土木工程基础实验水力学实验指导
- 格式:pdf
- 大小:803.10 KB
- 文档页数:18
《水力学》实验指导书编者:水力学课成组二OO九年九月绪言一、实验的意义和目的:水力学是一门技术科学,它是力学的一个分支,水力学是以水为主要研究对象。
依据水力学的特点,水力学实验就更有它的重要性。
我们知道水力学问题,是个错综复杂的问题,它的复杂性就在于影响它的因素很多。
不只是由理论分析所能解决。
有不少水力学公式都是通过实验而总结出来的。
在某些场合,实验就成为解决问题的主要途径。
因此,水力学实验,无论对从事理论研究或对解决生产实际问题都具有极其重要的意义。
水力学教学实验的目的主要有以下几个方面:1、观察流动现象,扩大感性认识,提高理论分析的能力。
2、验证力学原理,测定经验系数值,以巩固所学的理论知识。
3、学会使用实验室的基本量测仪器,掌握一定的实验技能。
4、培养分析实验数据、整理实验成果及编写实验报告的能力。
5、培养严谨踏实的科学作风以及爱护国家财产的良好品德。
二、学生实验守则:1、实验前必须认真进行预习预习时应仔细阅读实验指导书及有关的教材资料,明确实验的目的、要求和相关的实验原理,了解操作步骤和有关的仪器设备,做到心中有数,并列绘出实验需要的表格。
2、严肃认真进行实验到实验室后必须保持安静,不得谈笑喧哗,不准吸烟,不准乱动与本实验无关的设备。
实验前应先组成小组,由小组长负责召集本组同学讨论试验步骤及量测项目,并进行分工轮换,以便有条不紊和协调一致地进行实验。
3、保持良好的科学作风实验时,应尊重原始实验数据,不得任意更改。
实验后,应进行必要的检查和补充,经指导教师同意后,方能离开实验室。
实验课程完成后,应及时整理实验数据,绘制所要求的关系曲线和认真编写实验报告,按时上交批改。
4、遵守规章制度,爱护国家财产实验时必须遵守实验室各项规章制度,服从教师和实验人员的指导,严格遵守操作规程,如发生事故或损坏设备,应立即向指导教师和实验人员报告,查清责任,按学校有关规定赔偿和处理。
实验中特别注意人身和仪器设备的安全,尽量保持场地的整洁卫生,实验完毕后必须将场地打扫干净,仪器设备按原状整理好。
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。
实验一自循环流动演示仪一、实验目的1、显示逐渐扩散、逐渐收缩、突然扩大、突然收缩、壁面冲击、直角弯道等平面上的流动图像。
2、显示文丘里流量计、孔板流量计、圆弧进口管咀流量计以及壁面冲击、圆弧形弯道等串联流道纵剖面上的流动图像。
3、显示30°弯头、直角圆弧弯头、直角弯头、45°弯头以及非自由射流等流段纵剖面上的流动图像。
4、显示30°弯头、分流、合流、45°弯头,YF一溢流阀、闸阀及蝶阀等流段纵剖面上的流动图谱。
其中YF一溢流阀固定,为全开状态,蝶阀活动可调。
5、显示明渠逐渐扩散,单圆柱绕流、多圆柱绕流及直角弯道等流段的流动图像。
6、显示明渠渐扩、桥墩形钝体绕流、流线体绕流、直角弯道和正反流线体绕流等流段上的流动图谱。
二、实验原理1、在逐渐扩散段可看到由边界层分离而形成的旋涡,且靠近上游喉颈处,流速越大,涡旋尺度越小,紊动强度越高;而在逐渐收缩段,无分离,流线均匀收缩,亦无旋涡,由此可知,逐渐扩散段局部水头损失大于逐渐收缩段。
在突然扩大段出现较大的旋涡区,而突然收缩只在死角处和收缩断面的进口附近出现较小的旋涡区。
表明突扩段比突缩段有较大的局部水头损失(缩扩的直径比大于O.7时例外),而且突缩段的水头损失主要发生在突缩断面后部。
由于本仪器突缩段较短,故其流谱亦可视为直角进口管咀的流动图像。
在管咀进口附近,流线明显收缩,并有旋涡产生,致使有效过流断面减小,流速增大。
从而在收缩断面出现真空。
在直角弯道和壁面冲击段,也有多处旋涡区出现。
尤其在弯道流中,流线弯曲更剧,越靠近弯道内侧,流速越小。
且近内壁处,出现明显的回流,所形成的回流范围较大,将此与ZL一2型中圆角转弯流动对比,直角弯道旋涡大,回流更加明显。
2、文丘里流量计的过流顺畅,流线顺直,无边界层分离和旋涡产生。
在孔板前,流线逐渐收缩,汇集于孔板的孔口处,只在拐角处有小旋涡出现,孔板后的水流逐渐扩散,并在主流区的周围形成较大的旋涡区。
伯诺里方程实验一部分:实验预习报告一、实验目的要求1.掌握恒定总流的能量方程。
2.掌握有压管流中水动力学的能量转换特性。
3.掌握渐变流过流断面压强分布。
4.认识离心惯性力对动水压强的影响。
5.掌握管流流量、压强等水动力学要素的实验量测方法。
6.掌握有压管流总水头线、测压管水头线的绘制方法。
二、实验原理均匀流或渐变流过水断面上的压强分布服从于水静力学规律。
而当水流沿弯管运动时,由于离心惯性力作用,外侧压强大,内侧压强小,过水断面上的压强分布不再服从于水静力学规律。
在实验管路中沿管内水流方向取n个过水断面。
可以列出进口断面至另一断面的伯诺里方程式,从已设置的各断面的测压管中读出测压管水头值,测出通过管路的流量,即可计算出断面平均流速及流速水头,从而即可得到各断面测压管水头和总水头。
三、主要仪器设备及耗材主要实验设备:自循环能量方程实验仪。
实验耗材:塑料管、调速器、量筒、秒表等。
四、实验方法与步骤1.准备熟悉实验装置,记录有关常数。
2.开启水泵。
3.关闭调节阀,检查所有测压管水面是否齐平。
如不平则需查明原因并加以排除。
4.打开调节阀,观察1)测压管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)渐变流断面上测点(2)、(3)的测压管水头是否相同;4)弯管断面上测点(10)、(11)的测压管水头是否相同;5)当流量变化时测压管水头线和总水头线如何变化。
5.当调节阀接近全开时,测计各测压管液面读数,同时用体积法测计流量。
6.改变流量,重复上述测量2次。
7.实验完毕,关闭水泵,清理实验桌面及场地。
第二部分:实验过程记录水箱液面高程▽0= cm;上管道轴线高程▽1= cm管径记录表第三部分:结果与讨论1. 计算流速水头和总水头。
流速水头v22. 绘制最大流量下的总水头线、测压管水头线。
动量定律实验一部分:实验预习报告一 、实验目的要求1.验证恒定总流的动量方程;2.通过对动量与流速、流量等因素间相关性的分析,进一步掌握动量守恒原理。
《流体力学》实验指导书适用专业:土木青岛理工大学环境与市政工程学院2015 年04 月目录实验一静水压强实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1实验二能量方程演示实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3实验三文丘里流量计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4实验四动量方程演示实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11实验五水流流态实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12实验六沿程阻力水头损失实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14实验七局部水头损失实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯18实验八旋涡演示实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯24实验九水跃演示实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25实验十流谱与流线演示实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25实验一静水压强实验实验目的:231、测定静止液体内任意一点的静水压强2、在重力作用下静止液体中任何一点的势能都相等 3、测定酒精的重度 值、 实验原理 :1、根据水静力学基本方程: P=P 0+ h式中: P —液体中任意一点的压强, ( Pa );P 0—表面压强, (Pa ); —液体的重度,(9800N/m 3); h —对应计算的液体淹没深度, ( cm )。
2、势能公式:p Ap BAB式中: Z —位置水头; p —压强水头。
三、 实验装置 : 如图图一①放气阀;②密闭容器;③直尺;④针管;⑤阀门 四、实验步骤 :1.读取 A 、B 两点的刻度 A 、 B 2.打开容器上的阀门①。
容器内表面压强 P 0= P a ,各测压管液面齐平3.关闭阀门①,打开阀门⑤,用针管向容器②内输水,此时P 0﹥ P a,关4闭阀门⑤,读各测压管液面标高▽ 1,▽ 2,⋯⋯▽ 7 记入表中, P 0﹥ P a 做三次 4.打开阀门①使容器内表面压强 P 0= P a ,检查各测压管液面是否齐平, 否则重新排气 5.关闭①打开⑤,用针管抽出容器内的水,容器表面压强P 0﹤ P a ,改变容器中的水位重复三次,每次将各测压管液面位置读数记入表中。
流体力学——实验指导书淮海工学院土木系实验室实验一 水静压强仪 实验指导书一、演示目的1、加深理解静力学基本方程式及等压面的概念。
2、观察封闭容器内静止液体表面压力及其液体内部某空间点上的压力。
3、观察压力传递现象。
二、演示原理对密封容器的液体表面加压时,设其压力为p 0,即p 0> p a 。
从U 形管可以看到有压差计产生,U 形管与密封容器上部连通的一面,液面下降,而与大气相通的一面,液面上升。
由此可知液面下降的表面压力即是密闭容器内液体表面压力p 0,即p 0= p a +ρgh ,h 是U 形管液面上升的高度。
当密闭容器内p 0压力下降时U 形管内的液面呈现相反的现象,即p 0< p a 这时密闭容器内液面压力p 0= p a -ρgh ,h 为液面下降的高度。
如果对密闭容的液体表面加压时,其容器内部的压力向各个方向传递测压管中,可以看到由于A 、B 、两点在容器内的淹没深度h 不同,在压力向各点传递时,先到A 点后到B 点。
在测压管中反应出的是A 管的液柱先上升而B 管的液柱滞后一点也在上升,当停止加压时,A 、B 两点在同一水平面上。
三、演示步骤(如图)形管65放水阀A 4管B管32密封容器加压器11、关闭排气阀,用加压器缓慢加压,U形管出现压差△h,在加压的同时,观察右侧A、B管的液柱上升情况。
2、打开排气阀,使液面恢复到同一水平面上,关闭排气阀,打开密闭容器底部的水门,放出一部分水,造成容器内压力下降。
四、讨论1、为什么P0为表压,真空值?2、用该设备是否可以测出其它液体的重度?为什么?实验二伯努利方程仪实验指导书一、实验目的1、观察流体流经能量方程试验管的能量转化情况,对实验中出现的现象进行分析,加深对能量方程的理解。
2、掌握一种测量流体流速的方法。
3、验证静压原理。
二、实验装置实验装置如图1所示,在实验桌上方放有稳压水箱、实验管路、毕托管、测压管、压差板、控制阀门和计量水箱。
实验一自循环流动演示仪一、实验目的1、显示逐渐扩散、逐渐收缩、突然扩大、突然收缩、壁面冲击、直角弯道等平面上的流动图像。
2、显示文丘里流量计、孔板流量计、圆弧进口管咀流量计以及壁面冲击、圆弧形弯道等串联流道纵剖面上的流动图像。
3、显示30°弯头、直角圆弧弯头、直角弯头、45°弯头以及非自由射流等流段纵剖面上的流动图像。
4、显示30°弯头、分流、合流、45°弯头,YF一溢流阀、闸阀及蝶阀等流段纵剖面上的流动图谱。
其中YF一溢流阀固定,为全开状态,蝶阀活动可调。
5、显示明渠逐渐扩散,单圆柱绕流、多圆柱绕流及直角弯道等流段的流动图像。
6、显示明渠渐扩、桥墩形钝体绕流、流线体绕流、直角弯道和正反流线体绕流等流段上的流动图谱。
二、实验原理1、在逐渐扩散段可看到由边界层分离而形成的旋涡,且靠近上游喉颈处,流速越大,涡旋尺度越小,紊动强度越高;而在逐渐收缩段,无分离,流线均匀收缩,亦无旋涡,由此可知,逐渐扩散段局部水头损失大于逐渐收缩段。
在突然扩大段出现较大的旋涡区,而突然收缩只在死角处和收缩断面的进口附近出现较小的旋涡区。
表明突扩段比突缩段有较大的局部水头损失(缩扩的直径比大于O.7时例外),而且突缩段的水头损失主要发生在突缩断面后部。
由于本仪器突缩段较短,故其流谱亦可视为直角进口管咀的流动图像。
在管咀进口附近,流线明显收缩,并有旋涡产生,致使有效过流断面减小,流速增大。
从而在收缩断面出现真空。
在直角弯道和壁面冲击段,也有多处旋涡区出现。
尤其在弯道流中,流线弯曲更剧,越靠近弯道内侧,流速越小。
且近内壁处,出现明显的回流,所形成的回流范围较大,将此与ZL一2型中圆角转弯流动对比,直角弯道旋涡大,回流更加明显。
2、文丘里流量计的过流顺畅,流线顺直,无边界层分离和旋涡产生。
在孔板前,流线逐渐收缩,汇集于孔板的孔口处,只在拐角处有小旋涡出现,孔板后的水流逐渐扩散,并在主流区的周围形成较大的旋涡区。
《水力学》实验指导编者:水力学课程组二O 年月绪言一、实验的意义和目的:水力学是一门技术科学,它是力学的一个分支,水力学是以水为主要研究对象。
依据水力学的特点,水力学实验就更有它的重要性。
我们知道水力学问题,是个错综复杂的问题,它的复杂性就在于影响它的因素很多。
不只是由理论分析所能解决。
有不少水力学公式都是通过实验而总结出来的。
在某些场合,实验就成为解决问题的主要途径。
因此,水力学实验,无论对从事理论研究或对解决生产实际问题都具有极其重要的意义。
水力学教学实验的目的主要有以下几个方面:1、观察流动现象,扩大感性认识,提高理论分析的能力。
2、验证力学原理,测定经验系数值,以巩固所学的理论知识。
3、学会使用实验室的基本量测仪器,掌握一定的实验技能。
4、培养分析实验数据、整理实验成果及编写实验报告的能力。
5、培养严谨踏实的科学作风以及爱护国家财产的良好品德。
二、学生实验守则:1、实验前必须认真进行预习预习时应仔细阅读实验指导书及有关的教材资料,明确实验的目的、要求和相关的实验原理,了解操作步骤和有关的仪器设备,做到心中有数,并列绘出实验需要的表格。
2、严肃认真进行实验到实验室后必须保持安静,不得谈笑喧哗,不准吸烟,不准乱动与本实验无关的设备。
实验前应先组成小组,由小组长负责召集本组同学讨论试验步骤及量测项目,并进行分工轮换,以便有条不紊和协调一致地进行实验。
实验时应按指导书的要求,全神贯注地按步骤进行操作,并注意多观察水流现象,多思考分析问题,及时记录实验原始数据。
3、保持良好的科学作风实验时,应尊重原始实验数据,不得任意更改。
实验后,应进行必要的检查和补充,经指导教师同意后,方能离开实验室。
实验课程完成后,应及时整理实验数据,绘制所要求的关系曲线和认真编写实验报告,按时上交批改。
4、遵守规章制度,爱护国家财产实验时必须遵守实验室各项规章制度,服从教师和实验人员的指导,严格遵守操作规程,如发生事故或损坏设备,应立即向指导教师和实验人员报告,查清责任,按学校有关规定赔偿和处理。
第一节 静水压强实验一、实验目的与要求1. 观察在重力作用下,液体中任意两点A 、B 的位置高度(水头)z 、测压管高度(或真空度)pγ和测压管水头()pH H z γ=+,验证静水压强公式。
加深理解水静力学基本方程式的物理意义和几何意义,理解位置水头、压强水头及测压管水头等基本概念;2. 学习使用液体压力计测压强,测量当0a p p =(a p 为大气压强)、0a p p >、0ap p <时的A 、B 两点的绝对压强和相对压强。
3. 测定表面压强的真空度,加深对真空压强、真空度的理解;4. 学习测量液体比重的方法。
二、实验装置静水压强实验装置如图1所示。
三、实验原理水静力学讨论静水压强的特性、分布规律及如何根据静水压强的分布规律来确定静水总压力。
图1 静水压强实验装置图1.水箱;2.测压管;3.升降调压筒;4.气门。
酒精2(一)静水压强的特性流体静止时不承受切应力,一旦受到切应力时就产生变形。
从这个定义出发,可以认为在静止的液体内部,所有的应力都是正交应力。
因此,静水压强具有两个特性:1. 静水压强的方向与受压面垂直并指向受压面;2. 任一点静水压强的大小和受压面的方向无关,或者说作用于同一点上的各方向的静水压强大小相等。
(二)静水压强的基本方程在重力作用下,处于静止状态下的不可压缩均质液体,其基本方程为,1212p p Z Z C γγ+=+== (常数)式中,Z —单位重量液体相对于基准面的位置高度,称位能或位置水头;γp—单位重量液体的压能或压强水头; 21,p p —静止液体中任意两点的静水压强;γ—液体的容重。
该方程表明静止液体中任意一点的单位位能和单位压能之和为常数。
该方程也可以写为,h p p γ+=0上式表明在静止液体中,液面下任一点的静水压强等于液面压强与从该点到液面的单位面积上的液体重量之和。
液面压强遵循巴斯加原理,将等值地传递到液体内部所有各点上。
所以表面压强为一定值时,静水压强是水深的函数,即只随水深变化。
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。
实验一静水压强实验一、目的1、加深理解静水力学基本方程p=p0+γh ;2、加深理解等压面的概念。
二、装置三、操作1、打开排气阀,使密闭容器内部与大气相通。
此时p0=p a,观察液体表面及各测压管情况,记录数据;2、关闭排气阀,提升罐上升加压。
p0>p a,观察液体表面及各测压管情况,记录数据;3、打开排气阀,使容器内回到p0=p a情况,然后再关闭排气阀开关。
提升罐下降降压,此时p0<p a,观察液体表面及各测压管情况,记录数据。
四、实验报告分别画出三种情况下测压管水位分布示意图,分析完成报告。
思考题:1、提升罐与储水罐内液面差与测压管排液面差是否一致?2、三种情况下存在哪些等压面?3、储水罐排点水后关闭,此时相当于什么情况?4、实验中存在毛细上升高度的影响吗?如有,是否需要校正数据?5、已知水的密度,如何设计测量煤油的密度?实验二雷诺实验一、目的1、观察液流运动二种型态;2、测定Rek下=dvk。
二、装置(示意图)三、操作1.实验准备。
辅助器材:秒表、量筒、温度计。
水箱保持溢流供水。
2.阀门由小逐渐开大,观察层流→紊流的变化;3.阀门由大逐渐变小,观察紊流到层流的变化。
在临界转变状态测定流量和水温度。
4.计算Rek下;5.重复2~4三次,计算Rek下的均值。
经验公式:ν=2000221.00337.0101775.0tt ++公式中ν单位为cm 2/s ,t 为水温℃思考题:实验中有哪些因素影响Rek 下测定的精度?四、实验报告 根据实验情况完成报告。
实验三 伯努力方程实验一、 目的1、 验证伯努力能量方程,加深对方程的理解;2、 根据实验数据,分析各断面各水头值变化的原因,选择一次稳定流量时,绘制测压管水头线、总水头线;3、 用文丘里流量计计算流量,与实测流量对比,计算流量系数μ,分析;4、 观察并理解毕托管测流速原理。
二、 装置示意图其它几何尺寸:d 1=d 3=d 4=14mm d 2=25 mm z=13.5cm H=52.5cm 以及计算中可能用到的数据l 01=18cm l 12=32.5cm l 23=28.5cm l 34=34.5cm 。
本科教学实验指导书水力学实验易文敏编写李克锋四川大学水利水电学院水力学与山区河流开发保护国家重点实验室前言水力学实验课的基本任务是:观察分析水流现象,验证所学理论,学会和掌握科学实验的方法和操作技能,培养整理实验资料和编写实验报告的能力。
在进行实验的过程中,要注意培养自己的动手能力和独立工作的能力。
使每个实验者有观察现象,进行操作和组织实验的机会,并能独立进行整理分析实验成果,受到实验技能的基本训练。
各项实验分别介绍了每个实验的目的、原理、实验设备、步骤、注意事项,以及可供实验者编写实验报告时参考的表格。
要求做好实验后,实验者要独立认真完成一份实验报告,按时交指导教师批阅。
为了使实验者能深入地掌握和巩固有关实验内容,每个实验项目的结尾都列有一定数量的思考题,供实验者进一步深入思考,并要求在实验报告中作出书面回答,随实验报告交指导教师审阅批改。
实验一 静水压强一、实验目的:1. 实测容器中的静水压强;2. 测定X 液体的容重;3. 通过实验,掌握静水压强的基本方法和了解测压计的应用。
二、实验设备:如图所示,1管和2管、3管和4管、5管和6管组成三支U 型管,其中5管和6管组成的U 型管装X 液体,其余U 型管装水。
1管、3管和5管与大气连通,2管、4管和6管与水箱顶部连通。
3管和4管组成的U 型管的底部与水箱的A 点连通,1管和2管组成的U 型管的底部与水箱的B 点连通。
水箱底部与调压筒连通。
三、实验原理:利用调压筒的升降来调节水箱内液体表面压强和液体内各点的压强。
1. 根据静水压强基本公式:p=p 0+ρg h 可得p A =ρg 水(▽3-▽A ) p B =ρg 水(▽1-▽B )2. 由于2、4、6管与水箱顶部连通,所以2、4、6管液面压强与水箱液面压强相同,于是可得:p 0=ρg 水(▽1-▽2)= ρg 水(▽3-▽4)=ρg X (▽5-▽6)ρg X =6543∇-∇∇-∇ρg 水 或ρg X =6521∇-∇∇-∇ρg 水3. 若水箱内气体压强p 0≠p a ,则p 1≠p 2、p 3≠p 4、p 5≠p 6。
实验一伯努利方程实验一、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讨,进一步掌握有压管流中动水力学的能量转换特征;3.掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验测量技能。
二、实验属性综合性试验。
本实验涉及的《工程流体力学》课程知识是综合性的。
内容有:流体力学相似性原理和因次分析、流体力学连续性方程、能量方程及动量方程等。
三、实验仪器设备及器材本实验装置如下图所示:伯努利方程实验装置图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、实验流量调节阀四、实验要求实验前应预习实验报告。
实验开始前,待一切实验准备工作就绪后,报告指导教师。
在启动设备之前,必须经指导教师检查认可。
实验结束时,实验数据要经指导教师审阅、签字,并整理好实验现场后,按要求在实验记录本上填写有关内容,方可离去,严禁将实验室的任何物品带走。
实验完成后应按学校对实验报告的格式、纸张要求写出实验报告。
实验报告描述应清楚、肯定,语言通顺,用语专业、准确;结构严谨、层次清晰。
实验报告数据观察细致,记录及时、准确、真实,外文、符号、公式准确,使用统一规定的名词和符号。
实验报告的内容要求:1.实验名称;2.实验目的;3.实验原理;4.实验装置;5.实验步骤;6.实验原始数据;7.实验数据处理及结果;8.思考题分析。
五、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=1, 2, 3,……,n)“p av2r p av2,Z + 1 + -1-1 Z + i- + -i—― + h1丫 2 g i丫 2 g w(j)取a = a =……a =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1 2 n yav2 八,一一,一一、一,一一通过管路的流量,即可计算出断面平均流速V及q―,从而即可得到各断面测管水头和总2g水头。