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实验一 流体力学综合实验实验报告

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实验一 流体力学综合实验实验报告

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eR关系曲线及局部阻力系数

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:

gudlgpHf22 (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:

gugpHf22'' (3-2)

管路的能量损失

'fffHHH (3-3)

式中 fH——直管阻力,m水柱;

——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,1sm;

g——重力加速度,9、812sm

p——直管阻力引起的压强降,Pa;

——流体的密度,3mkg;

——局部阻力系数;

由式3-1可得 实验一 流体力学综合实验实验报告

22ludP (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与Re,然后在双对数坐标纸上标绘出Re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、—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:

guuhHHH221220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,1sm;

2u——压出管内流体的流速,1sm

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NNe (3-6)

而泵的有效功率

gQHNee/(3600×1000) (3-7)

式中:eN——泵的有效功率,Kw;

N——电机的输入功率,由功率表测出,Kw;

Q——泵的流量,-13hm;

eH——泵的扬程,m水柱。

三、实验装置流程图 实验一 流体力学综合实验实验报告

图3-1 流体力学综合实验流程图

1-底阀 2-入口压力表 3-离心泵 4-出口压力表 5-充水阀

6-差压变送器 7-涡轮流量计 8-水箱

管子规格:

1#~2#,入口内径为35.75mm,出口内径为27.1mm,直管内径为27.1mm,直管管长1m。

3#~8#,入口内径为41mm,出口内径为35.75mm,直管内径为35.75mm,直管管长1m

四、实验步骤

1.打开充水阀向离心泵泵壳内充水。

2.关闭充水阀、出口流量调节阀,启动总电源开关,启动电机电源开关。

3.打开出口调节阀至最大,记录下管路流量最大值,即控制柜上的涡轮流量计的读数。

4.直管阻力的测定:调节出口阀,流量从大到小测取8～10次,再由小到大测取8～10次,记录各次实验数据,包括涡轮流量计的读数、直管压差示值。

5、 局部阻力的测定(要求流量在1～4 13hm范围内):调节出口阀,改变管路流量3次,分别记录闸阀压差、截止阀压差、涡轮流量计的读数。

6、 离心泵特性曲线的测定:调节出口阀,流量从最大到最小测取8～10次,再由最小到最大测取8～10次,记录各次实验数据,包括入口压力表、出口压力表、涡轮流量计、功率表的读数。

7.测取实验用水的温度。

8.依次关闭出口流量调节阀、电机开关、总电源开关。

4、 当测量流量为零的数据点时,即出口阀全关,数据测量时间不宜太长,以免泵壳内水发热气化。

五、原始数据纪录表格及实验数据处理表格

流量m3/h 直管压差

mmH2O 柱 入口压力

mmHg 出口压力 Kpa 功率表读数Kw

0、05 5 -41 153、3 0、505 实验一 流体力学综合实验实验报告

局部阻力系数测定:

流量 m3/h 闸阀压差(mmH2O) 截止阀压差(mmH2O)

9、72 408 455

6、36 187 199

4、71 107 116

1、25 44 -51 152、1 0、558

1、3 45 -51 151、7 0、568

2、21 78 -59 151、5 0、582

2、38 83 -59 151、3 0、601

3、14 115 -66 150、3 0、613

3、16 119 -67 150、2 0、625

4、04 182 -79 147、8 0、643

4、37 198 -84 147、4 0、668

5、25 243 -92 145、8 0、676

5、26 271 -94 145、4 0、677

6、36 300 -97 143、9 0、684

6、44 307 -103 143、2 0、695

7、2 359 -112 140、4 0、712

7、2 397 -118 138、6 0、712

8、14 475 -139 132、2 0、743

8、19 475 -139 132、1 0、747

9、21 570 -166 123、4 0、767

9、26 578 -169 123、1 0、783 实验一 流体力学综合实验实验报告

六、实验数据处理表格

流量m3/h 直管压差

mmH2O 柱 入口压力

mmHg 出口压力 Kpa 功率表读数Kw 流速m/s Re 摩擦系数λ 扬程He

(m) 有效功率Ne (kW) 效率 η

0、05 5 -41 153、3 0、505 0、024 16、21 0、002 0、44

1、25 44 -51 152、1 0、558 0、602 14283、74 0、0645 16、22 0、055 9、89

1、3 45 -51 151、7 0、568 0、626 14855、09 0、061 16、18 0、057 10、08

2、21 78 -59 151、5 0、582 1、064 25253、65 0、0366 16、27 0、098 16、81

2、38 83 -59 151、3 0、601 1、147 27196、24 0、0336 16、25 0、105 17、51

3、14 115 -66 150、3 0、613 1、513 35880、75 0、0267 16、24 0、139 22、64

3、16 119 -67 150、2 0、625 1、523 36109、29 0、0273 16、24 0、140 22、35

4、04 182 -79 147、8 0、643 1、947 46165、04 0、0255 16、16 0、178 27、63

4、37 198 -84 147、4 0、668 2、106 49935、95 0、0237 16、19 0、192 28、82

5、25 243 -92 145、8 0、676 2、529 59991、7 0、0202 16、14 0、231 34、10

5、26 271 -94 145、4 0、677 2、534 60105、97 0、0224 16、12 0、231 34、09

6、36 300 -97 143、9 0、684 3、064 72675、66 0、017 16、01 0、277 40、51

6、44 307 -103 143、2 0、695 3、103 73589、82 0、017 16、02 0、281 40、40

7、2 359 -112 140、4 0、712 3、469 82274、33 0、0159 15、85 0、311 43、63

7、2 397 -118 138、6 0、712 3、469 82274、33 0、0175 15、75 0、309 43、35

8、14 475 -139 132、2 0、743 3、922 93015、71 0、0164 15、39 0、341 45、87

8、19 475 -139 132、1 0、747 3、946 93587、06 0、0162 15、38 0、343 45、88

9、21 570 -166 123、4 0、767 4、438 105242、6 0、0154 14、86 0、372 48、54

9、26 578 -169 123、1 0、783 4、462 105813、9 0、0154 14、87 0、375 47、84 实验一 流体力学综合实验实验报告

2、局部阻力系数测定数据处理

流量

m3/h 闸阀压差

(mmH2O) 闸阀局部

阻力系数 截止阀压

差(mmH2O) 截止阀局

部阻力系数

9、72 408 0、36 455 0、41

6、36 187 0、39 199 0、42

4、71 107 0、41 116 0、44

阻力系数

平均值 0、39 0、42

七、实验数据处理举例说明:

1、 原始数据:

流量m3/h 直管压差 mmH2O 柱 入口压力 mmHg 出口压力 Kpa 功率表读数Kw

1、25 44 -51 152、1 0、558

流量1、25 m3/h

流速:

221.25/36000.602/0.027144iQumsd

32220.027129.8144100.064510.602Pdgglu••

39980.6020.0271Re14283.741.140410ud

22210325115210101325760998.69.81uuHHHhgHH出口压力表入口压力表出口压力表入口压力表

2、流量9、72 m3/h 闸阀压差408mmH2O

229.72/36004.68/0.027144iQumsd

gugpHf22''

'22229.810.4080.364.68fgHu

九、实验结果分析与讨论

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流体力学实验报告(全)

流体力学实验报告(全)

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PB<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

流体力学综合实验实验报告

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- 1 - 流体力学综合实验实验报告

一、实验目的

1. 了解流体力学原理。

2. 学习流体力学实验的方法，掌握实验的技能。

3. 通过实验，明白流体力学中流体的各种属性及其产生的作用。

二、实验原理

流体力学综合实验主要通过实验装置与实验方法，研究流体力学的基本原理，掌握压力、压降、流量、冲力等参数的测量方法，以及流体间的力学特性（如阻力、压力损失率、混合性等），量化表征流体运动规律，有助于进一步深入研究流体力学的原理。

三、实验设备

流体力学综合实验装置由以下部分组成：

1.供水管

2.压力表

3.流量计

4.定压调节装置

5.实验室水压测试系统

6.实验室水压实验系统

四、实验步骤

1. 打开供水管，启动实验装置，并记录初始温度和流量。

2. 根据实验要求，调整定压调节装置，使实验装置持续运行。

3. 逐步记录实验装置的运行参数，如流量、压力、温度等。 - 2 - 4. 观察实验装置的运行状态，及时记录实验数据。

5. 根据实验结果，归纳总结实验意义，完成实验报告。

五、实验结果

实验中测量的参数如下：

1. 流量：1.32mL/min；

2. 压力：2.45MPa；

3. 温度：18℃。

六、实验分析

通过实验，可以看出，流量、压力和温度是流体力学中非常重要的参数，改变这些参数，可以影响流体的运动状态，从而得出实验结论。

根据实验，我们可以得出以下结论：

1. 压力的变化可以影响流体的流动状态。随着压力的增加，流体的物理特性也发生了改变，即流量也相应增大。

2. 温度的变化也会影响流体的流动状态。随着温度的升高，流量会增加。

七、实验总结

流体学综合实验报告

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1. 实验目的

本实验通过流体力学实验的综合测试，旨在加深对流体学基本原理的理解，并实践流体力学实验的操作方法和数据分析技巧。具体目标包括：

1. 掌握流速测量的原理和方法；

2. 学习压力测量的原理和方法；

3. 熟悉状态方程的测量方法；

4. 分析流体力学实验数据，得出相应结论。

2. 实验仪器与装置

本次实验所使用的仪器与装置主要包括：

1. 流量计：用于测量流体的流速；

2. 压力计：用于测量流体的压力；

3. 热敏电阻温度计：用于测量流体的温度；

4. 试验台：用于固定仪器和装置。

3. 实验原理

3.1 流速测量

流速测量的原理基于流体通过管道的体积流量和截面积之间的关系。通过测量单位时间内流体通过的体积，可以计算出流体的平均流速。

为了保证测量的准确性，实验中使用了流量计。流量计根据不同的原理可分为多种类型，包括旋转式流量计、压差式流量计和超声波流量计等。

3.2 压力测量

压力测量的原理基于流体对容器内壁面施加的压力与流体深度之间的关系。通过测量所施加的压力，可以计算出流体的压强。

在实验中，为了方便测量压力，使用了压力计。压力计主要分为摆盘式压力计和压电式压力计。通过测量压力计的示数，可以间接地得到流体的压力。

3.3 状态方程的测量

流体的状态方程描述了流体的温度、压力和体积之间的关系。实验中，通过使用热敏电阻温度计测量流体的温度，结合压力计测得的压力和容器的体积，可以得到流体的状态方程。

4. 实验步骤与结果分析

4.1 流速测量

首先将流量计插入管道中，连接相关的测量仪器。然后根据实验要求设置合适的流速，记录下每组数据，并计算平均流速。根据实验数据，在相同的压力下，流速与管道截面积成正比例关系。

4.2 压力测量

首先将压力计插入容器中，保证测量仪器的稳定性和准确性。根据实验要求设置不同的压力值，记录下每组数据，并计算平均压力。通过实验数据的分析，可以得出流体压力与深度成线性关系的结论。

流体力学综合实验报告

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引言：

流体力学是研究流体运动规律和流体力学性质的学科，广泛应用于工程领域。本实验旨在通过一系列实验，深入了解流体的性质和运动规律，加深对流体力学的理论知识的理解和应用。

实验一：流体静力学实验

在这个实验中，我们使用了一个容器装满了水，并通过一个小孔使水流出。通过测量水的高度和流量，我们可以了解到流体静力学的基本原理。实验结果表明，当小孔的面积增大时，流出的水流量也随之增加，而当容器的高度增加时，流出的水流量也会增加。

实验二：流体动力学实验

在这个实验中，我们使用了一台水泵和一段水管，通过改变水泵的转速和水管的直径，我们可以观察到水流的速度和压力的变化。实验结果表明，当水泵的转速增加时，水流的速度也会增加，而当水管的直径增加时，水流的速度会减小。同时，我们还发现，水流的速度和压力之间存在一定的关系，即当水流速度增加时，压力会减小。

实验三：流体粘度实验

在这个实验中，我们使用了一个粘度计和一种称为甘油的液体。通过测量液体在粘度计中的流动时间，我们可以计算出液体的粘度。实验结果表明，甘油的粘度较大，流动时间较长，而水的粘度较小，流动时间较短。这表明不同液体的粘度是不同的。 实验四：流体流动实验

在这个实验中，我们使用了一个流量计和一段水管，通过改变水管的直径和流速，我们可以观察到水流的流量和流速的变化。实验结果表明，当水管的直径增加时，水流的流量也会增加，而当流速增加时，水流的流量也会增加。同时，我们还发现，水流的流量和流速之间存在一定的关系，即当流速增加时，流量也会增加。

结论：

通过以上实验，我们深入了解了流体的性质和运动规律。我们发现，流体静力学和动力学的基本原理可以通过实验来验证，并且不同液体的粘度是不同的。此外，我们还发现，流体的流量和流速之间存在一定的关系。这些实验结果对于工程领域的流体力学应用具有重要的意义，可以帮助我们更好地理解和应用流体力学的理论知识。