实验指导-应用流体力学2

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流体力学实验指导

其中V表示管道中的平均流速，D表示管道直径，为水的运动粘性系数。通过层流与紊流的运动学特点，观察、判断层流向紊流转变时的情况，并测量相应数值，按上式计算获得雷诺数。层流向湍流转变的临界状态所测雷诺数称为上临界雷诺数，湍流向层流转变的临界状态所测雷诺数称为下临界雷诺数。
水的运动黏性系数与温度有关，可由下式计算出
预习报告完成此题：
设管径d=20±1mm，水温t=21±0.5℃，量筒中的水增加10±0.2cm，量筒底边为正方形边长20±0.5cm，计时为30±0.5S。试根据误差原理计算此状态的雷诺数以及各种误差源分别引起多大的误差限，根据计算各个误差限的大小，做出判断哪些物理量测量时应该特别注意。
五、思考题以及实验小结
其中T为温度，以摄氏度为单位。
三、实验方法与步骤
1．测记本实验的有关常数。
2．观察两种流态。
打开开关3使水箱充水至溢流水位，经稳定后，微微开启调节阀9，并注入颜色水于实验管内，使颜色水流成一直线。通过颜色水质点的运动观察管内水流的层流流态，然后逐步开大调节阀，通过颜色水直线的变化观察层流转变到紊流的水力特征，待管中出现完全紊流后，再逐步关小调节阀，观察由紊流转变为层流的水力特征。
（3）、与（2）同时，用秒表和计量箱测定实际流量，记下时间t和体积V。
（4）、逐渐关小实验阀门，每次减小高差约10厘米左右，测读△h、V和t，如此共进行6次。
四、数据处理：（请同学们自己设计表格，以下表格仅供参考）
仪器常数d1=㎝, d2=㎝, K=㎝2.5/s
实验次数
V
T
s
Q
Q0
平均
值
1
2
3
4
5
6
2、掌握确定流量系数μ的方法。

流体力学实验指导书

流体力学实验指导书(新版)(总24页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《水力学》实验教学指导书及报告姓名：班级：学号：唐山学院土木工程系序言水力学是应用性较强的专业技术基础课。

从学科的发展来看，水力学属于技术基础学科，实验方法和实验技术是促进其发展的重要研究手段。

由于流体运动的复杂性，水力学的研究及应用就更加离不开科学实验，其发展很大程度上取决于实验技术的进步。

因此，水力学实验是巩固和加深理论知识的学习、探求流体运动规律、解决工程实际问题的重要环节，通过实验教学，掌握各种实验方法，规范操作，提高实验技能。

一、实验教学目的：（1）观察流动现象，增强感性认识，提高实验分析能力。

（2）根据实测资料验证水力学基本理论，以加强和巩筑理论知识的学习。

（3）学会使用基本的测量仪器，掌握测量技术。

（4）培养分析实验数据，整理实验成果和编写实验报告的能力。

（5）培养严谨踏实的科学态度和合作精神，为未来进行研究和实际工作打下基础。

二、实验教学要求：（1）每次实验前，预习教材中有关内容及实验指导书，了解本次实验的目的、原理、步骤和所要验证的理论。

（2）认真听取指导教师讲解，弄清实验方法和步骤后，方能动手实验。

（3）实验中，应注意观察实验现象，细心读取实验数据，并做相应的记录，原始数据不得任意修改。

（4）实验小组内每位学生亲自动手、相互配合、共同完成实验。

（5）实验态度严肃、方法严密，一丝不苟进行操作。

（6）实验完毕应清理设备及实验室，实验设备摆放整齐。

三、实验报告要求：（1）实验报告是实验资料的总结、是实验的成果。

通过完成实验报告，可以提高分析问题的能力，要求必须独立完成并按规定时间交给指导教师。

（2）实验报告一般包括以下几项内容：①班级、姓名、同组人及实验日期。

②实验名称及实验目的。

③实验原理。

④实验装置简图及仪器。

⑤流动现象的描述及实验原始记录。

⑥计算实验结果。

流体力学实验指导书

《流体力学》实验指导书目录实验装置简介及实验安排…………………………………………………… 1-2 实验一：伯努利方程验证实验………………………………………………… 3-8 实验二：雷诺实验…………………………………………………………… 9-12实验装置简介及实验安排实验装置：流体力学综合实验台是一个多功能实验装置，用此实验台可进行伯努利方程（能量方程）验证实验、雷诺实验、沿程阻力测定实验、局部阻力测定实验、毕托管测速实验和文丘里流量计实验等多个流体力学实验。

实验装置如图1-1所示。

1—供水箱，水泵；2—实验桌；3—层流测针；4—恒压水箱；5—彩色墨水罐；6—差压板；7—沿程阻力实验管；8—局部阻力实验管；9—伯努利实验管；10—雷诺实验管；11—伯努利差压板；12—毕托管；13—计量水箱；14—回水管。

图1-1 多功能流体力学综合实验台针对轮机工程专业36学时或32学时的流体力学课程，我们开设两个实验，即伯努利方程验证实验和雷诺实验。

在雷诺实验中，学生可以借助该实验装置观察层流和湍流（紊流）特征以及它们之间的转换特征，掌握测定临界雷诺数Re 的方法。

在伯努利方程实验中，学生可以借助该实验装置验证总流的伯努利方程，观察流体流动过程中的能量守恒关系，同时可以掌握流速、流量和压强等要素的实验量测技能。

实验学时分配：实验一：伯努利方程验证实验 2学时实验二：雷诺实验 2学时实验分组：每个实验7-8人一组，每个自然班分成四组。

实验一：伯努利方程验证实验一、实验目的1．掌握伯努利方程式中各项的物理意义及它们之间的转换关系； 2．验证流体总流的能量方程；3．掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技术； 4．学习使用测压管、总压管测水头的实验技能及绘制水头线的方法。

二、实验原理1．伯努利方程（能量方程）在伯努利实验管路中沿水流方向取n 个过流断面。

在动能修正系数α近似取为1的情况下，可以列出进口断面（1）至任一断面（i ）的能量方程式（i = 2，3，……，n )i ,i i i h gv p z g v p z -+++=++1f 2211122γγ （1）式中，z 、γp 和gv 22分别为位置水头（位头）、压力水头（压头）和速度水头（动头），单位为m （水柱）；i ,h -1f 为从过流断面1到断面n 的水头损失，单位也是m （水柱）。

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实验一雷诺实验一、实验目的与要求1、了解流体的流动形态：观察实际的流线形状，判断其流动形态的类型；2、熟悉雷诺准数的测定和计算方法；3、确立“层流与湍流与Re 之间有一定关系”的概念。

二、基本原理流体在流动过程中有3种不同的流动形态，即层流、湍流和介于两者之间的过渡流。

雷诺用实验的方法研究流体流动时，发现影响流体流动类型的因素除了流速u 以外，还有管径d 、流体的密度ρ以及粘度μ，由这四个物理量组成的无因次数群μρdu =Re称之为雷诺数。

实验证明，流体在直管内流动时：当Re ≤2000时，流体的流动类型为层流。

当Re ≥4000时，流体的流动类型为湍流。

当2000＜Re ＜4000，流体的流动类型可能是层流，也可能为湍流，将这一范围称之为不稳定的过渡区。

从雷诺数的定义式来看，对于同一管路d 为定值时，u 仅为流量的函数。

对于流体水来讲，ρ及μ仅为温度的函数。

因此确定了温度及流量即可计算出雷诺数Re 。

三、实验装置及流程实验装置如图所示，实验时水从玻璃水槽3流进玻璃管4（内径20mm ），槽内水由自来水供应，供水量由阀6控制，槽壁外有进水稳定槽7及溢流槽10，过量的水进溢流槽10排入图1-3 雷诺示范实验装置1-红墨水瓶 2.6.8.12-阀门 3-玻璃水槽 4-带喇叭口玻璃管(Φ20) 5-进水管 7-进水稳定槽 9-转子流量计 10-溢流槽 11-排水管下水道。

实验时打开阀门8，水即由玻璃槽进入玻璃管，经转子流量计9后，流进排水管排出，用阀8调节水量，流量由转子流量计9测得。

高位墨水瓶贮藏墨水之用，墨水由经墨水调节阀2流入玻璃管4。

四、实验数据记录表表1-2 雷诺实验数据记录表水温__________[℃] 水粘度_______________[10-3×Pa·S]水密度_____________[kg/m3] 管内径_______________[mm]五、讨论1、流量从小做到大，当刚开始湍流，测出雷诺数是多少？与理论值2000有否差距？请分析原因。

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《流体力学》实验指导书适用专业：环境工程专业前言一、实验的意义和目的实验是流体力学课程的组成部分之一。

流体力学问题是错综复杂的，其复杂性在于其影响因素很多。

由于人们对流体运动规律认识的局限性，因此还有许多问题并非由理论分析就能解决，往往有赖于实验；在某些场合，实验已成为解决问题的主要途径。

通过流体力学实验教学其目的在于加强学生对流动现象的感性认识，验证所学理论，提高理论分析能力；培养基本实验进呢过，了解现代量测技术；培养严谨踏实的科学作风。

二、实验须知1、实验前必须预习。

预习时，应仔细阅读实验指导书及有关的教材资料，明确实验的目的、要求和有关的实验原理，了解操作步骤和有关的仪器设备，做到心中有数。

2. 严肃认真的进行实验。

到实验室后，必须保持安静，不得谈笑喧哗，不准碰动与本实验无关的设备。

实验时，应按实验书的要求，全神贯注地按步骤进行操作，并注意多观察流体运动现象，多思考分析问题，及时记录实验原始数据。

3. 保持良好的科学作风，实验时，应尊重原始数据，不得任意更改；实验后，应进行必要的检查和补充，经指导教师同意后，方可离开实验室；应及时整理实验数据，认真编写实验报告。

由于时间仓促，水平有限，书中的缺点和错误在所难免，恳切希望读者批评指正。

目录实验一、流体静压强实验实验二、平面静水总压力实验实验三、能量方程实验实验四、动量方程实验实验五、沿程水头损失实验实验六、局部水头损失实验实验一：静水压强实验实验学时：1课时实验类型：验证实验要求：必修一、实验目的1、验证静止液体中，C gpZ =+ρ。

2、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。

二、实验仪器三、实验原理、方法和手段静水压强测定及静水压强基本方程gh p p ρ+=0………(1) C gpZ =+ρ………(2) Z -被测点在基准面以上的位置高度； p -被测点的静水压强；0p -水箱中液面的表面压强； h -被测点的淹没深度利用等压面与连通器原理。

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篇一：流体力学实验指导书1流体力学（水力学）实验指导书黎强张永东编西南大学工程技术学院建筑系二零零八年九月流体力学综合实验台简介流体力学综合实验台为多用途实验装置，其结构示意图如图1所示。

图1 流体力学综合试验台结构示意图1.储水箱2.上、回水管3.电源插座4.恒压水箱5.墨盒6.实验管段组7.支架8.计量水箱9.回水管 10.实验桌利用这种实验台可进行下列实验：一、雷诺实验；二、能量方程实验；三、管路阻力实验；1．沿层阻力实验2．局部阻力实验；四、孔板流量计流量系数和文丘里流量系数的测定方法；五、皮托管测流速和流量的方法。

一、雷诺实验1．实验目的（1）观察流体在管道中的流动状态；（2）测定几种状态下的雷诺数；（3）了解流态与雷诺数的关系。

2．实验装置本实验的实验装置为：（1）流体力学综合实验台；（2）雷诺实验台。

在流体力学综合实验台中，雷诺实验涉及的部分有高位水箱、雷诺数实验管、阀门、伯努力方程实验管道、颜料水（蓝墨水）盒及其控制阀门、上水阀、出水阀，水泵和计量水箱等，秒表及温度计自备。

雷诺实验台部件种类同综合实验台雷诺实验部分。

3．实验前准备（1）、将实验台的各个阀门置于关闭状态。

开启水泵，全开上水阀门，把水箱注满水，再调节上水阀门，使水箱的水有少量溢流，并保持水位不变。

（2）、用温度计测量水温。

4．实验方法（1）、观察状态打开颜料水控制阀，使颜料水从注入针流出，颜料水和雷诺实验管中的水迅速混合成均匀的淡颜色水，此时雷诺实验管中的流动状态为紊流；随着出水阀门的不断的关小，颜料水与雷诺实验管中的水渗混程度逐渐减弱，直至颜料水与雷诺实验管中形成一条清晰的线流，此时雷诺实验管中的流动为层流。

（2）测定几种状态下的雷诺系数全开出水阀门，然后在逐渐关闭出水阀门，直至能开始保持雷诺实验管内的颜料水流动状态为层流状态。

按照从小流量到大流量的顺序进行实验，在每一个状态下测量体积流量和水温，并求出相应的雷诺数。

《流体力学》实验指导书

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。

《流体力学》实验指导书

实验二雷诺数实验一、实验目的1、观察液体在不同流动状态时流体质点的运动规律2、观察流体由层流变紊流及由紊流变层流的过度过程3、测定液体在圆管中流动时的下临界雷诺数2c e R二、实验原理及实验设备流体在管道中流动，由两种不同的流动状态，其阻力性质也不同。

雷诺数的物理意义，可表征为惯性力与粘滞力之比。

在实验过程中，保持水箱中的水位恒定，即水头H 不变。

如果管路中出口阀门开启较小，在管路中就有稳定的平均速度v ，微启红色水阀门，这是红色水与自来水同步在管路中沿轴线向前流动，红颜色水呈一条红色直线，其流体质点没有垂直于主流方向的横向运动，红色直线没有与周围的液体混杂，层次分明地在管路中流动。

此时，在流速较小而粘性较大和惯性力较小的情况下运动，为层流运动。

如果将出口阀门逐渐开大，管路中的红色直线出现脉动，流体质点还没有出现相互交换的现象，流体的流动呈临界状态。

如果将出口阀门继续开大，出现流体质点的横向脉动，使红色线完全扩散与自来水混合，此时流体的流动状态微紊流运动。

图1雷诺数实验台示意图1.水箱及潜水泵2.接水盒3. 上水管4. 接水管5.溢流管6. 溢流区7.溢流板8.水位隔板9. 整流栅实验管 10. 墨盒 11. 稳水箱 12. 输墨管 13. 墨针 14.实验管15.流量调节阀雷诺数表达式e v dR ν⋅=，根据连续方程：A=v Q ，Qv A=流量Q 用体积法测出，即在Δt 时间内流入计量水箱中流体的体积ΔV 。

tVQ ∆=42d A π=式中：A —管路的横截面积；d —实验管内径；V —流速；ν—水的粘度。

三、实验步骤1、准备工作：将水箱充满，将墨盒装上墨水。

启动水泵，水至经隔板溢流流出，将进水阀门关小，继续向水箱供水，并保持溢流，以保持水位高度H 不变。

2、缓慢开启阀门7，使玻璃管中水稳定流动，并开启红色阀门9，使红色水以微小流速在玻璃管内流动，呈层流状态。

3、开大出口阀门15，使红色水在玻璃管内的流动呈紊流状态，在逐渐关小出口阀门15，观察玻璃管中出口处的红色水刚刚出现脉动状态但还没有变为层流时，测定此时的流量。

流体力学实验指导书

《流体力学实验指导书》一、电液比例综合测试实验台简介该实验台是根据《液压气动传动》通用教材设计而成，集可编程控制器和数据转换卡、液压元件模块为一体，除可进行常规的液压基本控制回路实验外，还可进行液压，组合应用实验及液压技术课程设计，元件的性能测试。

实验台配置了完备的各种类型传感器，包括压力传感器、流量传感器、转速传感器、功率传感器、位移传感器等，以满足各项实验参数测试的需要。

实验台是采用快速拼装结构，实验人员可根据实验项目原理图，选用相应的液压元件快速组成液压实验回路，通过电磁换向阀动作的控制和相关液压阀的调节进行实验。

实验台计算机测试控制系统实现实验参数（压力、流量、转速、功率、位移等）的自动数据检测、自动处理计算和存储等，还能实现回路电磁阀的自动控制，提高了实验台操作的自动化和智能化水平。

实验台可以同时进行16路实验数据的采集和8个二位电磁阀的控制。

1、性能与特点1、实验台采用台式结构，便利于多名学生的安装、测试。

2、操作平台面积大，可集成多个子系统。

3、阀体固定安装在操作平台上，管路连接采用快速接头，在背面连接，保证正面整洁。

4、实验用管件采用金属线，耐压胶管，压力可达到31.5Mpa。

5、测试方法实用、可靠。

实验装置由实验台架、液压泵站、电气测控单元等几部分组成。

3、液压站原理操作面板分布图A1.仪表数显区， A2.比例放大器与检测区，A3.PLC控制区， A4.传感器接口与手动控制区，A5.基础实验行程控制区， A6.液压站控制区。

5、数显区：功率表--—--定量叶片泵的实时功率。

转速表--—--定量叶片泵的实时转速。

流量表——--流过流量传感器的实时流量。

图A1 数显区分布图1、功率数显表；2、转速数显表；3、流量数显表；6.液压站控制区主系统控制区——定、变量泵的启动与停止，液压系统的供压与卸荷，冷却与加热以及总停的控制。

实验时先确定总停按钮为开启状态，即顺时钟旋转一定角度，自动升起为开。

《流体力学》实验教案(全)

《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、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. 流体静力学原理：帕斯卡定律、压力与深度关系。

3. 流体动力学原理：牛顿第二定律、流速与压力关系。

三、实验器材与步骤1. 实验器材：流体容器、压力计、流量计、计时器、尺子等。

2. 实验步骤：a. 准备工作：将流体容器放在水平位置，连接压力计、流量计等器材。

b. 测量静态压力：记录不同位置的压力值。

c. 测量动态压力：改变流体速度，记录不同位置的压力值。

d. 数据处理：根据实验数据，分析流体静力学和流体动力学原理。

四、实验注意事项1. 确保实验器材的准确性和可靠性。

2. 操作过程中要注意安全，避免液体喷溅。

3. 实验数据要准确记录，便于后期分析。

五、实验报告要求1. 描述实验目的、原理和步骤。

2. 列出实验数据，包括静态压力和动态压力值。

3. 分析实验结果，验证流体静力学和流体动力学原理。

《流体力学》实验教案（二）六、实验目的1. 掌握流体流动的两种形态：层流和湍流。

2. 探究流体流动形态与雷诺数的关系。

3. 培养观察、分析和解决问题的能力。

七、实验原理1. 层流与湍流的定义及特点。

2. 雷诺数的计算公式及意义。

3. 流体流动形态与雷诺数的关系。

八、实验器材与步骤1. 实验器材：流体容器、尺子、摄影器材、计算器等。

2. 实验步骤：a. 准备工作：将流体容器放在水平位置，连接相关器材。

b. 观察并记录层流和湍流的特征。

c. 测量流体速度，计算雷诺数。

d. 改变流体速度，重复步骤b和c。

e. 数据处理：分析流体流动形态与雷诺数的关系。

九、实验注意事项1. 确保实验器材的准确性和可靠性。

2. 操作过程中要注意安全，避免液体喷溅。

3. 实验数据要准确记录，便于后期分析。

十、实验报告要求1. 描述实验目的、原理和步骤。

流体力学的实验方法

流体力学的实验方法一、概述流体力学是研究流体运动规律和性质的学科，其实验方法是验证理论模型和解决实际问题的重要手段。

本文将介绍流体力学实验方法的基本原理和常用实验技术，帮助读者了解流体力学实验的过程和意义。

二、实验设计1. 实验目的明确实验的目标和取得实验数据所要解决的问题。

例如，研究某一流体的流动特性、测量流体的黏度或探究某一流体力学定律的实验验证等。

2. 实验装置根据实验目的确定实验装置的类型和构造。

如需要测量流体的流速分布，可以采用管道流量计、风洞或水槽等装置。

3. 流体介质选择合适的流体介质进行实验，保证其性质符合实验要求。

常用的流体介质有空气、水和特定液体等。

4. 实验参数确定实验中需要测量和控制的参数，如流速、温度、压力等。

精确地控制和测量这些参数对实验结果的准确性至关重要。

三、实验技术1. 测量技术根据实验的要求，选择合适的测量技术。

如通过流速计、压力计、温度计等仪器进行测量，获取流体力学参数的数值。

2. 数据处理对实验获得的数据进行分析和处理，以得出实验结果。

可以采用图表、统计学方法等对实验数据进行可视化和定量化分析。

3. 实验控制技术通过控制实验装置和参数，确保实验过程的稳定性和准确性。

如调节流量计、控制恒温器等，以保持实验环境的一致性。

四、常用实验方法1. 流速测量方法常用的流速测量方法包括浮子流量计、转子流量计、热线/薄膜安培计等。

通过测量流体通过某一截面的体积或质量来计算流速。

2. 压力测量方法常见的压力测量方法有压力传感器、毛细管压力计等。

通过测量流体静压或动压来获取压力值。

3. 流动模式观察方法利用可见材料或透明模型观察流体的流动模式，如涡流、层流和湍流等。

可以通过摄像机或红色示踪线等手段进行记录和分析。

4. 黏度测量方法常用的黏度测量方法有旋转油膜黏度计、毛细管黏度计等。

通过测量流体在不同条件下流动的阻力来计算黏度值。

五、实验安全与注意事项1. 实验室安全在进行流体力学实验时，必须注意实验室安全，正确使用实验设备和仪器，遵循实验室规章制度，确保人身安全和设备完好。

流体力学实验指导书

流体力学实验指导书与报告实验一：压强测定实验一、压强测定试验知识点：静力学的基本方程；绝对压强；相对压强；测压管；差压计。

1.实验目的与意义1）验证静力学的基本方程；2）学会使用测压管与差压计的量测技能；3）灵活应用静力学的基本知识进行实际工程量测。

2.实验要求与测试内容1）熟练并能准确进行测压管的读数；2）控制与测定液面的绝对压强或相对压强； 3）验证静力学基本方程； 4）由等压面原理分析压差值。

3.实验原理1）重力作用下不可压缩流体静力学基本方程： pz c γ+=2）静压强分布规律：0p p h γ=+式中：z ——被测点相对于基准面的位置高度；p ——被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同；0p ——水箱中液面压强；γ——液体容重；h ——被测点在液体中的淹没深度。

3）等压面原理：对于连续的同种介质，流体处于静止状态时，水平面即等压面。

4.实验仪器与元件实验仪器：测压管、U 型测压管、差压计仪器元件：打气球、通气阀、放水阀、截止阀、量杯流体介质：水、油、气实验装置如下图： 5.实验方法与步骤实验过程中基本操作步骤如下：1）熟悉实验装置各部分的功能与作用；2）打开通气阀，保持液面与大气相通。

观测比较水箱液面为大气压强时各测压管液面高度；3）液面增压。

关闭通气阀、放水阀、截止阀，用打气球给液面加压，读取各测压管液面高度，计算液面下a、b、c各点压强及液面压强p；4）液面减压。

关闭通气阀，打开截止阀，放水阀放出一定水量后，读取各测压管液面高度，计算液面下a、b、c各点压强及液面压强p。

6.实验成果实验测定与计算值如下内容：00p=，a、b、c各测压管与U型测压管液面标高∇、压强水头pγ、测压管水头pzγ+；00p>，a、b、c各测压管与U型测压管液面标高∇、压强水头pγ、测压管水头pzγ+；00p<，a、b、c各测压管与U型测压管液面标高∇、压强水头pγ、测压管水头pzγ+；填入表1中。

流体力学实验指导书

实验一能量转换实验一、实验目的1、熟悉流体在流动中各种能量和压头的概念及其转换关系，加深对伯努利方程的理解；2、观察流速随管径变化的规律。

二、实验原理1、全压头的分析:全压头为静压头与动压头之和，任意两截面间的能量方程为12222121w ,12v p v p Z Z h g 2g g 2g ρρ-++=++- 。

图一所示实验装置中，从实验可以观测到B 截面的全压头低于A 截面的全压头，这符合伯努利方程。

2、A 、B 截面间静压头的分析：由于两截面同处于一水平位置，B 截面面积比A 截面面积大。

这样B 处的流速比A 处小。

设流体从A 流到B 的压头损失为w ,A B h -以A-B 截面列伯努利方程。

22A AB Bw ,A B p v p v ()()h g 2g g 2gρρ-+=++ B A Z Z =22B A A B w ,A B p p v v ()()h g g 2g 2gρρ--=-- 即两截面处的静压头之差是由动压头减小和两截面间的压头损失来决定。

3、C 、D 截面间静压头的分析：出口阀全开时，在C 、D 间列伯努利方程，由于C 、D 截面积相等即动能相等，则： CD C D w ,C D p p ()(Z Z )h g gρρ--=-- C 、D 截面静压头的增大值，决定于)(D C Z Z -和w ,C D h -当)(D C Z Z -大于w ,C D h -时，静压头的增值为正，反之，静压头的增值为负。

4、压头损失的计算：以出口阀全开时，从C 到D 的压头损失w ,C D h -为例,在C 、D 两截面间列伯努利方程得：22C CD DC D w ,C D p v p v Z Z h g 2g g 2gρρ-++=+++ 所以，压头损失的算法之一是用全压头来计算： 22C CD D w ,C DC D p v p v h ()()(Z Z )g 2gg 2g ρρ-⎡⎤=+-++-⎢⎥⎣⎦压头损失的算法之二是用静压头来计算：（D C V V =） C Dw ,C D C D p p h ()(Z Z )g gρρ-=-+- 三、实验装置与设备参数 1、设备参数截面直径()mm以D 截面中心AB CD为基准面()mm第一套142814140=D ZA Z .、B Z 、110=C Z第二套142814140=D ZA Z .、B Z 、120=C Z2、实验装置图一能量转换实验装置图四、实验方法与注意事项 1、实验方法：（1）向低位水槽灌注一定数量的蒸馏水，关闭水箱进水调节阀门及实验测试导管出口调节阀门，然后启动离心泵。

《流体力学》实验教案(全)

《流体力学》实验教案（一）word版一、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. 流体静力学基本方程：帕斯卡定律、压力与深度关系；3. 流体动力学基本方程：连续性方程、伯努利方程。

三、实验器材与步骤1. 实验器材：流体容器、压力计、流量计、尺子、计时器等；2. 实验步骤：（1）检查器材是否完好，确保实验安全；（2）根据实验要求，设置流体容器和测压、测流量的设备；（3）开始实验，记录初始数据；（4）改变实验条件，观察并记录数据；（5）分析实验数据，验证流体力学原理。

四、实验注意事项1. 严格遵守实验规程，确保人身和设备安全；2. 保持实验环境的整洁和安静；3. 准确记录实验数据，避免误差；4. 实验过程中发现问题，及时报告实验指导教师。

五、实验报告要求1. 报告内容：实验目的、原理、器材、步骤、数据、分析等；2. 报告格式：Word文档，清晰，简洁明了，数据准确；3. 报告截止时间：实验结束后一周内提交。

《流体力学》实验教案（二）word版六、实验目的1. 学习流体流动的数值模拟方法；2. 掌握计算流体力学（CFD）基本原理；3. 培养运用现代技术手段分析流体力学问题的能力。

七、实验原理1. 数值模拟的基本概念；2. 计算流体力学基本方程：纳维-斯托克斯方程、能量方程；3. 湍流模型：κ-ε模型、LES模型等。

八、实验器材与步骤1. 实验器材：计算机、CFD软件；2. 实验步骤：（1）安装并熟悉CFD软件；（2）根据实验要求，设置流体参数和计算区域；（3）导入几何模型，划分网格；（4）选择适当的湍流模型，设置边界条件和初始条件；（5）进行数值计算，观察并分析计算结果。

九、实验注意事项1. 遵守实验规程，确保计算机安全和数据存储；2. 合理选择计算参数，避免计算资源浪费；3. 认真观察计算过程，及时记录重要信息；4. 实验过程中发现问题，及时与实验指导教师沟通。

流体力学实验指导书

实验一雷诺实验一、实验目的1、增加对两种流态的感性认识．2、掌握测雷诺数的方法．二、实验原理实际流体在同一边界条件下流动时，由于速度不同，产生不同的流动形态－层流和紊流当流速较小时，液体质点做有条不紊的线状运动，彼此互不混杂，称这种流动状态为层流．当流速增加到某一定数值后，液体质点在沿管轴方向运动过程中，互相混掺，呈杂乱无章的运动称此流为紊流．运动的流体，受惯性力和粘滞力的作用，当惯性力占主导地位时，一般为紊流．当粘滞力占主导地位时，一般呈现层流．不同的流动类型，具有不同的阻力规律．在层流时水头损失∆P ／γ与平均流速V 成正比，而在紊流时∆P ／γ则于V n 成正比例，其中指数值n 在.１.７５～２.０之间．判别液体流动型态的准则是被称之为雷诺数的无因次数R еν/Re Vd =式中：Re ――雷诺数（无因次数） V ――液体断面平均速度（m ／s ） d －－管径 (m)ν――液体的运动粘度系数（㎡／s ）当ν/Re Vd =≤2000时为层流, Re ＞2000为紊流。

由于ρμν/= 所以 μρ/Re Vd =.μ――液体的动力粘度系数，单位是Pa.•s,即（Ｎ•s ／㎡）三、实验设备１、雷诺实验装置１套；２、量筒１个；３、温度计１支；４、秒表１块．四、实验步骤１、试验前的准备工作关闭泄水阀门Ｄ，打开进水阀Ｃ，并调节到整个试验过程中都有溢流水从溢流板溢流而过，以保证水箱中有稳定的水头．２、试验前的观察将阀门Ａ微微开启，同时微开阀门Ｂ，使颜色水与清水同时从玻璃管中流过，调节到颜色水呈一条细线．此时即为层流状态，然后再将阀门Ａ逐渐开大，直至颜色水纹线破碎，并将清水完全掺混，此时为紊流状态．３、由层流到紊流的测试＜１＞调节阀门Ａ，使流动成为层流状态．注意颜色水纹线应达到清晰稳定．＜２＞逐渐地缓缓开启阀门Ａ．同时注意玻璃管中段颜色水纹线的变化．当颜色水纹线开始破碎，分散成许多细线（偶尔出现集中的颜色水线）时，即表示已达到紊流状态，即上临界状态，此时立即停止开启阀门Ａ的工作．＜３＞待水流稳定后，则可用量筒和秒表，应用体积法测定管内流量Ｑ．＜４＞测定水的温度，以便查表确定水的运动粘性系数ν值．＜５＞将（２）至（４）步重复做三次４、由紊流到层流的测试＜１＞先将管中水流调节到紊流状态．＜２＞逐渐地缓缓关闭阀门Ａ，同时注意玻璃管中段水流状态的变化，当开始出现一条颜色线时，即表示已达到层流状态或者说已达到了下临界状态，立即关掉阀门Ａ的工作，并观察颜色水线是否连续稳定．＜３＞待颜色水纹线连续而稳定后，仍用体积法测算管中的流量Ｑ．＜４＞测定水温．＜５＞将（２）至（４）步重复做三次五、实验注意事项1、调节阀门Ａ时必须缓慢进行，并且在调节过程中阀门只允许往一个方向进行，中间不可逆转．2、为了避免玻璃管出口和入口对水流状态的影响，观察应以中段为准．3、在整个试验过程中要特别注意保持安静，以防环境对试验的干扰．六、实验报告1、对所测数据进行处理，求上临界雷诺数与下临界雷诺数所测数据如下：数据处理：分析误差产生原因：七、实验体会实验二局部阻力损失测试实验一、实验目的1、测定管路突然扩大局部阻力系数值，并与理论公式ξ=（D 2/d 2-1）2的计算值比较2、通过本实验掌握一般局部阻力系数的测定。

大学物理学习指导第2章流体力学基础

⼤学物理学习指导第2章流体⼒学基础第2章流体⼒学基础2.1 内容提要(⼀)基本概念 1.流体：由许多彼此能够相对运动的流体元(物质微团)所组成的连续介质，具有流动性，常被称为流体。

流体是液体和⽓体的总称。

2.流体元：微团或流体质量元，它是由⼤量分⼦组成的集合体。

从宏观上看，流体质量元⾜够⼩，⼩到仅是⼀个⼏何点，只有这样才能确定流体中某点的某个物理量的⼤⼩；从微观上看，流体质量元⼜⾜够⼤，⼤到包含相当多的分⼦数，使描述流体元的宏观物理量有确定的值，⽽不受分⼦微观运动的影响。

因此，流体元具有微观⼤，宏观⼩的特点。

3.理想流体：指绝对不可压缩、完全没有黏滞性的流体。

它是实际流体的理想化模型。

4.定常流动：指流体的流动状态不随时间发⽣变化的流动。

流体做定常流动时，流体中各流体元在流经空间任⼀点的流速不随时间发⽣变化，但各点的流速可以不同。

5.流线：是分布在流体流经区域中的许多假想的曲线，曲线上每⼀点的切线⽅向和该点流体元的速度⽅向⼀致。

流线不可相交，且流速⼤的地⽅流线密，反之则稀。

6.流管：由⼀束流线围成的管状区域称为流管。

对于定常流动，流体只在管内流动。

流线是流管截⾯积为零的极限状态。

（⼆）两个基本原理 1.连续性原理：理想流体在同⼀细流管内，任意两个垂直于该流管的截⾯S 1、S 2，流速v 1、v 2，密度ρ1、ρ2，则有111211v v S S ρρ= （2.1a ）它表明，在定常流动中，同⼀细流管任⼀截⾯处的质量密度、流速和截⾯⾯积的乘积是⼀个常数。

也叫质量守恒⽅程。

若ρ为常量，则有Q = S v = 常量（2.1b ）它表明，对于理想流体的定常流动，同⼀细流管中任⼀截⾯处的流速与截⾯⾯积的乘积是⼀个常量。

也叫体积流量守恒定律或连续性⽅程。

2 伯努利⽅程：理想流体在同⼀细流管中任意两个截⾯处其截⾯积S ，流速v ，⾼度h ，压强p 之间有11222121gh p gh p ρρρρ++=++2122v v (2.2) 或写成常量=++gh p ρρ221v 。

流体力学实验指导书

流体力学实验流体力学实验主要目的是使学生了解流体力学的基本实验方法和研究方法。

掌握基本实验技术和技能，增强对流体运动的直观认识，加深理解并掌握流体力学的基本知识和原理，通过实验训练进一步培养学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的创新意识、创新精神和创新能力，为学生今后从事环境工程领域的科学研究和技术开发工作打下坚实的基础。

本实验适应环境工程、环境科学、给水排水、建筑环境工程等专业的实验教学。

本实验共开设7个实验项目，分别为静水压力实验、伯诺里方程式的验证、雷诺实验、管路沿程阻力实验、管路局部阻力实验、水跃实验和宽顶堰实验。

实验类型包括验证性实验和设计性实验，可根据课程教学的进度合理安排实验时间。

实验以小组为单位进行，每组5～6人。

实验前，学生必须认真阅读实验指导书，了解实验的目的和原理，明确本次实验中要测定什么量，最终要求什么量，用什么实验方法，使用什么仪器，控制什么条件，需要注意什么问题。

实验过程中，要求学生勤于动手，敏锐观察，细心操作，准确记录原始数据，经教师检查并签名，实验及其原始数据记录才有效。

本实验开始前，一些常见的共同性的的问题在此先作一下说明：1、我们认为实验中的工作液体——水是不可压缩的，即9807v =牛顿/米3=常数。

2、水的粘性系数随温度而变。

通常我们使用的是运动粘性系数v μρ=（μ为水的动力粘性系数，ρ为水的密度）。

运动粘性系数v 与温度的关系见实验三中所述。

3、流体的压力是采用测压管来测量，读数据应正视测压管的液柱面（如水的自由表面）这样才能读数准确。

因数据在大多数情况下仅读取其压差值，此时可不考虑测压管的毛细现象对读取数据的影响。

4、液体流量的测定。

通常在实验中采用下列方法： 1）体积法：用量水桶和秒表来测定；2）重量法：用盛水桶磅秤和秒表来测定，也可用电子秤； 3）差压法：用文德里管、毕托管、管中孔板或管嘴等来测定；4）堰流体：利用各种形式的水堰来测定，本室多用三角形量水堰，如下图所示。

流体力学实验指导

流体力学实验指导实验一.静水压力实验一、实验目的1．测定静水中任一点的压力和真空值；2．测定有色液体的重率。

二、应用的仪器设备静水压力实验器E及测压管组。

三、仪器设备简图如右图四、实验原理1．容器内静水中任一点K处的静水压力；（1）式中——K点处静水压力（牛顿/米2）；——容器E流体表面压力（牛顿/米2）；——容器E中液体的重率（牛顿/米3）；——U形管内有色液体的重率（牛顿/米3）；、、——上端开口通气的测压管读数（米）；、、——上端通向容器空气室的测压管读数（米）；2．容器内静水中任一点K处的真空值；（2）有色液体的重率：五、实验步骤1．测静水压力（或剩余压力），这时容器E液体表面压力>大气压力；1）打开容器上端和下端的旋塞观看各测压连通管内液面是否齐平，在同一个水平面上如不齐平测检查各管内是否阻塞，并加以疏通。

2）关紧容器上端的旋塞，抬高大玻璃管F至一定的高度待水面稳定后读出各处测压管内液面的水位。

3）在大玻璃管被抬高状态下，降至三个不同的高度，测量三组数据。

2．测真空值（或负压），这时容器E液体表面压力<大气压力；1）打开容器上端旋塞使压力恢复正常，使大玻璃管F处在最高位置。

此时各测压连通管液面应齐平。

关闭旋塞，并下降玻璃管F至一定距离，待液面稳定后，读记各测压管内液面的水位。

2）重复步骤1），共实测三次。

六、讨论问题1．在6个玻璃管中的液面，哪些是压力相等面？2．在连续的同一重力液体中任取两点，其=常数，试用实验数据阐明这个规律。

3．实测K点的压力及真空值时，为什么事前都将旋塞处于打开状态，然后再关闭？实验二、雷诺实验（一）实验目的！、实际观察流体流动的两种型态，加深对层流和湍流的认识。

2、测定液体（水）在圆管中流动的临界雷诺数，——即下临界雷诺数，学会其测定的方法。

（二）实验装置实验装置图如下：图雷诺仪的结构示意图1、电测流量装置及其计量水箱2、出水阀门3、电测流量仪4、雷诺仪试管5、色液罐6、实验桌口7、恒水位水箱8、储水箱9、水泵 10、进水阀门 11、集水槽 12-放水阀门实验装置的结构示意图如图4-5所示。

水力学(流体力学)实验指导书

水力学（流体力学）实验指导书编著：刘凡河北工程大学目录1、静水压强实验--------------------------------------------------------3-5页2 平面静水总压力实验-------------------------------------------- - 6-9页3、文丘里流量计实验------------------------------------------------10-12页4、雷诺实验------------------------------------------------------------12-14页5、管道沿程水头损失实验-----------------------------------------15-16页6、局部管道水头损失实验----------------------------------------17-19页7、流线演示实验-----------------------------------------------------20-21页8、伯努利演示实验--------------------------------------------------20-21页9、涡流系列演示实验------------------------------------------------22-24页实验一静水压强实验一、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z+pC gρ=）。

2、学习利用U 形管测量液体（油）的密度。

3、建立液体表面压强0p >a p ，0p <a p 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、实验设备在一全透明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。