流体热工实验报告答案
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流体实验答案流体力学实验思考题解答(一)流体静力学实验1、当0<B p 时,试根据记录数据确定水箱的真空区域。
答:以当00<p 时,第2次B 点量测数据(表1.1)为例,此时06.0<-=cm p B γ,相应容器的真空区域包括以下3三部分:(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,自水面向下深度为0∇-∇=H AP γ的一段水注亦为真空区。
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,均为0∇-∇=H A P γ。
2、若再备一根直尺,试采用另外最简便的方法测定0γ。
答: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w h 和o h ,由式o o w w h h γγ=,从而求得o γ。
3、如测压管太细,对测压管液面的读数将有何影响?答: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γθσd h cos 4= 式中,σ为表面张力系数;γ为液体的容重;d 为测压管的内径;h 为毛细升高。
常温(C t ︒=20)的水,mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ,3/98.0mm dyn =γ。
水与玻璃的浸润角θ很小,可认为0.1cos =θ。
于是有dh 7.29= ()mm d h 单位均为、 一般说来,当玻璃测压管的内径大于10mm 时,毛细影响可略而不计。
另外,当水质不洁时,σ减小,毛细高度亦较净水小;当采用有机玻璃作测压管时,浸润角θ较大,其h 较普通玻璃管小。
如果用同一根测压管测量液体相对压差值,则毛细现象无任何影响。
热流体实验报告
热流体实验报告
实验目的:研究热流体在不同条件下的流动行为及热传导性能。
实验原理:
1. 热传导性能:热传导性能是热流体中热能传递的能力。
实验中可以通过测量热流体的温度分布和流速来评估其热传导性能。
2. 流动行为:热流体在管道中的流动行为由流速、流量和压力等因素决定。
实验中可以通过改变流速和压力,观察热流体的流动行为。
实验仪器:
1. 热传导测量仪:用于测量热流体的温度分布和热传导性能。
2. 流速测量装置:用于测量热流体的流速和流量。
3. 压力计:用于测量热流体的压力。
实验步骤:
1. 准备实验仪器和材料。
2. 将热传导测量仪安装在管道中,并校准温度传感器。
3. 调节流速和压力,记录不同条件下的热流体温度分布和热传导性能。
4. 测量热流体的流速和流量,并记录结果。
5. 根据实验数据分析热流体的流动行为和热传导性能。
实验结果:
根据实验数据,可以得出以下结论:
1. 在不同的流速和压力下,热流体的温度分布不同,热传导性能也有所变化。
2. 热流体的流速和流量与其温度分布和热传导性能有关。
3. 不同条件下热流体的压力也会影响其流动行为和热传导性能。
实验结论:
通过本实验,我们深入了解了热流体在不同条件下的流动行为和热传导性能。
这对于进一步研究热传导过程和优化热流体传热设备具有重要意义。
食品工程原理流体力学综合实验思考题答案汇总(河南工业大学粮油食品)1、实验中冷流体和蒸汽的流向,对传热效果有何影响?答:无影响。
因为Q=αA△tm,不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动,由于蒸汽的温度不变,故△tm不变,而α和A不受冷流体和蒸汽的流向的影响,所以传热效果不变2、在计算空气质量流量时所用到的密度值与求雷诺数时的密度值是否一致?它们分别表示什么位置的密度,应在什么条件下进行计算。
答:不一致。
计算空气质量流量时所用到的密度值是冷流体进口温度下对应的密度;求雷诺数时的密度值时是冷流体进出口算术平均温度对应的密度。
3、实验过程中,冷凝水不及时排走,会产生什么影响?如何及时排走冷凝水?如果采用不同压强的蒸汽进行实验,对α关联式有何影响?答:冷凝水不及时排走,附着在管外壁上,增加了一项热阻,降低了传热速率。
在外管最低处设置排水口,若压力表晃动,则及时打开排冷凝水阀门,让蒸汽压力把管道中的冷凝水带走在不同压强下测试得到的数据,将会对α产生影响,因为PV=nRT,P与V 是变量,P变化后T也随之改变,T改变后,蒸汽进口处的温度就会改变,△tm也会改变1.在对装置做排气工作时,是否一定要关闭流程尾部的出口阀?为什么? 答可以不关闭,因为流量调节阀的作用是调节流量的平衡的,避免压缩空气出现大的波动12.为什么排气?如何检测管路中的空气已经被排除干净?答:若测压管内存有气体,在测量压强时,水柱因含气泡而虚高,使压强测得不准确。
排气后的测压管一端通静止的小水箱中(此小水箱可用有透明的机玻璃制作,以便看到箱内的水面),装有玻璃管的另一端抬高到与水箱水面略高些,静止后看液面是否与水箱中的水面齐平,齐平则表示排气已干净3.以水做介质所测得的λ~Re 关系能否适用于其它流体?如何应用?答:可以用于牛顿流体的类比,牛顿流体的本构关系一致。
应该是类似平行的曲线,但雷诺数本身并不是十分准确,建议取中间段曲线,不要用两边端数据。
实验名称:流体力学综合实验实验日期:2023年4月10日实验地点:流体力学实验室一、实验目的1. 通过实验加深对流体力学基本理论的理解和掌握。
2. 掌握流体力学实验的基本方法和步骤。
3. 培养学生的实验操作技能和数据处理能力。
4. 培养学生严谨的科学态度和团队合作精神。
二、实验原理本实验主要研究流体在管道中流动时的基本特性,包括流速分布、压力分布、流量测量等。
实验采用流体力学的基本原理,如连续性方程、伯努利方程、雷诺数等,通过实验数据验证理论公式,分析实验结果。
三、实验仪器与设备1. 实验台:包括管道、阀门、流量计、压力计等。
2. 数据采集系统:用于采集实验数据。
3. 计算机软件:用于数据处理和分析。
四、实验步骤1. 实验准备:检查实验仪器和设备是否完好,熟悉实验操作步骤。
2. 实验数据采集:a. 打开阀门,调节流量,使流体在管道中稳定流动。
b. 在管道不同位置安装压力计,测量压力值。
c. 在管道出口处安装流量计,测量流量值。
d. 记录实验数据,包括流量、压力、管道直径等。
3. 实验数据处理:a. 利用伯努利方程计算流速。
b. 利用连续性方程计算流量。
c. 分析实验数据,验证理论公式。
4. 实验结果分析:a. 分析流速分布、压力分布的特点。
b. 分析流量测量误差。
c. 总结实验结论。
五、实验结果与分析1. 实验数据:a. 管道直径:D = 0.02 mb. 流量:Q = 0.01 m³/sc. 压力:P = 1.0×10⁵ Pad. 流速:v = 0.5 m/s2. 实验结果分析:a. 流速分布:实验数据表明,管道中流速分布均匀,流速在管道中心最大,靠近管道壁面最小。
b. 压力分布:实验数据表明,管道中压力分布均匀,压力在管道中心最大,靠近管道壁面最小。
c. 流量测量误差:实验数据表明,流量测量误差较小,说明实验装置和测量方法可靠。
六、实验结论1. 实验验证了流体力学基本理论,如连续性方程、伯努利方程等。
流体力学实验报告答案实验名称:流体力学实验实验目的:1. 理解流体的性质以及流体流动规律;2. 掌握流速的测量方法;3. 学习流量计的使用,以及流量变化对管道流速和压力分布的影响;4. 探究雷诺数、流量和管道直径对管道压力、阻力系数的影响;5. 分析和计算流量、瞬时和平均流速、雷诺数等相关参数。
实验原理:1. 流体的性质:流体是一种没有固定形状、没有固定容积的物质。
它具有流动性、分子间的粘性、不可压缩性、容积变化、分子热运动等性质。
2. 流体流动规律:当流体沿管道流动时,由于慣性力、黏性力和壓力差等因素的作用,会产生压力、速度、流量等变化。
3. 测量方法流速的测量方法有瞬时法和积分法两种。
瞬时法适合于流速变化较慢的流体,积分法适用于流速变化较快的流体。
4. 流量计流量计是一种用于测量流量的设备,常用的有容积式流量计和速度式流量计两种。
5. 雷诺数雷诺数是衡量流体流动状态的重要参数,在流体流动中一般提到的雷诺数是指惯性力与黏性力之比。
实验装置:1. 管道:10m长、直径为50mm的圆管。
2. 流量计:速度式流量计。
3. 压力表:用于测量管道内的压力。
4. 流速计:用于测定流速。
5. 计时器:用于测定流量。
实验步骤:1. 打开水泵,将水从水箱中抽到管道中。
2. 连接流量计和压力表,记录不同流速下的压力、流量和流速。
3. 记录不同管道直径下的雷诺数、流量和压降。
4. 绘制压力和流量、流速和雷诺数的关系图。
5. 计算并分析实验数据,讨论雷诺数、管道直径、流量等变化对压力、阻力系数的影响。
实验结果:1. 流速计测量管道流速方式有瞬时测量和积分测量,经过比较后选择使用瞬时测量。
2. 测量不同流量下的压力和流量,发现流量与管道内压力呈线性关系,而流速则随流量的增加而减小。
3. 测定不同管道直径下的雷诺数、流量和压降,结果表明,当管道直径增大时,雷诺数减小,压降也相对减小。
4. 从实验结果分析,可知管道内的压力、流量和流速与雷诺数、管道直径、流量之间存在着密切的关系。
流体力学实验思考题参考答案流体力学实验室静水压强实验1.同一静止液体内的测压管水头线是根什么线 测压管水头指p z +,即静水力学实验仪显示的测压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,同一静止液面内的测压管水头线是一根水平线。
2.当0〈B p 时,试根据记录数据,确定水箱内的真空区域。
0〈B p ,相应容器的真空区域包括以下三个部分:(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、气所占区域,均为真空区域。
(2)同理,过箱顶小不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域。
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0γ。
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0h ,由式00h h w w γγ= ,从而求得0γ。
4.如测压管太细,对于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γθσd h cos 4= 式中,σ为表面张力系数;γ为液体容量;d 为测压管的内径;h 为毛细升高。
常温的水,m N 073.0=σ,30098.0m N =γ。
水与玻璃的浸润角θ很小,可以认为0.1cos =θ。
于是有 d h 7.29= (h 、d 均以mm 计)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。
另外,当水质不洁时,σ减小,毛细高度亦较净水小;当采用有机下班玻璃作测压管时,浸润角θ较大,其h 较普通玻璃管小。
如果用同一根测压管测量液体相对压差值,则毛细现象无任何影响。
因为测量高、低压强时均有毛细现象,但在计算压差时,互相抵消了。
一.实验目的1. 熟悉离心泵的构造和操作。
2. 测定离心泵在一定转速下的特性曲线。
二.基本原理离心泵的主要性能参数有流量Q 、压头H 、效率η和轴功率Na ,通过实验测出在一定的转速下H-Q 、Na-Q 及η-Q 之间的关系,并以曲线表示,该曲线称为离心泵的特性曲线。
特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用离心泵的重要依据。
1. 流量Q 的测定 在一定转速下,用出口阀调节离心泵的流量Q ,用涡轮流量计计量离心泵的流量Q (m 3/h )2. 压头H 的测定 离心泵的压头是指泵对单位重量的流体所提供的有效能量,其单位为m 。
在进口真空表和出口压力表两测压点截面间列机械能衡算式得gu u h gP g P H 2212212-++-=ρρ(m 液柱) (1)4. 离心泵的效率η 泵的效率为有效功率与轴功率之比ae N N =η (3)式中:e N ——用kW 来计量,则:,102100081.9ρρρe e e e QH QH g QH N =⨯== ae N QH 102ρη= (4)5. 转速改变时的换算特性曲线是某指定转速下的特性曲线,如果实验时转速与指定转速有差异,应将实验结果换算为指定转速下的数值:泵的特性曲线是在定转速下的实验测定所得。
但是,实际上感应电动机在转矩改变时,其转速会有变化,这样随着流量Q 的变化,多个实验点的转速n 将有所差异,因此在绘制特性曲线之前,须将实测数据换算为某一定转速n ′下(可取离心泵的额定转速2900rpm )的数据。
换算关系如下:)(11nn Q Q =;211)(nn H H =;311)(nn N N =三.实验装置流程和主要设备 1. 实验装置流程离心泵性能测定实验装置的流程如下图所示。
1-离心泵;2-进口压力变送器;3-铂热电阻(测量水温);4-出口压力变送 器;5-电气仪表控制箱;6-均压环;7-粗糙管;8-光滑管(离心泵实验中 充当离心泵管路);9-局部阻力管;10-管路选择球阀;11-涡轮流量计;12 -局部阻力管上的闸阀;13-电动调节阀;14-差压变送器;15-水箱 五.实验数据记录与处理心崩子型号=MS60/0.5J 额定流量=60L/min 额定扬程=19.5m 额定功率=2850r/min泵进出口测压点高度差H 0=0m 流体温度=29.4℃四.实验步骤 1.实验准备:(1)实验用水准备:清洗水箱,并加装实验用水。
热工基础与流体力学课后答案第一章: 热力学基本概念与原理1.1 热力学基本概念1.定义热力学是什么?热力学是研究能量转化与传递规律的物理学科。
2.什么是热力学系统?热力学系统是指我们研究的一个物体或一组物体,它们受到外界的控制和观察的范围。
3.什么是热力学状态?热力学状态是指热力学系统所处的一组特定的物理状态,可以用热力学性质来描述。
4.什么是热力学平衡?热力学平衡是指热力学系统各部分之间不存在宏观可观察的时间依赖关系,即不存在任何自发变化的趋势。
5.定义温度和热平衡。
温度是一个物体冷热程度的度量。
热平衡是指两个物体之间存在与观察时间长短无关的稳定非宏观可观察的温度相等状态。
1.2 状态方程与过程1.定义状态方程。
状态方程是指描述热力学系统内在状态的方程式,其中自变量为热力学性质。
2.什么是过程?过程指的是热力学系统从一个状态变为另一个状态的经历。
3.什么是定性描述过程?定性描述过程是通过描述它产生的具体效果和过程中产生的热和功来描述。
4.什么是定量描述过程?定量描述过程是通过确定系统的初始和最终状态来描述。
5.什么是容器?容器是指质点能通过的空间,可以将容器看作一个封闭的系统。
6.什么是界面?界面是指两种同质或异质材料之间的连接表面。
7.什么是外部和内部介质?外部介质是指与系统相邻接的其他物体或介质。
内部介质是指系统内部的物体或介质。
第二章: 热力学第一定律2.1 热力学第一定律的描述和适用范围1.什么是热力学第一定律?热力学第一定律是能量守恒原理的数学表述,在一个封闭系统中,系统从一个状态变为另一个状态所得到的热和功等于系统内能的变化。
2.热力学第一定律适用的条件是什么?热力学第一定律适用于封闭系统和控制体。
2.2 热力学第一定律的数学表示和应用1.热力学第一定律的数学表示是什么?热力学第一定律的数学表示为:$\\Delta U = Q - W$,其中$\\Delta U$表示内能的变化,Q表示吸收的热量,Q表示对外做功。
程流体力学实验报实验一流体静力学实验验原理重力作用下不可压缩流体静力学基本方程(1.1)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。
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)此可用仪器(不用另外尺)直接测得S0。
验分析与讨论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。
当PB,相应容器的真空区域包括以下三部分:)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,均为大气压该平面以上由密封的水、气所占的空间区域,均为真空区域。
)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。
)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4液面高于小水杯液面高度相等。
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和式,从而求得γ0。
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 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。
另外,当水质不洁时,减小,毛细高度亦较;当采用有机玻璃作测压管时,浸润角较大,其h较普通玻璃管小。
如果用同一根测压管测量液体相对压差值,则毛细现象无任何影响。
因为测量高、低压强时均有毛细现象,但在差时,互相抵消了。
过C点作一水平面,相对管1、2、5及水箱中液体而言,这个水平面是不是等压面?哪一部分液体是同一等压面?不全是等压面,它仅相对管1、2及水箱中的液体而言,这个水平面才是等压面。
因为只有全部具备下列5个条件才是等压面:(1)重力液体;(2)静止;(3)连通;(4)连通介质为同一均质液体;(5)同一水平面。
而管5与水不符合条件(4),因此,相对管5和水箱中的液体而言,该水平面不是等压面。
用图1.1装置能演示变液位下的恒定流实验吗?关闭各通气阀门,开启底阀,放水片刻,可看到有空气由c进入水箱。
这时阀门的出流就是变液位下的恒定流。
观察可知,测压管1的液面始终与c点同高,表明作用于底阀上的总水头不变,故为恒定流动。
这是由于液位的降气补充使箱体表面真空度的减小处于平衡状态。
医学上的点滴注射就是此原理应用的一例,医学上称之为马利奥特变液位下恒定流。
=0时的水箱液面作为测量基准,试该仪器在加气增压后,水箱液面将下降而测压管液面将升高H,实验时,若以P气增压后,实际压强(H+δ)与视在压强H的相对误差值。
本仪器测压管内径为0.8cm,箱体内径为20cm。
压后,水箱液面比基准面下降了,而同时测压管1、2的液面各比基准面升高了H,由水量平衡原理有实验仪d=0.8cm, D=20cm,H=0.0032是相对误差有而可略去不计。
实,对单根测压管的容器若有D/d10或对两根测压管的容器D/d7时,便可使0.01。
实验二不可压缩流体恒定流能量方程(伯诺利方程)实验验原理实验管路中沿管内水流方向取n个过断面。
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)a1=a2=…an=1,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,即可计算出断面速v及,从而即可得到各断面测管水头和总水头。
果分析及讨论测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同?为什么?测压管水头线(P-P)沿程可升可降,线坡JP可正可负。
而总水头线(E-E)沿程只降不升,线坡J恒为正,即J 是因为水在流动过程中,依据一定边界条件,动能和势能可相互转换。
测点5至测点7,管收缩,部分势能转换成动压管水头线降低,Jp>0。
测点7至测点9,管渐扩,部分动能又转换成势能,测压管水头线升高,JP<0。
而据能量=E2+hw1-2, hw1-2为损失能量,是不可逆的,即恒有hw1-2>0,故E2恒小于E1,(E-E)线不可能回升。
(E-E) 线坡度越大,即J越大,表明单位流程上的水头损失越大,如图2.3的渐扩段和阀门等处,表明有较大的局部水头损。
流量增加,测压管水头线有何变化?为什么?如下二个变化:1)流量增加,测压管水头线(P-P)总降落趋势更显着。
这是因为测压管水头,任起始时的总水头E及管道过流断面面积A为定值时,Q增大,就增大,则必减小。
而且随流量的增加阻力增大,管道任一过水断面上的总水头E相应减小,故的减小更加显着。
2)测压管水头线(P-P)的起落变化更为显着。
为对于两个不同直径的相应过水断面有中为两个断面之间的损失系数。
管中水流为紊流时,接近于常数,又管道断面为定值,故Q增大,H亦增大,(P-P 起落变化就更为显着。
测点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题?测点2、3位于均匀流断面(图2.2),测点高差0.7cm,HP=均为37.1cm(偶有毛细影响相差0.1mm),表明同断面上,其动水压强按静水压强规律分布。
测点10、11在弯管的急变流断面上,测压管水头差为7.3cm,表明急面上离心惯性力对测压管水头影响很大。
由于能量方程推导时的限制条件之一是“质量力只有重力”,而在急变流断质量力,除重力外,尚有离心惯性力,故急变流断面不能选作能量方程的计算断面。
在绘制总水头线时,测点10舍弃。
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)对喉管压响情况。
述几点措施有利于避免喉管(测点7)处真空的形成:1)减小流量,(2)增大喉管管径,(3)降低相应管线的安装高程,(4)改变水箱中的液位高度。
显然(1)、(2)、(3)都有利于阻止喉管真空的出现,尤其(3)更具有工程实用意义。
因为若管系落差不变,单管线位置往往就可完全避免真空。
例如可在水箱出口接一下垂90弯管,后接水平段,将喉管的高程降至基准高程0位能降至零,比压能p/γ得以增大(Z),从而可能避免点7处的真空。
至于措施(4)其增压效果是有条件的,现下:作用水头增大h时,测点7断面上值可用能量方程求得。
基准面及计算断面1、2、3,计算点选在管轴线上(以下水柱单位均为cm)。
于是由断面1、2的能量方程(取a2=a(1)hw1-2可表示成此处c1.2是管段1-2总水头损失系数,式中e、s分别为进口和渐缩局部损失系数。
由连续性方程有式(1)可变为(2)中可由断面1、3能量方程求得,即(3)此得(4)入式( 2)有(Z2+P2/γ)随h递增还是递减,可由(Z2+P2/γ)加以判别。
因(5)1-[(d3/d2)4+c1.2]/(1+c1.3)>0,则断面2上的(Z+p/γ) 随h同步递增。
反之,则递减。
文丘里实验为递减情况空化管设计参考。
实验报告解答中,d3/d2=1.37/1,Z1=50,Z3=-10,而当h=0时,实验的(Z2+P2/γ)=6,各值代入式(2)、(3),可得该管道阻力系数分别为c1.2=1.5,c1.3=5.37。
再将其代入式(5)得明本实验管道喉管的测压管水头随水箱水位同步升高。
但因(Z2+P2/γ)接近于零,故水箱水位的升高对提高喉管的减小负压)效果不显着。
变水头实验可证明该结论正确。
由毕托管测量显示的总水头线与实测绘制的总水头线一般都有差异,试分析其原因。
与毕托管相连通的测压管有1、6、8、12、14、16和18管,称总压管。
总压管液面的连续即为毕托管测量显示的线,其中包含点流速水头。
而实际测绘的总水头是以实测的值加断面平均流速水头v2/2g绘制的。
据经验资于园管紊流,只有在离管壁约0.12d的位置,其点流速方能代表该断面的平均流速。
由于本实验毕托管的探头通常管轴附近,其点流速水头大于断面平均流速水头,所以由毕托管测量显示的总水头线,一般比实际测绘的总水线偏因此,本实验由1、6、8、12、14、16和18管所显示的总水头线一般仅供定性分析与讨论,只有按实验原理与方总水头线才更准确。
实验三不可压缩流体恒定流动量定律实验验原理定总流动量方程为脱离体,因滑动摩擦阻力水平分离,可忽略不计,故x方向的动量方程化为中: hc——作用在活塞形心处的水深;D——活塞的直径;Q——射流流量;V1x——射流的速度;β1——动量修正系数。
验中,在平衡状态下,只要测得Q流量和活塞形心水深hc,由给定的管嘴直径d和活塞直径D,代入上式,便可验方程,并率定射流的动量修正系数β1值。
其中,测压管的标尺零点已固定在活塞的园心处,因此液面标尺读数,用在活塞园心处的水深。
验分析与讨论、实测β与公认值(β=1.02~1.05)符合与否?如不符合,试分析原因。
实测β=1.035与公认值符合良好。
(如不符合,其最大可能原因之一是翼轮不转所致。
为排除此故障,可用4B铅抹活塞及活塞套表面。
)、带翼片的平板在射流作用下获得力矩,这对分析射流冲击无翼片的平板沿x方向的动量力有无影响?为什么?无影响。
因带翼片的平板垂直于x轴,作用在轴心上的力矩T,是由射流冲击平板是,沿yz平面通过翼片造成动量矩的差所中 Q——射流的流量;Vyz1——入流速度在yz平面上的分速;Vyz2——出流速度在yz平面上的分速;α1——入流速度与圆周切线方向的夹角,接近90°;α2——出流速度与圆周切线方向的夹角;r1,2——分别为内、外圆半径。
该式表明力矩T恒与x方向垂直,动量矩仅与yz平面上的流速分量有关。
也就是说平板上附加翼片后,尽管在射下可获得力矩,但并不会产生x方向的附加力,也不会影响x方向的流速分量。
所以x方向的动量方程与平板上设片无关。
相同,试问对以上受力分析有无影响?、通过细导水管的分流,其出流角度与V2影响。
计及该分流影响时,动量方程为式表明只要出流角度与V1垂直,则x方向的动量方程与设置导水管与否无关。
、滑动摩擦力为什么可以忽略不记?试用实验来分析验证的大小,记录观察结果。
(提示:平衡时,向测压管内取出1mm左右深的水,观察活塞及液位的变化)因滑动摩擦力<5墸,故可忽略而不计。
如第三次实验,此时hc=19.6cm,当向测压管内注入1mm左右深的水时,活塞所受的静压力增大,约为射流冲击力的如活动摩擦力大于此值,则活塞不会作轴向移动,亦即hc变为9.7cm左右,并保持不变,然而实际上,此时活塞很作左右移动,自动调整测压管水位直至hc仍恢复到19.6cm为止。