1高等实验流体力学

本科实验报告（流体力学）姓名：学院：系：专业：学号：指导教师：2019年12 月30 日实验报告课程名称：流体力学实验类型：验证性实验项目名称：(一)流体静力学综合型实验实验日期：2019 年11月13日一、实验目的和要求1.掌握用测压管测量流体静压强的技能;2.验证不可压缩流体静力学基本方程;3.测定油的密度;4.通过对诸多流体静力学现象的实验观察分析,加深流体静力学基本概念理解,提高解决静力学实际问题的能力。

二、实验内容和原理1.在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程z + p/ρg = C 或p = p0 + ρgh式中:z——被测点相对基准面的位置高度;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;ρ——液体密度;h——被测点的液体深度。

2.油密度测量原理方法一：测定油的密度ρ0，简单的方法是利用实验装置的U型测压管8，再另备一根直尺进行直接测量。

实验时需打开通气阀4，使p0 =0。

若水的密度ρw为已知值，由等压面原理有ρ0/ρw = h1/H方法二：不另备测量尺，只利用测管2的自带标尺测量。

先用加压打气球5打气加压使U型测压管8中的水面与油水交界面齐平，有p01 =ρw gh1 = ρ0gH再打开减压放水阀11降压，使U型测压管8中的水面与油面齐平，有p02 = -ρw gh2 = ρ0gH-ρw gH联立两式则有ρ0/ρw = h1/(h1+h2)三、主要仪器设备图.1 流体静力学综合型实验装置图1. 测压管2. 带标尺测压管3. 连通管4. 通气阀5. 加压打气球6. 真空测压管7. 截止阀8. U型测压管9. 油柱10. 水柱11. 减压放水阀四、操作方法与实验步骤1.定性分析实验（1）测压管和连通管判定。

按测压管和连通管的定义,实验装置中管1、2、6、8都是测压管，当通气阀关闭时,管3无自由液面,是连通管。

(2)测压管高度、压强水头、位置水头和测压管水头判定。

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 、▽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Z B 、Z C 、Z D3. 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pz +=constY或p =+y h式中：z —被测点在基准面以上的位置高度；1.测压管2.带标尺测压管3.连通管 I2367485D图1.1流体静力学综合性实验装臵图p—被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同；po—水箱中液面的表面压强Y—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£和位置水头z之间的互相转换，决定了夜柱高和压差的对应关系：Ap二yKh Y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：Y h0=1—Y h+hw12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。

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。

中国石油大学（华东） 工程流体力学 实验报告实验日期： 成绩：班级： 学号： 姓名： 教师： 同组者：实验六、流动状态实验一、实验目的1．测定液体运动时的沿程水头损失（f h ）及断面的 平均流速（υ） ；2．绘制流态（f lg h —v lg ）曲线图，找出下临界点并计算 临界雷诺数（Re c ） 的值。

二、实验装置本室验的装置如图所示。

本实验所用的设备有流态实验装置、量筒、秒表、温度计及粘温表。

在图1-6-1横线上正确填写实验装置各部分的名称图1-6-1 流态实验装置1. 稳压水性 ；2. 进水管 ；3. 溢流管 ；4. 试验管路 ；5. 压差计 ；6. 流量调节阀 ；7. 回流管线 ；8. 试验台 ；9. 蓄水线 ； 10. 抽水泵 ；11. 出水管三、实验原理 填空1．液体在同一管道中流动，当 速度 不同时有层流、紊流两种流动状态。

层流 特点是质点互不掺混，成线状流动。

在 紊流 中流体的各质点相互掺混，有脉动现象。

不同的流态，其 沿程水头损失 与断面平均速度的关系也不相同。

层流的沿程水头损失与断面平均流速的 一次方 成正比；紊流的沿程水头损失与断面平均速度的m 次方成正比 (m= 1.75～2.0 ) 。

层流与紊流之间存在一个过渡区，它的沿程水头损失与断面平均流速关系与层流、紊流的不同。

2．当稳压水箱一直保持溢流时，实验管路水平放置且管径不变，流体在管内的流动为 稳定流 ，此种情况下v 1=v 2。

那么从A 点到B 点的沿程水头损失为h f ，可由能流量方程导出：221122f 12121212()()22()()p v p v h z z g gp pz z h h hγγγγ=++-++=+-+=-=∆h 1、h 2分别是A 点、B 点的测压管水头，由 压差计 中的两个测压管读出。

3．雷诺数（Reynolds Number ）判断流体流动状态。

雷诺数的计算公式为：Dv Re ν=D —圆管内径；v —断面平均速度；ν—运动粘度系数当c Re Re <（下临界雷诺数）为层流，c Re =2000~2320；当cRe Re '>（上临界雷诺数）为紊流，c Re '=4000~12000之间。

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和e R 关系曲线及局部阻力系数ζ 3. 了解离心泵的构造，熟悉其操作和调节方法 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和局部阻力两种。

直管阻力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和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，使泵的实际压头和流量较理论值为低，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。

《流体力学》实验教案（一）一、实验目的1. 理解流体力学的基本概念和原理。

2. 掌握流体力学实验的基本方法和技能。

3. 培养观察现象、分析问题和解决问题的能力。

二、实验原理1. 流体的定义和分类。

2. 流体的物理性质：密度、粘度和表面张力。

3. 流体流动的两种状态：层流和湍流。

4. 流体流动的连续性方程和伯努利方程。

三、实验器材与设备1. 流体流动实验装置：管道、流量计、压力计等。

2. 流体粘度实验装置：粘度计、计时器等。

3. 流体表面张力实验装置：表面张力计、铂丝等。

4. 其他辅助工具：量筒、滴定管等。

四、实验内容与步骤1. 流体流动实验：观察和记录不同流速下的压力和流量数据，分析流体流动的规律。

2. 流体粘度实验：测量不同温度下的流体粘度，探讨温度对粘度的影响。

3. 流体表面张力实验：测量不同液体的表面张力，研究表面张力的影响因素。

五、实验数据处理与分析1. 根据实验数据，绘制压力-流量曲线，分析流体流动状态。

2. 根据实验数据，绘制粘度-温度曲线，探讨温度对粘度的影响。

3. 根据实验数据，绘制表面张力-液体种类曲线，研究表面张力的影响因素。

《流体力学》实验教案（二）六、实验目的1. 掌握流体力学实验的基本方法和技能。

2. 培养观察现象、分析问题和解决问题的能力。

七、实验原理1. 流体的定义和分类。

2. 流体的物理性质：密度、粘度和表面张力。

3. 流体流动的两种状态：层流和湍流。

4. 流体流动的连续性方程和伯努利方程。

八、实验器材与设备1. 流体流动实验装置：管道、流量计、压力计等。

2. 流体粘度实验装置：粘度计、计时器等。

3. 流体表面张力实验装置：表面张力计、铂丝等。

4. 其他辅助工具：量筒、滴定管等。

九、实验内容与步骤1. 流体流动实验：观察和记录不同流速下的压力和流量数据，分析流体流动的规律。

2. 流体粘度实验：测量不同温度下的流体粘度，探讨温度对粘度的影响。

3. 流体表面张力实验：测量不同液体的表面张力，研究表面张力的影响因素。

中国石油大学（华东）工程流体力学实验报告实验日期：2013年4月8日成绩：班级：海油1102学号：11093226姓名：张家林教师：王连英同组者：谢天刘佳林花靖实验一、流体静力学实验一、实验目的：填空1．掌握用液式测压计测量流体静压强的技能；2．验证不可压缩流体静力学基本方程，加深对位置水头、压力水头和测压管水头的理解；3. 观察真空度（负压）的产生过程，进一步加深对真空度的理解；4．测定油的相对密度；5．通过对诸多流体静力学现象的实验分析，进一步提高解决实际问题的能力。

二、实验装置1、在图1-1-1下方的横线上正确填写实验装置各部分的名称本实验的装置如图所示。

1. 测压管；2. 带标尺的测压管；3. 连通管；4. 通气阀；5. 加压打气球；6. 真空测压管；7. 截止阀；8. U 形测压管；9. 油柱；10. 水柱；11. 减压放水阀图1-1-1 流体静力学实验装置图2、说明1．所有测管液面标高均以 测压管2标尺 零读数为基准；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B z 、C z 、D z ；3．本仪器中所有阀门旋柄 均以顺 管轴线为开。

三、实验原理 在横线上正确写出以下公式1．在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程 形式之一：z+p/γ=const（1-1-1a ）形式之二：h p p γ+=0 （1-1b ）式中 z ——被测点在基准面以上的位置高度；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——液体重度；h ——被测点的液体深度。

2. 油密度测量原理当U 型管中水面与油水界面齐平（图1-1-2），取其顶面为等压面，有01w 1o p h H γγ== （1-1-2） 另当U 型管中水面和油面齐平（图1-1-3），取其油水界面为等压面，则有02w o p H H γγ+= 即02w 2o w p h H H γγγ=-=- （1-1-3）h 1wh 2图1-1-2 图1-1-3由（1-1-2）、（1-1-3）两式联解可得： 21h h H +=代入式（1-1-2）得油的相对密度o dd 0=γo /γw =h1/(h1+h2) （1-1-4）根据式（1-1-4），可以用仪器（不用额外尺子）直接测得o d 。

实验一流体力学综合实验实验报告一、实验目的本实验的目的是通过对流动物体的测量，探究流体的运动规律，深入了解流体力学的相关概念。

同时，本实验也可以提高学生的实验能力，加深理论知识的理解和应用。

二、实验原理1. 基本概念流体是指能够流动的物质，包括液体和气体。

流体运动过程中，流速和压强是两个重要的物理量。

流体的流动受到斯托克斯定律的影响，该定律表明，在粘性流体中，流体的阻力与流过它的物体的速度成正比，与物体的表面积和流体的黏度成反比。

2. 流动物体的测量研究流动物体的运动规律，需要对流量、流速、压强等进行测量。

其中，流量的测量一般采用体积法、重量法、压降法等方法。

流速的测量可以采用中心角法、浮标法、液面法等方法。

压强的测量一般采用静压法和动压法。

3. 流体力学的应用流体力学在现代工程领域中有广泛的应用，如水力发电、空气动力学、航空航天工程等。

在这些领域内，流体力学的理论和实验技术都发挥着重要作用，有助于提高工程效率和安全性。

三、实验内容1. 流量计测量利用流量计对水流的流量进行测量。

流量计是一种可以对流体流量进行直接读数的设备，可以通过它来确定液体或气体的流量大小。

在本实验中，流量计采用的是内切式流量计，该流量计适用于流量较小时的情况。

四、实验结果通过测量流量计的读数，我们得到了水流的平均流量值为0.026 L/s。

3. 压力计测量结果五、实验分析在本实验中采用的是旋转翼流量计，该流量计适用于流量较大、粘度较小的情况。

通过测量流速计读数可以得到水流的流速值，该值可以帮助我们进一步分析水流的运动规律。

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 gp 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。

此时a p p <0。

流体力学实验报告目录1. 流体力学实验报告1.1 引言1.1.1 实验背景1.1.2 实验目的1.2 实验方法1.3 实验结果1.4 结论1.5 参考文献1. 引言1.1 实验背景在流体力学的研究领域中，流体的运动行为是一个重要的研究对象。

流体可以是液体或气体，其运动规律受到流体的性质和外界条件的影响。

通过进行流体力学实验，可以更好地理解流体的运动规律和特性。

1.2 实验目的本次实验旨在通过观察、测量和分析流体在不同条件下的运动状态，探索流体的流动规律，了解流体力学相关理论在实际中的应用，提高实验操作技能。

2. 实验方法在实验中，我们首先搭建好流体力学实验平台，准备好实验所需的流体、仪器和设备。

然后根据实验步骤逐步进行实验操作，记录实验数据，并进行数据分析。

最后根据实验结果得出结论。

3. 实验结果通过实验我们观察到在不同流体条件下，流体的运动状态呈现出不同的特性。

通过测量和记录实验数据，我们得出了流体在不同条件下的流速、流量等参数，并进行了数据分析。

实验结果显示，流体在不同条件下表现出各具特点的运动规律。

4. 结论根据实验结果和数据分析，我们得出了结论：流体的运动状态受到流体的性质和外界条件的影响，不同的流体在不同条件下呈现出不同的运动规律。

通过实验我们对流体力学有了更深入的理解，为进一步研究和应用流体力学提供了有益的参考。

5. 参考文献[参考文献1] 作者1. 标题1. 期刊名1，年份1，卷(期)1: 页码1.[参考文献2] 作者2. 标题2. 期刊名2，年份2，卷(期)2: 页码2.。

实验报告课程名称：过程工程原理实验（乙） 指导老师：金伟光 成绩：__________________ 实验名称：流体力学综合实验（一、二） 实验类型：工程实验 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得1、流体流动阻力的测定实验1.1 实验目的：1.1.1 掌握测定流体流经直管、阀门时阻力损失的一般实验方法 1.1.2 测定直管摩擦系数λ与雷诺数 的关系，验证在一般湍流区内λ与 的关系曲线1.1.3测定流体流经阀门时的局部阻力系数ζ1.1.4识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。

1.2 实验装置与流程：1.2.1 实验装置介绍：实验对象部分由贮水箱、离心泵、不同管径和材质的水管、阀门、管件、涡轮流量计、U 形流量计等所组成。

实验管路部分有两段并联长直管，自上而下分别为用于粗糙管直管阻力系数和光滑管直管阻力系数。

同时在粗糙直管和光滑直管上分别装有闸阀和截止阀，用于测定不同种类阀门的局部阻力。

水的流量使用涡流流量计测量，管路直管阻力和局部阻力采用压差传感器测量。

1.2.2 实验装置示意图，箭头所示为实验流程：专业： 姓名： 学号： 日期：2015 地点：教十 1208Re Re其中：1—水箱 2—离心泵 3、10、11、12、13、14—压差传感器 4—温度计 5—涡轮流量计6—孔板（或文丘里）流量计 7、8、9—转子流量计 15—层流管实验段 16—粗糙管实验段17—光滑关实验段 18—闸阀 19—截止阀 20—引水漏斗 21、22—调节阀 23—泵出口阀24—旁路阀（流量校核） a b c d e f g h — 取压点1.3 基本原理：流体通过由直管、管件和阀门等组成的管路系统时，由于粘性剪应力和涡流应力的存在，要损失一定的机械能。

流体流经直管时所造成的机械能损失成为直管阻力损失。