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熟悉仪器,测记有关常数 检查尾阀全关压差计液面是否齐平,排气调平
尾部阀门开至最大,逐步关小阀门减少管内流量,测 定稳定后流量、水温、水头损失
流量Q用体积法测量,Q=V/T 断面平均流速v=Q/A
用尾阀调节流量,共做10次(压差减小值3~5mm) 温度计量测当日水温,查运动粘滞系数计算雷诺数
分布图 计算主体断面无因次速度v/vm 、无因次坐标y/R,绘出无因
次速度分布图
思考题
为什么用无量纲(因次)数来分析射流的运动?
实验记录表
测量 断面
测量项目
测点编号 5 4 3 2 1 轴1 2 3 4 5

测点距射流 中心
1—1
距离 y
(s= ) 压差△h
(R= ) 测点射流速度 v
v/vm y/R 测点距射流 中心
流体力学实验
实验目录
动量方程实验 文丘里流量计实验 气体紊流射流实验 雷诺实验 管路沿程阻力实验 管路局部阻力实验 孔口、管嘴实验 阀门不同开启度阻力系数的测定
实验一
动量方程实验
记录格式
仪器常数:
喷嘴直径d=8mm,喷嘴断面面积A=0.5cm2
No (m3) t (s) Q (m3/s) v (m/s)
实验装置
多功能水力学实验台上,所涉及的实验部件与突扩突缩阻力 系数的测定相同
实验原理
对测点5、6断面列能量方程式,可求得阀门局部水头 损失及L1+L2长度上沿程水头损失,以hm1表示
对测点7、8断面列能量方程式,可求得阀门局部水头 损失及L1+L2长度上沿程水头损失,以hm2表示
hm1
p5 p6
y
1.5
2
vm R
v 2g1 hcos 2
其中:v ---测点流速 ;
vm---量测断面中心流速 ; y ---测点距射流轴线距离;
R---所测断面射流半宽度, Rr03.4as
实验设备
空气动力学多功能实验台 圆柱型喷嘴,喷嘴半径 r0 15mm
实验步骤
调平斜管压力计水平,将毕托管全压管接到斜管压力计“+” 接头,静压管接到斜管压力计 “-”头
实验原理
孔口出流:对水面Ⅰ-Ⅰ、收缩断面C-C列能量方程式
H2vg c20v2cg2 (0)v2cg2
vc
1
0
2gH 2gH
管嘴出流:对水面与管嘴出口断面列能量方程式
H
n
v2 2g
1 v
n
2gHn 2gH
Q vn2gH n2gH
量测作用水头H、流量Q、 孔口直径及收缩断面直径, 即可计算各项系数
打开进水管,使水箱充满水保持溢流状态 微微打开尾部阀门调节流量,待稳定后注入颜色水 当颜色水在试验管中呈现一条稳定而明显流线时,为
层流流态 渐渐开大尾部阀门增大流量,颜色水颤动、弯曲、逐
渐扩散,当扩散至全管,水流紊乱进入紊流状态 流动状态实验演示: 层流→过渡→紊流
实验步骤
测定hf –v关系及临界雷诺数
实验装置
多功能水力学实验台上涉及局部阻力实验的部件有水泵、 上水管及阀门2、计量箱、阀门局部阻力实验管道、突扩、 突缩实验管道,测压板等
仪器常数:d=26mm,D=60mm
实验原理
hm
v2 2g
突然扩大:在扩大前后取1-1及2-2断面,能量方程如下
p1 v12 p2 v22 v22 2g 2g 2g
实验仪器:L=2m ,d=14mm
实验原理
通过一等直径管道中恒定水流,在任意两过水断面1-1、22上写能量方程:
hf z1p1z2p2
z1
p1
z2
p2
2gdhf
l v2
l v2
d 2g
一般认为λ与相对粗糙度ks/k 及雷诺数Re有关
实验步骤
熟悉实验设备,记录仪器常数 关闭测点1、2、5、6、7、8、9、10的小阀门 打开阀门3、4、5、6 开泵、调节阀门2,调整流量至最大,水流稳定后记录测
实验设备
实验原理
水头损失
层流 紊流
沿程水头损失与断面平均流速的关系可由能量方程导出:
当管径不变
圆管流动中采用雷诺数来判别流态
当Re<Rec (下临界雷诺数)时为层流状态,Rec =2320 当Re>Rec’ (上临界雷诺数)时为紊流状态,4000< Rec’ <12000
实验步骤
观察流动状态
【学习目标】
➢ 了解数据管理技术和数据库技术的发展 历史
管接头
阀门4 3 阀门3
5
阀门 2
阀门8
出水阀门 计量箱
水泵 阀门
脚轮Biblioteka 贮水箱球阀 7文丘里流量计 阀门10 1 2
12 11
底盘
阀门5
4 阀门6
8 6 阀门7
阀门9
10
9
支架 连接导管 压气球
脚轮
实验原理
流量计入口处取Ⅰ-Ⅰ断面,喉部收缩段处取 Ⅱ-Ⅱ断面,不计水头损失,能量方程、连续
性方程如下:
头损失值?管内用什么性质的液体比较好?其读数怎样进 行换算为实际压强差值?
实验五
管路沿程阻力实验
实验目的
观察和测试流体在等直管道中流动时能量损失情况 掌握测定管道沿程水头损失系数λ方法 了解阻力系数在不同雷诺数下的变化情况,绘制沿程水头
损失系数λ与雷诺数Re对数关系曲线
实验设备
多功能水力学实验台上涉及沿程阻力实验部件有水泵、上 水管及阀门2、计量箱、沿程阻力实验管道、突扩、突缩 实验管道,测压板等
结合实验中观测到的不同类型管嘴与孔口出流的流股特征, 分析流量系数不同的原因及增大过流能力的途径。
实验记录
W
ΔW
类别 NO
(kg) (kg)
孔口
Δt
Q
Q
(s)
(cm3/s)
2gH
1 1 2
管嘴
三角孔 口
锥形管 嘴
实验八
阀门不同开启度阻力系数 的测定实验
实验目的
测定阀门不同开启度时(全开、30o、45o)阻力系数 掌握局部水头损失的测定方法
压管读数,用体积法量测其流量 逐渐关闭阀门2,减小流量,量测流量、相应压差值 用温度计测记实验水温t,查得ν 值计算雷诺数Re
思考题
如果将实验管道倾斜安装,压差计中读数差是不是沿程水 头损失值?
随着管道使用年限的增加,λ-Re关系曲线将有什么变化?
注意事项
阀门2要缓慢关闭,待1-2分钟水流稳定后再测读数据,保 证实验结果正确性。层流时压差为3~5mm,紊流时压差 可适当大些
记录仪器常数d1、d2,计算流量计系数k 检查测压计液面是否水平(Q=0) 关闭测点3~10小阀门 打开阀门7、8、9、10,关闭阀门3、4、5、6 阀门2(实验阀门)调至较小开度 收缩断面(测点2)处于负压状态,实验前将连接胶管灌满水,再
进行实验
进行实验
开泵(1、2测压管出现较小高差) 缓慢开启阀门2,将压差调到最大
思考题
实验若将文丘里流量计倾斜放置,各测压管内液面高度差是否会变化?
实验三
气体紊流射流实验
实验目的
观测气体紊流射流结构 测定紊流射流断面流速分布,了解紊流射流运动规律
实验原理
紊流射流起始段长度较短
射流主体段是工程研究和利用重心,断面纵向速度分布具
有相似性,无量纲半经验公式表示如下:
v
1
实验步骤
开动水泵待水箱水位恒定后,实测作用水头及收缩断面直 径
用体积法实测流量 完成孔口出流各项测定后,改换管嘴出流进行测定
注意事项
实验过程保持微小溢流 改变出流情况,可转动旋转圆盘 仪器有实测管嘴真空值装置,但达不到理论值 孔口出流收缩系数,不易量测,计算中可采用ε =0.64
实验分析与问题讨论
如果2号测压管中液位降得太低,关小阀门10抬高液位 如果测压计中液位太高,可用压气球加压,压低液位
实验纪录
NO
h1
h2
△h
(cm) (cm) (cm)
1
2
3
4
5
文丘里流量计的测定数据记录表
▽ (cm3)
△t
Q
Q0
流量系数 μ平均
(s) (cm3/s) (cm3/s)
μ
注意事项
实验量测需在水流稳定后再进行,调节出水阀门应缓慢,并注意测压 管液 面高差控制 读压差、控制阀门、量测流量需相互配合 如果出现测压管冒水现象,阀门10全开或停泵重做
h1
hm2
p7 p8
h2
2h7h8h5h6
v2/2g
实验步骤
关闭测点1、2、3、4、9、10、11、12的小阀门 调节球阀至某一开启度(先做全开) 打开阀门2、3、6、9、10 关闭阀门4、5、7、8 开泵调节阀门2,使测压管5、6、7、8中出现压差,
如管中液位太高,可从13号测压管打压,降低液 位增加量测范围 用计量箱量测流量
将调节阀由小逐步开大,管内流速慢慢加大,重复上 述步骤
注意事项
整个试验过程注意保持水箱内水头稳定,待水头稳定后再量 测流量和水头损失
流动形态转变点附近,流量变化间隔小,准确测量临界雷诺 数
层流流速小,水头损失较小,应耐心、细致地多测几次
不要碰撞设备并保持实验环境的安静,减少扰动
思考问题
要使注入颜色水能确切反映水流状态,应注意什么问题? 如果压差计用倾斜管安装,压差计的读数差是不是沿程水
水流紊动造成压差计液面微小波动,待水流稳定读取上下 波动范围平均值
用开始和结束两次测记水温平均值求雷诺数 如测压管出现冒水,把阀门全开或停泵重做
实验六
管路局部阻力实验
实验目的
掌握测定管路局部水头损失系数ζ 方法 将管道局部水头损失系数实测值与理论值进行比较 观察水流经局部阻力区测压管水头及水流变化情况
p1 1v1 2 p2 2v22 2g 2g 1 2 1 4d12v1 4d22v2
Q
4
d22
1
d2 d1
4
2g p1 p2
d 22
k
4
2g
1
d2 d1
4
p1 p2 h
Qk h
实际上两个断面间存在水头损失,
Qo Q
实际流量略小于计算流量,令
Qo
t
流量系数
实验步骤
准备工作
打开实验台活动盖板,接通风机电源开机 打开风门调好风量,将毕托管放到测量断面量测。
流体出口速度、不同射程s与断面速度、轴心速度
测定大气压、气温 实验完毕停机,关闭电源整理仪器设备
实验结果和计算
将实测数据填入记录表格 绘出射流结构图 计算量测断面测点流速,确定中心点最大流速,绘出速度
值是否一定大于突然缩小的ζ值?
实验七
孔口、管嘴实验
实验目的
观察孔口、管嘴自由出 流的水力现象
测定孔口、管嘴出流收 缩系数ε,流量系数μ, 流速系数φ,阻力系数ζ
实验设备
联接胶管 活动插板
挡水板
烧杯 进水管 水泵
有机玻璃水箱
测真空玻璃管 旋转圆盘
(四种出流)
挡水板 调节阀门
水箱
支架
支架
支架
孔口、管嘴实验仪
计算值 R’x= Qv (N)
1 2 3 4 5 6
实测值 Rx (N)
误差%
实验分析与问题讨论
分析用动量定律求得的力和实测力之间产生误差的原因
实验二
文丘里流量计实验
实验目的
了解文丘里流量计构造、适用条件 测定流量系数,学习量测管道流量原理、技巧
验证能量方程正确性
测压管
实验装置
多功能水力学实验台
注意事项
出现测压管冒水现象,可把阀门10全开或停泵重做
实验记录

h5
h6 h1 h7
h8 h2 2h2 h1
t
启 NO
Q
v

(cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm)
(cm)
(cm3) (s) (cm3/s) (cm/s)
1 全
2 开
3
1 30o 2
3
1 45o 2
3
第1章 数据库技术的发展 及基本理论
2—2 (s= )
(R= )
距离 y 压差△h 测点射流速度 v
3—3 (s= ) (R= )
v/vm
y/R 测点距射流 中心 距离 y 压差△h 测点射流速度 v
v/vm y/R
实验四
雷诺实验
实验目的
观察层流、紊流、流动特征及其转变情况,加深对层流、 紊流形态感性认识
测定层流、紊流水头损失与断面平均流速关系 绘制lghf -lgv曲线,计算图中的斜率m 、临界雷诺数Rec
动稳定后,记录测压管液面高度,量测流量 调节阀门2,改变流量,重复测量三次
注意事项
实验需在水流稳定后再进行 计算局部水头损失系数,应注意选择相应流速水头 量测断面应在渐变流断面上,下游断面应选在旋涡区末端
思考题
试分析实测hm与理论计算有什么不同?原因何在? 相同管径变化条件下,相应于同一流量,其突然扩大的ζ
p1 p2 v12 v2 2
2g
v22
2g
hm
2
v22 2g
hm
1
v1 2 2g
突然缩小:在缩小前后取3-3及4-4断面,列能量方程
p3 v32 p4 v42 v42 2g 2g 2g
p3 p4 v32 v42
2g
v42
2g
hm
v22 2g
0.51
A2 A1
实验步骤
熟悉仪器,记录有关常数 关闭测点1、2、3、4、5、6、7、8 的小阀门 打开阀门2、7、8、9、10 关闭阀门3、4、5、6 开泵调节阀门2,使测压管9、10、11、12出现压差,待流
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