报告本次实验是关于工程流体力学的实验。
本实验的目的是通过实验测量液体的流量、速度和压力，以及探究流体力学的基本原理。
首先，我们需要了解流体力学的基本概念。
流体力学是研究流体的运动规律和性质的一门学科。
液体流体力学主要研究液体在静态或准静态的情况下的运动规律、流动状态、压力分布等；气体流体力学主要研究在压力作用下气体的流动规律、流动状态、压力分布等。
流体力学是工程学科中的重要分支，它与化学工程、机械工程、船舶工程等领域有着密切的联系。
在实验中，我们首先进行了流量测量实验。
为了测量液体的流量，我们使用了容积式流量计。
容积式流量计是一个柱体形状的设备，内部分为两个隔间。
流体进入第一个隔间，通过流量计具体的计量设备，然后流入第二个隔间。
在第二个隔间内留存的流体的容积就是流量计所测量的液体的流量。
在实验中，我们使用的是LZB-系列玻璃塞式流量计。
首先，我们读取流量计的读数，记录在表格中。
然后，我们调节水龙头的开度，使得流量计读数在一定时间内（如30秒）内在一定的范围内，便可得到实验数据。
接下来，我们进行了速度测量实验。
为了测量液体的速度，我们使用了Pitot静压管。
Pitot静压管由两部分组成，一个静压孔和一个动压管。
当Pitot静压管被放置在流体当中时，液体的速度将会带动动压管中的空气，空气进入动压管后，因为静压孔会保证动压管中的压力与周围环境相等，所以空气在动压管中的压力将会比周围环境高出一定值。
因此，通过测量这个高出值的大小，我们就能够计算出液体的速度。
在实验中，我们使用了型号为PTM-1、量程为0~10kPa的Pitot静压管。
首先，我们需要将Pitot静压管插入液体中，并测量其两端的压差，然后根据静压管的性质进行修正，最终计算出液体的速度。
最后，我们进行了压力测量实验。
为了测量流体中的压力，我们使用了压力传感器。
压力传感器是一种基于电气电子技术的传感器，它能够将流体中的压力转换为电信号输出。
实验报告开课学院：建筑工程学院实验课程：流体力学教学实验实验项目名称： 1.雷诺实验 2.孔口与管嘴出流实验实验项目性质：教学实验实验时间：专业班级：学生学号与姓名：指导教师：雷诺实验指导书一.实验目地观察管道中不同流量下液体地流动状态地变化情况（层流.紊流及其转变情况）,并通过实验测定管道内液体地下临界速度V c从而可以列表计算出下临界雷诺数Re c .二.实验内容在实验中观察层流.紊流地流态特征,通过实测测定下临界速度地方法计算出下临界雷诺数,并在实验后对雷诺数地影响因素进行分析.三.实验原理层流条件下,流体质点不发生各向紊动和混杂,流动呈现规则有秩序地成层流动；紊流条件下,由于粘性力对质点地束缚作用降低,质点容易偏离其原来地运动方向,形成无规则地脉动混杂甚至产生可见尺度地涡旋.在本实验中,颜色水随玻璃管内主流一起流动,颜色水流线代表了管内主流地流动状态.由流体力学可知：层流与紊流流态地判别标准就是下临界雷诺数Re c,可表示为,式中d为玻璃管内径；ν为流体地运动粘性系数,μ为流体地动力粘性系数,ρ为流体地密度,V c为流体地临界速度.水地运动粘性系数ν与温度地关系为：.四.实验装置与仪器1.实验装置2.仪器设备：1）雷诺实验台1套；2）酒精温度计1只；3）秒表1只；4）玻璃量杯1只（刻度为1000ml）.五.实验步骤1.开启进水开关,向水箱内注水.到达一定水位高度,并保持适当地溢流,使水箱内水位稳定.在实验期间如出现水位变化时,应缓慢调节进水开关确保水箱内水位稳定.2.打开玻璃管放水开关,待管内空气排出后,松开颜色水管开关使颜色水随玻璃管内主流一起流动.3.缓慢关小放水开关降低管内流速,同时观察玻璃管内颜色水变动情况,直到颜色水变为一条稳定地直线,此时即为紊流转变为层流地下临界状态.此时需要用体积法测量管道内地流量,即用量杯和秒表测量流量.具体做法是：用量杯接住管道出口地流量,同时按下秒表计时,等量杯内接住一定量体积地液体后移开量杯并同时按下秒表停止计时,然后用体积除以时间即可计算出流量.（测量三次取平均值）.4.开大放水开关,使玻璃管内水流重新变为紊流状态；然后再缓慢关小放水开关,待玻璃管内颜色水变为一条直线时,再用量杯和秒表测量此时地流量.5.重复前述步骤（一共重复做三次）,分别测量出对应地临界流量.根据临界流量可计算出临界流速.6.实验完成后,整理实验数据,按规定格式撰写实验报告.六.实验数据记录按实验报告书所列表格内容记录各相关参数,并进行相应分析.七.实验结果分析根据实验结果与分析,回答实验报告书所提问题.雷诺实验报告一.实验名称：雷诺数实验二.实验条件实验台编号：实验液体：实验管径d =实验导管过流断面面积：A =三.实验数据记录表四.实验结果五.讨论1.为什么要用Rec 来判断流态而不用Vc来判断？为什么用下临界雷诺数而不用上临界雷诺数？2.当流量保持不变,玻璃导管直径改变时,导管内地Re数是否改变？怎样改变？3.如用不同直径地导管,或用不同地液体, Vc 和Rec是否改变？为什么？孔口与管嘴出流实验指导书一.实验目地观察和理解孔口.管嘴恒定自由出流地特征,根据流量公式,计算相关参数,分析流量影响因素.二.实验内容在恒定水头下,分别测定孔口与管嘴地流量系数.收缩系数和流速系数,并根据实验结果分析孔口和管嘴出流地流速和流量地区别.三.实验原理在稳定水位下用量水桶及秒表测量各孔口.管嘴地流量.根据孔口.管嘴流速.流量公式,可推导出相应流速系数.流量系数；在稳定水位下,用卡尺测量孔口流束最小收缩断面地直径d c , 从而得到A c.而孔口与管嘴出流地流量则通过体积法或称重法测定.四.实验装置与仪器1.实验装置1 进水管；2 水位指示器；3 进水开关；4 管嘴1；5 管嘴2；6 薄壁圆孔口1；7 薄壁圆孔口2；8 水箱2.仪器设备：1）孔口管嘴实验台一套；2）游标卡尺一把；3）量桶一只4）秒表一只.五.实验步骤1.用游标卡尺记录各孔口.管嘴地出口直径；然后关闭各孔口.管嘴出口.2.开启进水开关注水；当水位接近水箱最高水位时,首先打开薄壁圆孔口（其余管嘴关闭）,调节进水开关,使水位缓慢上升至最高水位,并保持有少量溢流,待水箱水位稳定后,读记该水位高度H.3.在稳定水位下用量水桶.秒表及磅秤测量薄壁圆孔口地流量.其原理为体积法,具体操作步骤详见雷诺实验.（测量三次取平均值）.4.用游标卡尺测量流束最小收缩断面处流束直径.5.重复薄壁圆孔口实验一次并记录相应实验数据.6.关闭薄壁圆孔口,依次打开各管嘴,按照步骤2.3各重复测量两次；7. 实验完毕,将实验水箱内水全部排尽,整理好仪器设备并放回原处.六.实验数据记录按实验报告书所列表格记录各相关参数,并进行分析.七.实验结果分析根据实验结果与分析,回答实验报告书所提问题.孔口与管嘴出流实验报告一.实验名称：孔口与管嘴出流实验二.实验条件实验台编号：实验液体：三.实验数据记录表表1 实验数据记录四.实验数据处理表2 实验数据处理表3 实验结果五.讨论1. 孔口出流时为什么会形成收缩断面？管嘴出流时是否会形成收缩断面？为什么？2. 试比较薄壁圆孔口和圆柱管嘴地流速系数.流量系数,说明当二者地作用水头.出口直径d 相同地情况下,哪一个流量较大？为什么？。
一、实验背景与目的流体力学是研究流体运动规律和力学特性的学科，广泛应用于工程、科学研究和日常生活等领域。
为了提高我们对流体力学基本理论的认识，培养实际操作能力，我们进行了流体力学实验实训。
本次实训旨在通过一系列实验，加深对流体力学基本概念、基本理论和实验方法的理解，提高我们的动手能力和分析问题的能力。
二、实验内容与过程本次实训共进行了五个实验，分别为：1. 沿程阻力实验：通过测定流体在不同雷诺数情况下，管流的沿程水头损失和沿程阻力系数，学会体积法测流速及压差计的使用方法。
2. 动量定律实验：测定管嘴喷射水流对挡板所施加的冲击力，测定动量修正系数，分析射流出射角度与动量力的相关性，加深对动量方程的理解。
3. 康达效应实验：观察流体流动，发现某些问题和现象，分析流体与物体表面之间的相互作用。
4. 毛细现象实验：研究毛细现象的产生原因及其影响因素，了解毛细现象在工程中的应用。
5. 填料塔流体力学性能及传质实验：了解填料塔的构造，熟悉吸收与解吸流程，掌握填料塔操作方法，观察气液两相在连续接触式塔设备内的流体力学状况，测定不同液体喷淋量下塔压降与空塔气速的关系曲线，并确定一定液体喷淋量下的液泛气速。
在实验过程中，我们严格按照实验指导书的要求进行操作，认真记录实验数据，并对实验结果进行分析和讨论。
三、实验结果与分析1. 沿程阻力实验：通过实验，我们得到了不同雷诺数情况下，管流的沿程水头损失和沿程阻力系数。
结果表明，随着雷诺数的增加，沿程水头损失和沿程阻力系数均有所减小，说明层流和湍流对流体阻力的影响不同。
2. 动量定律实验：实验结果显示，管嘴喷射水流对挡板所施加的冲击力与射流出射角度密切相关。
当射流出射角度增大时，冲击力也随之增大，说明动量修正系数在动量方程中的重要性。
3. 康达效应实验：通过观察流体流动，我们发现当流体与物体表面之间存在表面摩擦时，流体会沿着物体表面流动，这种现象称为康达效应。
实验结果表明，康达效应在工程中具有广泛的应用，如飞机机翼的形状设计等。
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。
流体力学实验报告书编者xxxxx班级学号姓名指导老师xxxxxx建筑环境与设备工程实验室二O一O年六月流体力学实验报告书目录实验一静水压强特性实验 (2)实验二伯努利方程实验 (3)实验三文丘里流量计流量系数测定实验 (5)实验四动量定律实验 (7)实验五雷诺数实验 (9)实验六毕托管测流速实验 (10)实验七沿程水头损失实验 (11)实验八局部阻力损失实验 (14)实验一 静水压强特性实验实验时间 指导老师 组号一、实验数据记录及计算实验装置编号 数据记录计算用表见表1 表1 单位：mm实验条件序号水箱液面高度▽0开口管液面高度 ▽H静压强水头测压管水头o h ∆W h ∆w owO h h γγ∆∆=A H AP ∇-∇=γBH BP ∇-∇=γZ A + γAPZ B +γBPP=0 1 P>01 2 P<01 2注：表中基准面选在 ，A ∇＝ ，B ∇＝ 。
二、思考题1． 如果测压管（U 形管）管径太细，对测压管液面读数有何影响？2． 当P O <0时，试根据实测数据确定水箱的真空区域？实验二 伯努利方程实验实验时间 指导老师 组号一、试验数据记录与整理1、记录有关度数 实验装置编号No d 1= ㎝，d 2= ㎝，d 3= ㎝，d 4= ㎝2、测读记录Z+γP值表表1 Z+γP（单位：cm ）值表 流量(cm 3/s) 基准线选在序号 测点编号 流量 Ⅰ ⅡⅢⅣ1 2 3 4 5 6 7 8 1 1 23、速度水头值计算表 表2 速度水头计算表 管径cm Q= cm 3/s Q= cm 3/sQ= cm 3/sd 1A cm 2vcm/s v 2/(2g) cm Acm 2 vcm/s v 2/(2g) cm Acm 2 vcm/s v 2/(2g)cm d 2 d 3 d 44、总水头Z+γP＋gav 22值计算表表3 总水头Z+ P＋gav 22值计算表序号 测点编号 流量 ⅠⅡⅢⅣ1 2 3二、思考题1、流量增大，测压管水头线有何变化？为什么？2、毕托管所测试的总水头线与实测（体积法测流）的总水头线，一般略有差异，试分析其原因。
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。
2.当P<0时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。
B，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。
工程流体力学及水力学实验报告及分析讨论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。
2.当P B<0时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。
，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γ0。
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。
