实验流体力学-误差小结及数据处理2016

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流体力学实验报告

流体力学实验报告

实验一 柏努利实验一、实验目的1、通过实测静止和流动的流体中各项压头及其相互转换,验证流体静力学原理和柏努利方程。

2、通过实测流速的变化和与之相应的压头损失的变化,确定两者之间的关系。

二、基本原理流动的流体具有三种机械能:位能、动能和静压能,这三种能量可以互相转换。

在没有摩擦损失且不输入外功的情况下,流体在稳定流动中流过各截面上的机械能总和是相等的。

在有摩擦而没有外功输入时,任意两截面间机械能的差即为摩擦损失。

流体静压能可用测压管中液柱的高度来表示,取流动系统中的任意两测试点,列柏努利方程式:∑+++=++f h p u g Z P u g Z ρρ2222121122对于水平管,Z 1=Z 2,则 ∑++=+f h p u p u ρρ22212122若u 1=u 2, 则P 2<P 1;在不考虑阻力损失的情况下,即Σh f =0时,若u 1=u 2, 则P 2=P 1。

若u 1>u 2 , p 1<p 2;在静止状态下,即u 1= u 2= 0时,p 1=p 2。

三、实验装置及仪器图2-2 伯努利实验装置图装置由一个液面高度保持不变的水箱,与管径不均匀的玻璃实验管连接,实验管路上取有不同的测压点由玻璃管连接。

水的流量由出口阀门调节,出口阀关闭时流体静止。

四、实验步骤及思考题3、关闭出口阀7,打开阀门3、5,排出系统中空气;然后关闭阀7、3、5,观察并记录各测压管中的液压高度。

思考:所有测压管中的液柱高度是否在同一标高上?应否在同一标高上?为什么?4、将阀7、3半开,观察并记录各个测压管的高度,并思考:(1)A、E两管中液位高度是否相等?若不等,其差值代表什么?(2)B、D两管中,C、D两管中液位高度是否相等?若不等,其差值代表什么?5、将阀全开,观察并记录各测压管的高度,并思考:各测压管内液位高度是否变化?为什么变化?这一现象说明了什么?五、实验数据记录.液柱高度 A B C D E阀门关闭半开全开实验二 雷诺实验一、实验目的1、 观察流体在管内流动的两种不同型态,加强层流和湍流两种流动类型的感性认识;2、掌握雷诺准数Re 的测定与计算;3、测定临界雷诺数。

《流体静力学实验》实验报告

《流体静力学实验》实验报告

中国石油大学(华东)现代远程教育工程流体力学实验报告学生姓名:刘军学号:14456145005年级专业层次:14秋《油气储运技术》网络高起专学习中心:山东济南明仁学习中心提交时间:2016年1月5日实验名称流体静力学实验实验形式在线模拟+现场实践提交形式提交电子版实验报告一、实验目的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,进一步提高解决静力学实际问题的能力。

二、实验原理1.在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程形式之一:(1-1a)形式之二:P=P0+γh(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;P0——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1-2),取其顶面为等压面,有P01=γwh1=γ0HP01(1-2)另当U型管中水面和油面齐平(图1-3),取其油水界面为等压面,则有P02+γwH=γ0H即P02=-γwh2=γ0H-γwH由(1-2)、(1-3)两式联解可得:代入式(1-2)得油的相对密度(1-4)据此可用仪器(不用另外尺)直接测得。

流型判别方法(奥齐思泽斯基方法):三、实验装置1.测压管;2.带标尺的测压管;3.连通管;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.所有测管液面标高均以标尺(测压管2)零读数为基准;2.仪器铭牌所注、、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、、亦为、、;3.本仪器中所有阀门旋柄顺管轴线为开。

图1-1 流体静力学实验装置图四、实验步骤1.搞清仪器组成及其用法。

流体综合实验报告分析

流体综合实验报告分析

一、实验背景流体力学是研究流体运动规律及其与固体壁面相互作用的科学。

随着工业、交通、建筑等领域的发展,流体力学在各个领域的应用越来越广泛。

为了提高学生对流体力学知识的理解和应用能力,我们进行了流体综合实验。

二、实验目的1. 掌握流体力学基本实验方法,提高实验操作技能。

2. 验证流体力学基本理论,加深对流体运动规律的理解。

3. 分析实验数据,提高数据处理和分析能力。

4. 培养团队合作精神和创新意识。

三、实验内容1. 流体静力学实验:通过测量液体静压强,验证不可压缩流体静力学基本方程,掌握用测压管测量液体静水压强的技能。

2. 流体阻力实验:测定流体流经直管、管件和阀门时的阻力损失,验证在一般湍流区内雷诺准数与直管摩擦系数的关系曲线。

3. 流体流动阻力测定实验:测定流体流经直管、管件和阀门时的阻力损失,验证在一般湍流区内雷诺准数与直管摩擦系数的关系曲线。

四、实验方法与步骤1. 流体静力学实验:使用液式测压计测量液体静压强,记录数据,分析结果。

2. 流体阻力实验:通过测量不同雷诺准数下的流体阻力,绘制雷诺准数与直管摩擦系数的关系曲线。

3. 流体流动阻力测定实验:通过测量不同管件和阀门处的阻力损失,分析流体流动阻力的影响因素。

五、实验结果与分析1. 流体静力学实验:实验结果表明,液体静压强与测压管深度成正比,验证了不可压缩流体静力学基本方程。

2. 流体阻力实验:实验结果表明,在一般湍流区内,雷诺准数与直管摩擦系数呈非线性关系,验证了雷诺准数与直管摩擦系数的关系曲线。

3. 流体流动阻力测定实验:实验结果表明,管件和阀门对流体流动阻力有显著影响,其中弯头、三通等管件对阻力的影响较大。

六、讨论与心得1. 通过流体静力学实验,我们深入理解了不可压缩流体静力学基本方程,为后续学习流体动力学奠定了基础。

2. 流体阻力实验和流体流动阻力测定实验使我们认识到,在工程实践中,流体阻力对设备性能和能耗有重要影响。

因此,在设计过程中,应充分考虑流体阻力因素,以提高设备性能和降低能耗。

流体力学实验报告总结与心得

流体力学实验报告总结与心得

流体力学实验报告总结与心得1. 实验目的本次流体力学实验的目的是通过实验方法,对流体的流动进行定性和定量分析,掌握基本的流体流动规律和实验操作技能。

2. 实验内容本次实验主要分为两个部分:流体静力学的实验和流体动力学的实验。

在流体静力学实验中,我们测定了液体的密度、浮力、压力与深度的关系,并验证了帕斯卡定律。

在流体动力学实验中,我们测量了流体在管道中的速度分布,获得了流速与压强变化的关系,并通过管道阻力的实验验证了达西定理。

3. 实验过程与结果在实验过程中,我们依次进行了密度的测量、液体的浮力测定、压力与深度关系的测定、流速分布的测量和管道阻力的实验。

通过各项实验得到的数据,我们进行了数据处理和分析,得出了相应的曲线和结论。

在密度的测量实验中,我们使用了称量器和容量瓶,通过测定液体的质量和体积,计算出了液体的密度。

在测量液体的浮力时,我们使用了弹簧测量装置,将液体浸入弹簧中,通过测量弹簧的伸长量计算出液体所受的浮力。

在压力与深度关系的测定实验中,我们使用了压力传感器和水桶,通过改变水桶的水深,测量压力传感器的输出信号,得出了压力与深度的关系曲线。

在流速分布的测量实验中,我们使用了流速仪和导管,将流速仪安装在导管中不同位置,通过读出流速仪的示数,绘制出流速与导管位置的关系曲线。

在管道阻力的实验中,我们通过改变导管的直径和流速,测量压力传感器的输入信号,计算出阻力与流速的关系。

4. 结论与讨论通过以上实验和数据处理,我们得出了以下结论:1. 密度的测量实验验证了液体的密度与质量和体积的关系,得到了各种液体的密度数值,并发现不同液体的密度差异较大。

2. 测量液体的浮力实验验证了浮力与液体所受重力的关系,进一步加深了我们对浮力的理解。

3. 压力与深度关系的测定实验验证了帕斯卡定律,即液体的压强与深度成正比,且与液体的密度无关。

4. 流速分布的测量实验揭示了流体在导管中的流动规律,得到了流速随着导管位置的变化而变化的曲线,为后续的流体动力学研究提供了基础。

物理实验中的误差分析和数据处理

物理实验中的误差分析和数据处理

物理实验中的误差分析和数据处理在物理实验中,误差分析和数据处理是不可避免的步骤。

只有经过正确的误差分析和数据处理,才能得到准确可靠的实验结果,否则得到的结果可能会出现较大误差。

一、误差的分类误差可以分为系统误差和随机误差。

系统误差指的是在一定条件下所引起的不可避免的误差,例如仪器本身的误差、环境因素的影响等。

系统误差是可以准确量测的,但不能除去。

随机误差指的是对同一量的多次测定,所得结果之间的差异。

随机误差是由测量方法、人为因素、环境因素等引起的,并且无法准确量测。

但是,可以通过多次实验来减小随机误差。

二、误差的处理对于系统误差,需要在实验开始前进行检测和校正,减小系统误差的影响。

而对于随机误差,则需要通过数据处理来减小误差的影响。

1. 多次实验法多次实验法是减小随机误差的有效方法。

通过多次实验,可以得到多组数据,然后求出平均值,平均值时随机误差的影响逐渐减小,所以平均值相对准确。

2. 标准差在多次实验得到数据的基础上,要求出这些数据的平均值和标准差。

标准差可以反映测量数据的离散程度。

标准差越小,数据就越稳定。

标准差表示如下:$s=\sqrt{\dfrac{\sum\limits_{i=1}^N(x_i-\bar{x})^2}{N-1}}$其中,$s$表示标准差,$x_i$表示第$i$次测量的数值,$\bar{x}$表示测定数值的平均值,$N$为多次测量得到的数据总数。

3. 实验误差实验误差是由于实验方法的局限性和人的主观因素而产生的误差。

正确处理实验误差,需要选择合理的实验方法并进行多次实验,及时发现和排除主观因素的影响。

4. 其他误差处理方法除了上述方法外,还有其他误差处理方法,例如引入放大器或稳压器等仪器来减少系统误差的影响。

在进行测量时,也可以采用先进的传感器和自动控制系统,来减少实验误差的影响。

三、数据处理数据处理是对实验数据进行整理和分析,以达到正确的实验结果。

常见的数据处理方法包括:1. 直线拟合法直线拟合法是利用最小二乘法,将测得的离散数据拟合成一条直线,从而得到数据的规律性。

实验一 流体力学实验

实验一 流体力学实验

5
实验 流量/ 次数 (m3/h) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3 4 5 6 6.6 7 7.5 8 5.5 4.5
Re 光滑管 3.30×10
4
λ光滑管 exp 0.0252 0.0240 0.0220 0.0207 0.0194 0.0200 0.0192 0.0194 0.0210 0.0217
六、 实验结果讨论
(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:是,这样可使管中有较大压力使得气体排出。 (2)如何检测管路中的空气已经被排除干净? 答:先检查连接软管以及传感器的出口管中有没有气泡。如果没有了,关闭 流量调节阀,看压差计的读数是否为零,如果为零,则说明气体已经排空。 (3)以水作介质所测得的λ~Re 关系能否适用于其他流体?如何应用? 答:能适用于其他流体。通过密度和黏度换算。 (4)在不同设备上(包括不同管径),不同水温下测定的λ~Re 数据能否关 联在同一条曲线上? 答:能关联在同一曲线上。 (5)如果测压口,孔边缘有毛刺或安装不垂直,对静压的测量有何影响? 答:没有影响,静压是由流体内部分子运动造成的,静压一定反应到压差计 高度差一定,所以对测量无影响。
计算示例:
0.0322 Re光滑管 duρ μ 7.5 1000 π 2 3600 0.0322 4 8.24 ×10 4 0.001
光滑管exp
P 2d 3910 2 0.0322 0.0207 2 7.5 lu 2 1000 2 ( ) π 2 3600 0.0322 4
2
南京工业大学化工原理实验报告
④关闭阀 2, 打开阀 1 并调节流量使转子流量计的示值分别为 3m3/h、 4m3/h、 3 4.5m /h……9m /h,测得每个流量下对应光滑管和粗糙管的压差,分别记下倒 U 形管压差计的读数; ⑤关闭阀 1,打开阀 2,重复步骤④,测得闸阀全开时的局部阻力;

流体力学实验误差分析

流体力学实验误差分析

流体力学实验误差分析
流体力学实验误差分析是实验流体力学中不可或缺的一部分,为了得到更准确的测量结果,误差分析及控制是十分重要的。

对于流体力学实验测量,不论是在管路或模型实验室中,受其测量设备及环境等因素的影响,其结果都可能存在着一定的误差。

因此,为了保证研究成果的准确性及可靠性,误差分析与控制显得尤其重要。

首先,需要了解实验中的两类误差:一类是系统误差,即从测量结果和实际结果之间的差异;另一类是测量误差,即实际测量结果和理论结果之间的差异。

误差分析应全面考虑因容器、表面、尺寸等环境因素及观测器、管道、支撑等技术设备而产生的误差,并加以细致求解,以尽量把误差降至最低。

其次,为了减少误差的大小,有许多措施可以采取。

如:(1)选择准确可靠的技术设备和测量器件;(2)在使用技术设备或实验室的过程中,要避免压力波动及泄漏;(3)通过数据拟合程序,增加误差溯源程序,提高测量数据的准确度;(4)在实验过程中,定期对系统和测量器件继续校准;(5)定时对温度和压力进行背景排查,并使用
计算机进行重复实验;(6)结合历史试验数据,进行可靠性分析,如果符合要求,则可用于未来试验。

最后,要认识到,误差分析是一个持续的过程:从实验前的准备阶段到实验的运行期间,定期进行检查和分析,并对可能导致误差增加的因素加以控制。

误差分析不仅涉及实验室的技术设备,而且涉及常规的控制,这样才能保证测量结果的准确性及可信性。

总之,流体力学实验误差分析是很重要的一部分,需要对实验环境和技术设备进行全面分析,才能最大程度地减少误差。

同时,应定期检查和分析,并实施严格的常规控制,以有效控制误差,以保证测量的准确性和可靠性。

流体综合实验数据处理

流体综合实验数据处理

流体综合实验数据处理在流体综合实验中,我们测试了多个流体力学参数,如雷诺数、阻力系数、流量、压降等。

如何处理这些数据是一个非常重要的问题,因为数据处理的质量直接影响我们对结果的信任度。

在这篇文章中,我们将介绍我们在数据处理方面采取的策略。

首先,我们需要对从实验中获得的原始数据进行筛选和处理。

原始数据可能包含噪声、干扰和误差,我们需要把这些因素尽可能排除掉。

为了保证数据的可靠性,我们对每个参数进行多次测量,并取平均值作为该参数的最终结果。

同时,我们也需要对实验数据进行比较和分析,以了解它们之间的关系和趋势。

其次,我们需要使用适当的工具和模型进行数据分析。

例如,在计算雷诺数时,我们需要使用流体的密度、速度和粘度等参数。

在计算阻力系数时,我们需要使用流体的密度、速度、压降和物体的尺寸等参数。

因此,在处理数据时,我们需要确保我们使用了正确的参数和公式,以保证结果的准确性和可靠性。

第三,我们需要对结果进行有效的可视化和表达,以便更好地理解实验数据。

例如,我们可以将不同雷诺数下的阻力系数绘制成曲线图,以显示它们之间的关系和趋势。

我们也可以使用散点图来显示流量和压降之间的线性关系。

通过这些可视化工具,我们可以更直观地理解实验结果,发现问题并进行改进。

最后,我们需要对结果进行统计和分析,以确定它们在统计学上的显著性。

例如,在比较两个不同阻力系数时,我们可以进行t检验,以确定它们之间的差异是否显著。

这将有助于我们确定实验结果是否可靠,以及我们的实验是否能够证明我们的假设。

综上所述,数据处理在流体综合实验中起着非常重要的作用。

通过正确的数据处理策略,我们可以提高数据的质量和准确性,更好地理解实验结果,并得出可靠的结论。

流体力学实验总结

流体力学实验总结

流体力学实验总结流体力学被广泛应用于各种科学与工程技术领域,是实验测试的重要手段之一。

今天,我们将通过总结一次完整的流体力学实验,来解释这一群体实验的基本流程和组成部分。

实验的准备工作首先需要准备实验所需要的设备,包括一个带有球阀的水箱,一把水流量计,一台带有静压表的水压管和一台水力计等。

其次,设计一个合适的试验结构。

为了确保实验精确地计量出流体力学所需要的水流量,试验结构需要尽可能简单,有利于实验测量水流量和压力。

实验行动后,需要进行水流量和压力测量,以便定义流体力学所需要的流量和压力。

为此,需要使用水流量计和压力管来测量静态和动态流量,这两计量值需要以数字化的形式记录,以便后期进行数据的分析和处理。

在确定了所有测量值后,下一步就是用物理模型来描述流体力学中所需要的水流量和压力变化规律。

通过分析该模型的结果,可以得出流体力学中的水流量和压力关系,即:水流量变化应随压力变化而变化;工作介质的性质影响压力时,水流量也会受到影响。

最后,要用实验结果来检验流体力学模型的正确性。

通过使用计算机分析软件,可以比较实验测量值与模型计算结果的差异,从而确定实验结果的准确性,并对结果进行分析和讨论。

综上所述,流体力学实验的基本流程有:1)准备实验装置;2)测量水流量和压力;3)建立模型和模拟;4)比较实验测量值与模型计算结果。

由此可见,流体力学实验是一个复杂的实验过程,它需要严格控制实验条件,精密操作,有效地分析数据,才能保证实验结果的准确性和可靠性。

因此,进行流体力学实验时,要做好充足的准备工作,重视细节,认真负责,才能得到可靠准确的实验结果。

至此,本文总结了流体力学实验的基本流程和组成部分,为进行流体力学实验提供了详细的参考,以期提高实验的准确性和效率。

《流体静力学实验》实验报告

《流体静力学实验》实验报告

中国石油大学(华东)现代远程教育工程流体力学实验报告学生姓名:刘军学号:14456145005年级专业层次:14秋《油气储运技术》网络高起专学习中心:山东济南明仁学习中心提交时间:2016年1月5日实验名称流体静力学实验实验形式在线模拟+现场实践提交形式提交电子版实验报告一、实验目的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,进一步提高解决静力学实际问题的能力。

二、实验原理1.在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程形式之一:(1-1a)形式之二:P=P0+γh(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;P0——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1-2),取其顶面为等压面,有P01=γwh1=γ0HP01(1-2)另当U型管中水面和油面齐平(图1-3),取其油水界面为等压面,则有P02+γwH=γ0H即P02=-γwh2=γ0H-γwH由(1-2)、(1-3)两式联解可得:代入式(1-2)得油的相对密度(1-4)据此可用仪器(不用另外尺)直接测得。

流型判别方法(奥齐思泽斯基方法):三、实验装置1.测压管;2.带标尺的测压管;3.连通管;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.所有测管液面标高均以标尺(测压管2)零读数为基准;2.仪器铭牌所注、、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、、亦为、、;3.本仪器中所有阀门旋柄顺管轴线为开。

图1-1 流体静力学实验装置图四、实验步骤1.搞清仪器组成及其用法。

《流体静力学》实验报告

《流体静力学》实验报告

中国石油大学(华东)现代远程教育工程流体力学实验报告学生姓名:学号:年级专业层次:16春网络春高起专学习中心:山东济南明仁学习中心提交时间:2016年5月30日??1.在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程????????形式之一: ?????????????????(1-1a)????????形式之二: ?P=P0+γh??????????????????????(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;????????P0——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1-2),取其顶面为等压面,有???P01=γw h1=γ0HP01???????????????????????(1-2)????????另当U型管中水面和油面齐平(图1-3),取其油水界面为等压面,则有??P02+γw H=γ0H ????????即??P02=-γw h2=γ0H-γw H?????????????????????(1-3)????????由(1-2)、(1-3)两式联解可得:????????代入式(1-2)得油的相对密度??????????????????????? ?????????(1-4)????????据此可用仪器(不用另外尺)直接测得。

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图1-1? 流体静力学实验装置图1.测压管;??2.带标尺的测压管;??3.连通管;??4.真空测压管;?? 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.所有测管液面标高均以标尺(测压管2)零读数为基准;2.仪器铭牌所注、、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、、亦为、、;3.本仪器中所有阀门旋柄顺管轴线为开。

流体力学动量定理实验数据处理

流体力学动量定理实验数据处理

流体力学动量定理实验数据处理
实验数据处理流程如下:
首先,收集实验所涉及的数据。

这些数据包括流体介质的质量、速度以及应用在流体上的力。

确保记录每个数据的准确数值。

计算流体的动量。

根据流体的质量和速度,使用动量=质量×速度。

对实验中施加在流体上的力进行处理。

将施加在流体上的力数据转换为动量变化率。

这可以通过力的变化率=施加力的时间导数。

根据流体力学动量定理,动量的变化率等于施加在流体上的力的总和。

使用总动量变化率=Σ(力的变化率)。

对实验数据进行统计分析。

计算总动量变化率的平均值和标准差,以评估实验结果的可靠性。

如果有多组实验数据,计算每组数据的动量变化率,并计算其平均值和标准差。

进行误差分析。

比较实验结果与理论预期值,计算误差百分比以评估实验的准确性和精确度。

将实验结果进行图表化展示。

工程流体力学实验报告

工程流体力学实验报告

工程流体力学实验报告工程流体力学实验报告引言工程流体力学是研究流体在工程领域中的运动和力学性质的学科。

实验是工程流体力学研究中不可或缺的一部分,通过实验可以验证理论,探究流体的行为和特性。

本实验报告旨在介绍并分析工程流体力学实验的设计、方法、结果和讨论。

一、实验目的本次实验的目的是研究流体在管道中的流动特性,通过测量流体的压力、流速和管道摩阻系数等参数,探究不同条件下的流体流动规律。

二、实验装置和方法本次实验使用的装置包括一段直径为D的水平圆管、压力传感器、流速计和流量调节阀等设备。

实验方法主要分为以下几个步骤:1. 准备工作:根据实验要求选择合适的管道直径和长度,将管道安装在实验台上,并连接好压力传感器、流速计等设备。

2. 流量调节:通过调节流量调节阀控制流体的流量,保持一定的实验条件。

3. 测量压力:利用压力传感器测量管道中的压力,并记录下来。

在不同流量条件下进行多次测量,确保数据的准确性。

4. 测量流速:使用流速计测量管道中的流速,并记录下来。

同样地,在不同流量条件下进行多次测量。

5. 数据处理:根据测量得到的数据,计算出流体的摩阻系数、雷诺数等参数,并进行数据分析和比较。

三、实验结果和讨论根据实验数据,我们可以绘制出不同流量条件下的压力-流速曲线和压力-摩阻系数曲线。

通过观察曲线的变化趋势,我们可以得出以下结论:1. 流体的摩阻系数与流速成正比,即流速越大,摩阻系数越大。

这与工程流体力学中的理论预测相符合。

2. 随着流速的增加,管道中的压力也随之增加。

这是由于流体在管道中的摩擦力增加导致的。

3. 在一定流速范围内,压力和流速之间存在线性关系。

然而,在流速达到一定阈值后,压力增加的速率会减缓,这是由于流体达到了临界状态,流动变得不稳定。

通过实验结果的分析,我们可以更好地理解流体在管道中的流动特性,为工程实践提供参考和指导。

四、实验误差和改进在实验过程中,可能会存在一些误差,例如仪器的精度限制、实验条件的不完全控制等。

流体力学实验实训总结报告

流体力学实验实训总结报告

一、实验背景与目的流体力学是研究流体运动规律和力学特性的学科,广泛应用于工程、科学研究和日常生活等领域。

为了提高我们对流体力学基本理论的认识,培养实际操作能力,我们进行了流体力学实验实训。

本次实训旨在通过一系列实验,加深对流体力学基本概念、基本理论和实验方法的理解,提高我们的动手能力和分析问题的能力。

二、实验内容与过程本次实训共进行了五个实验,分别为:1. 沿程阻力实验:通过测定流体在不同雷诺数情况下,管流的沿程水头损失和沿程阻力系数,学会体积法测流速及压差计的使用方法。

2. 动量定律实验:测定管嘴喷射水流对挡板所施加的冲击力,测定动量修正系数,分析射流出射角度与动量力的相关性,加深对动量方程的理解。

3. 康达效应实验:观察流体流动,发现某些问题和现象,分析流体与物体表面之间的相互作用。

4. 毛细现象实验:研究毛细现象的产生原因及其影响因素,了解毛细现象在工程中的应用。

5. 填料塔流体力学性能及传质实验:了解填料塔的构造,熟悉吸收与解吸流程,掌握填料塔操作方法,观察气液两相在连续接触式塔设备内的流体力学状况,测定不同液体喷淋量下塔压降与空塔气速的关系曲线,并确定一定液体喷淋量下的液泛气速。

在实验过程中,我们严格按照实验指导书的要求进行操作,认真记录实验数据,并对实验结果进行分析和讨论。

三、实验结果与分析1. 沿程阻力实验:通过实验,我们得到了不同雷诺数情况下,管流的沿程水头损失和沿程阻力系数。

结果表明,随着雷诺数的增加,沿程水头损失和沿程阻力系数均有所减小,说明层流和湍流对流体阻力的影响不同。

2. 动量定律实验:实验结果显示,管嘴喷射水流对挡板所施加的冲击力与射流出射角度密切相关。

当射流出射角度增大时,冲击力也随之增大,说明动量修正系数在动量方程中的重要性。

3. 康达效应实验:通过观察流体流动,我们发现当流体与物体表面之间存在表面摩擦时,流体会沿着物体表面流动,这种现象称为康达效应。

实验结果表明,康达效应在工程中具有广泛的应用,如飞机机翼的形状设计等。

塔流体力学性能曲线测定实验误差分析

塔流体力学性能曲线测定实验误差分析

塔流体力学性能曲线测定实验误差分析在油气开采工艺中,塔流体力学性能曲线是塔内流体的流动性能评估的重要依据。

然而在实验中误差的存在,极大程度地影响了测试结果的可靠性和准确性。

因此本文将针对塔流体力学性能曲线测定实验中的误差,进行详细的分析和总结。

实验误差是指实际测量值与真实值之间的差异。

塔流体力学性能曲线测定实验中的误差主要来源于仪器本身的误差和操作人员的误差。

仪器误差是指仪器在测量过程中的规定误差,例如传感器的灵敏度、精度和分辨力等参数。

而操作人员的误差则分为实验方法误差和操作技能误差。

实验方法误差是指实验中使用不当或操作不规范而导致的误差,例如对实验条件的掌握不熟练、操作不到位等。

操作技能误差则是指技能水平不佳或非专业人员进行实验而导致的误差。

在实验数据处理的过程中,我们应该尽可能地将误差对实验结果的影响降到最低。

具体分析和处理方法如下:1.利用标准品进行校正和调节。

在进行实验前,需要对仪器进行校准和调节,使其达到标准要求。

通过这样的方法可以减少仪器误差,提高测量的准确性。

2.采用多次测量取平均值的方法。

实验正常进行后,我们可以进行多次重复测量并取平均值,从而提高数据的可靠性和准确性。

3. 分析样本数据的偏差。

在进行数据处理的过程中,通过分析样本数据的变异程度和偏差情况,可以更好地发现和减少误差的存在。

4. 采取统计处理的方法。

为了更好地消除单次实验中的误差,我们可以利用统计学方法进行处理,例如利用方差分析或偏差分析来辨别误差的来源和大小。

总体来说,对于塔流体力学性能曲线测定实验来说,误差是难以完全避免的。

但是,我们可以通过对误差的分析和处理来提高实验数据的可靠性和准确性。

对于实验数据的分析、处理和总结,需要综合运用专业知识、相关经验和科学方法,从而更好地实现实验的目的。

偏微分方程数值解法在流体力学中的应用及误差分析

偏微分方程数值解法在流体力学中的应用及误差分析

偏微分方程数值解法在流体力学中的应用及误差分析摘要流体力学是一门研究流体运动及其与周围环境相互作用的学科,其基本方程组为一组偏微分方程。

由于解析解往往难以获得,数值解法成为了解决流体力学问题的关键工具。

本文将首先介绍流体力学中常见的偏微分方程及其特点,然后重点阐述几种常用的数值解法,包括有限差分法、有限元法和有限体积法,并分析其优缺点和适用范围。

最后,本文将深入探讨数值解法的误差分析,包括截断误差、舍入误差以及数值稳定性等方面,并给出降低误差的策略。

关键词:偏微分方程,数值解法,流体力学,误差分析1. 绪论流体力学广泛应用于航空航天、能源、环境等各个领域,其研究对象涵盖从气体到液体等多种流体。

流体力学的基本方程组由质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程组成,这些方程都是非线性偏微分方程,其解析解往往难以获得。

因此,数值解法成为了解决流体力学问题的关键工具。

数值解法通过将连续的物理问题离散化,转化为一系列代数方程,并利用计算机进行求解,从而得到问题的近似解。

目前,常用的数值解法包括有限差分法、有限元法和有限体积法等。

这些方法各有优缺点,在不同的应用场景下有着不同的适用范围。

2. 流体力学中的偏微分方程流体力学中常见的偏微分方程包括:*质量守恒方程 (Continuity equation):描述流体质量守恒定律,其数学表达式为:$\frac{\partial \rho}{\partial t} + \nabla \cdot (\rho \mathbf{u}) = 0$其中 $\rho$ 为流体密度,$\mathbf{u}$ 为流体速度。

*动量守恒方程(Navier-Stokes equation):描述流体动量守恒定律,其数学表达式为:$\rho \frac{\partial \mathbf{u}}{\partial t} + \rho (\mathbf{u} \cdot \nabla) \mathbf{u} =- \nabla p + \mu \nabla^2 \mathbf{u} + \rho \mathbf{f}$其中 $p$ 为流体压力,$\mu$ 为流体粘度,$\mathbf{f}$ 为作用于流体的体积力。

水力学实验报告思:误差分析,成果总结)河海大学出品

水力学实验报告思:误差分析,成果总结)河海大学出品

水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。

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2 mZ K 2 m x Km x
2
2
2
Z Kx
和差函数
Z x1 x2 xn
线性函数
mZ m n
Z k1 x1 k 2 x2 k n xn
2 2 2 2 mZ k12 m12 k 2 m2 kn mn
算术平均值
任何评定观测值的精度,即: =? m=? 寻找最接近真值的值x
集中趋势的测度(最优值)
中位数:设把n个观测值按大小排列,这
时位于最中间的数就是“中位数”。 众数:在n个数中,重复出现次数最多的 数就是“众数”。
切尾平均数:去掉 lmax, lmin以后的平均数。
算术平均数:
l

l
i 1
x x nmx
这样表示的含义是:x 是最佳值;误差超过 nmx 的概率是很小的。
19
关于置信度与不确定度
测量值在某区间内的概率称为测量结果的置信
概率或置信度。 极限误差Δ 常称为测量结果的不确定度,通常 取 Δ = σ,2σ,3 σ 置信系数 1.0 2.0 3.0 置信限 1.0 σ 2.0 σ 3.0 σ 置信概率 0.6827 0.9544 0.9973
n
i
n
x
满足最小二乘原则的最优解
精度(中误差)计算方法
一、已知真值X,则
真误差
一、真值不知,则
i X li
二、中误差
[ l ] x n vi x li
二、中误差
[] m n
[vv] m n 1
相对误差(相对中误差)
——误差绝对值与观测量之比。 用于表示距离的精度。 用分子为1的分数表示。 分数值较小相对精度较高;分数值较大相对精度较低。
误差传播定律的应用
例 量得 1 : 1000地形图上两点间长度 l=168.5mm0.2mm, 计算该两点实地距离S及其中误差ms:
解: 列函数式 中误差式

S 1000 l
2 mS 1000 2 ml2
即 mS 1000ml 1000 0.2 200mm 0.2m S 168.5m 0.2m
2
观测值函数中误 差公式汇总
观测值函数中误差公式汇总 函数式 函数的中误差
一般函数
Z F ( x1 , x2 , , xn )
倍数函数
F 2 F 2 F 2 mZ m m x 1 x 2 x mn 1 2 n
31
习题 如图所示的弧形半径需要精确量, 已知: 2
b h R f (b, h) 8h 2
设已测得b=15mm σb=0.7μm; h=1.46mm σh=0.5μm 求R, R
不等精密度测量的数据处理
一般测量实践基本上属于等精密度测 量的问题,有时为了得到更精确的结果 ,往往在不同的测量条件下,用不同的 仪器,不同的测量方法,不同的测量次数 以及不同的测量者进行测量与对比,这 就是不等精密度测量。
误差传播定律的应用
例已知某矩形长a=500米,宽b=400米, ma=mb=0.02m,
求矩形的面积中误差mp。
P ab
2
m p b m a a mb
2 2 2
2
( 400 0.02) (500 0.02)
2
2
8 10 12.8m
2
2
三 间接测量的数据处理
另一次测量值1 m ,绝对误差5mm, 哪一次测量误差小?
第一次的相对误差1%,第二次的相对误差 0.5%
引用相对误差(满度相对误差)
用来表示仪器的准确程度。例如电工仪表
准确度等级 ±0.1,±0.2,±0.5,±1.0,±1.5,±2.5,±5.0 就是引用相对误差的百分比。
例2,±1.5级的100mA的电流表在50mA处 误差1.4mA,是否合格?
重视程度
准确度《精密度《相对精密度
12
绝对误差与相对误差*

因为只对u偏离A多少感兴趣,因此定义 |x| 为绝对误差,那么A= u±|x|, 相对误差(η )表明测量值偏离真值的相 对程度。用%表示。显然相对误差比绝对 误差更直接地表明了测量的精确程度。
例1,一次测量值10cm,绝对误差1mm;
my
[ y y ] n
一般函数的中误差公式——误差传播定律
设有函数
二.误差传播 定律
Z f ( x1 , x2 , xn )
2 2
xi为独立观测值
2
f 2 f 2 f 2 mz x mx 1 x mx2 x mxn 1 2 2
4 偶然误差绝对值不会超过一定程度
基本理论
测量误差的性质与分类
(2) 系统误差( system error ) : 性质:有规律,可再现,可以预测
原因:原理误差、方法误差、环境误差、使用误差
处理:理论分析、实验验证→ 修正 (3) 粗大误差( abnormal error ) : 性质:偶然出现,误差很大,异常数据,与有用数据混在一起 原因:装置误差、使用误差 处理:判断、剔除
研究误差的目的
世界是未知的。 根据掌握的有限次测量的结果,对真值进行
估计,或者判断测量结果的合理性。
1.观测值为 l1,l2,l3,….ln 如何取值?如何评价数据的精度?
2.观测值为 X1,X2, 如何评价数据的合理性?测量有无粗差?
真值如何找到?精度如何描述
但大多数被观测对象的真值不知,
练习
在等精度条件下,对某距离用钢尺丈量了
四次,观测值分别为 120.031,120.025,119.983,120.041,计算 其算术平均值、单次测量值的中误差、算 术平均值的中误差。(单位米)
21
误差传播定律
已知:mx1,mx2,……mxn 求:my=?
y=?
设有函数式: y f ( x1 , x2 ...)
例 取圆弧的圆心为坐标原点,已知 圆弧上一点的坐标值(x,y),求圆弧 的半径R。 数据处理步骤:
1,列出间接测量与直接测量值 R x2 y 2 的函数关系,由几何关系得: 2, 列出直接测量的结果: x = 5.02±0.005mm, y = 8.98±0.007mm
3, 计算间接测量值(由平均值求平均值)
Δx – 测量误差 x – 测量结果 x0 – 真值 如:三角形内角和180°
1m=1 650 763.73 λ
(氪-86的能级跃迁在真空中的辐射波长)
相对真值:利用高一等级精度的仪器或装置的测量结果作为近似真值 标准仪器的测量标准差< 1/3 测量系统标准差
2
→ 检定
基本理论
测量误差的来源
(1) 装置误差: 测量仪器、设备、装置导致的测量误差 机械:零件材料性能变化、配合间隙变化、传动比变化、蠕变、空程 电路:电源波动、元件老化、漂移、电气噪声 (2) 环境误差:测量环境、条件引起的测量误差 空气温度、湿度,大气压力,振动,电磁场干扰,气流扰动,
R 5.022 8.982= 10.3mm
4,计算误差传递函数(由平均值计算)
R Cx x x x2 y 2 = 5.02/10.3 = 0.487
R Cy y
y x y
2 2
=8.98/10.3 = 0.872
5, 计算间接测量值的极限测量误差
2 2 R Cx 2 2 C x y y
x n l l l
1 n 1 1 n 2
l
1 n n
mX
m n
误差传播定律的应用
算术平均值
l1 l2 ln x n
已知:m1 =m2 =….=mn=m
1 1 1 求:mx dx dl dl dl 1 2 n n n n 1 2 2 1 2 2 1 2 2 mx ( ) m1 ( ) m2 ( ) mn n n n 1 m n
误差理论与数据处理

测量误差的基本理论
误差定义、来源、分类、测量精度

数据处理的一般方法
算术平均法、最小二乘法、一元线性回归….
1
基本理论
测量误差的定义
定义: 测量结果与其真值的差异 定性概念,定量表示
x x x0
真值: 被测量的客观真实值
理论真值: 理论上存在、计算推导出来 约定真值:国际上公认的最高基准值 如:基准米
一 “权”的概念
等精密度测量中各个测量值可靠程度相同,因此 取算术平均值为最佳值,而不等精密度测量中各个测 量值可靠程度不相同,因而不能简单地取算术平均值 为最佳值。应使可靠程度大的数据在最后结果中占的 比例大一些,可靠程度小的数据在最后结果中占的比 例小一些。各个测量值可靠程度可以用一数值表示, 这数值称为该测量值的“权”,以P表示。 因此“权”可以理解为当测量值进行比较时,对 各测量值的信赖程度。 “权”只有相对的意义。
(3) 使用误差: 读数误差、违规操作、 3
原理误差: 测量原理和方法本身存在缺陷和偏差
近似:理论分析与实际情况差异 如:非线性 比较小时 可以近似为线性 假设:理论上成立、实际中不成立 如:误差因素互不相关 方法:测量方法存在错误或不足 如:采样频率低、测量基准错误
基本理论
测量误差的性质与分类
设仪表等级为s ,满度值x m 被测真值
A,则测量的绝对误差

相对误差
误差结果描述
准确度(测量成果与真值的差异,反映系统误 差) 精(密)度(观测值之间的离散程度,反映 随机误差)
精准度(同时考虑测量结果的准确度和精密度)
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