流体力学动量定理实验

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工程流体力学实验

18
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9.708
0.000
1.292
毕托管测速计算表
编号
6
8
12
14
16
18
备注
测速管读数
44.75
23.9
22.5
14.7
12
11
测压管读数
14.7
15.05
11.85
6.9
9.6
3.5
点流速u（cm/s）
三、使用仪器、材料
自循环供水器、恒压水箱、溢流板、稳水孔板、可控硅无级调速器、实验管道、流量调节阀、接水阀、接水盒、回水管测压计。
四、实验步骤
1、熟悉实验仪器，分清普通测压管和测速管及两者功能上的区别。
2、打开电源，启动供水系统，水箱供水至溢流，排净实验管道内的空气后关闭流量调节阀。检查所有的测压管液面是否齐平，若不平需查明原因并排除气体。
8、在均匀流断面上，推求测速管处的流速，将测试与计算成果列于表中。
水箱面高程 =47.60cm直径
实验装置图：
五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)
测点液面读数于断面能量转换的测算表单位：cm
测点
管径d
位置水头Z
压强水头p/γ
流速水头
测压管水头z+ p/γ
总水头H
测压管水头差△(z+ p/γ)
水头损失h=-=
如果自由表面压强p0与当地大气压pa压强相等时，液体内任一点相对压强可表示为：
式中：h为液体自由表面下任一点液体深度。

流体力学第三章(7)动量方程及其应用及动量矩方程

对于方程右侧的动量变化率：只要知道两截面上的平均速度和流量就可以计算出来。
2、外力和速度的方向问题。与坐标相同时为正，与坐标相反时为负。公式右边的减号是固定的。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
三、动量方程式的应用（重点）
1、流体对管道的作用力问题 2、自由射流的冲击力问题
1、流体对管道的作用力问题—动量方程式的应用之
要求密度为
V
vdV

A
v(v

dA)
这就是用欧拉方法表示的动量方程式，这个方程式既适用于控制体固定的情况，也适用于控制体运动的情况。在运动时需将速度v换成相对速度，并在控制体上加上虚构的惯性力。
动量方程式中，需注意
1. F 是作用在控制体内质点系上的所有外力的矢量和，既包括控制体外
部流体及固体对控制体内流体的作用力（压力、摩擦力），也包括控制体
（I）部分通过A1面非原质点系的流入动量
制体的总动量。
（II）部分通过A2 面流出的动量
对于控制体的全部控制面A：
末动量
初动量

F

d( mv)
dt

lim
t 0
1 t
{[
V
v dV ]t t

t A
v(v dA)
[
V
v dV ]t }

t

2vz z 2
]
dvz dt
作用在质点系上的总外力就不必通过分布压强的积分，而是通过求质点系动量变化率的办法计算出来，开辟了求解流体动力学问题的新途径。
F

d ( mv)
dt
由于各个质点速度不尽相同，似乎要计算质点系的动量变化率采用拉格朗日法比较适宜，由于运动的复杂性，很困难。

流体力学动量定理实验报告

流体力学动量定理实验报告流体力学是研究流体运动规律的一门学科，其中动量定理是流体力学中的重要定律之一。

本实验旨在通过实际操作验证流体力学动量定理，并深入理解其物理意义和应用。

一、实验目的1. 验证流体力学动量定理的实际有效性；2. 理解动量定理的物理意义和应用；3. 探究不同流体条件下动量定理的适用性。

二、实验原理根据动量定理，当一个物体受到外力作用时，其动量的变化率等于作用在物体上的合外力。

对于流体，其动量定理可以表述为：流体的动量的变化率等于作用在流体上的合外力和压力力之和。

三、实验器材和药品1. 实验装置：流体力学实验装置、流量计、压力计等；2. 实验介质：水。

四、实验步骤1. 将流体力学实验装置连接好，保证流体可以顺利流动；2. 打开水源，调节流量计的流量，保持恒定；3. 使用压力计测量不同位置的压力值，并记录；4. 分别改变流动介质的流速和流量，再次测量压力值并记录；5. 根据实验数据，计算流体的动量变化率并进行比较分析。

五、实验结果与分析通过实验测量得到的压力值和流速数据，可以计算出流体的动量变化率。

根据动量定理，动量的变化率应该等于作用在流体上的合外力和压力力之和。

通过对不同流速和流量下的实验数据进行比较分析，可以得出以下结论：1. 随着流速的增加，流体的动量变化率也增加，说明流体受到的合外力也增大；2. 当流速恒定时，流量的增加会导致动量变化率的增加，说明流体受到的压力力也增大；3. 实验结果与动量定理的预期结果相符，验证了动量定理在流体力学中的适用性。

六、实验总结与思考通过本次实验，我们深入理解了流体力学动量定理的物理意义和应用。

实验结果表明，动量定理在流体力学中具有实际有效性，并能够用于解释和预测流体运动过程中的各种现象。

同时，实验过程中还发现了流速和流量对流体动量变化率的影响，这为进一步研究流体力学提供了新的思路和方向。

通过本次实验我们验证了流体力学动量定理的实际有效性，并深入理解了其物理意义和应用。

《动量定理》教案

《动量定理》教案第一章：动量定理概述1.1 动量的概念介绍动量的定义：动量是物体运动的物理量，用p表示，等于物体的质量m与速度v的乘积，即p=mv。

解释动量的矢量性质：动量既有大小，又有方向，遵循平行四边形法则。

1.2 动量定理的表述阐述动量定理的内容：物体的动量变化等于作用在物体上的力与作用时间的乘积，即Δp=FΔt。

解释动量定理的意义：动量定理揭示了力与物体动量变化之间的关系，是力学中的基本定律之一。

第二章：动量定理的应用2.1 动量定理在碰撞问题中的应用介绍碰撞问题的基本概念：碰撞是两个物体相互作用的过程，碰撞过程中动量守恒。

分析碰撞问题中动量定理的应用：根据动量定理，碰撞前后物体的动量变化等于作用在物体上的力与作用时间的乘积，可以用来求解碰撞问题。

2.2 动量定理在爆炸问题中的应用介绍爆炸问题的基本概念：爆炸是物体内部能量迅速释放的过程，爆炸过程中动量守恒。

分析爆炸问题中动量定理的应用：根据动量定理，爆炸前后物体的动量变化等于作用在物体上的力与作用时间的乘积，可以用来求解爆炸问题。

第三章：动量定理的实验验证3.1 动量定理实验原理介绍动量定理实验的原理：通过实验测量物体的质量、速度和作用力，验证动量定理的正确性。

3.2 动量定理实验步骤详细描述动量定理实验的步骤：包括实验设备的准备、实验操作过程和数据测量方法。

3.3 动量定理实验结果与分析分析实验结果：根据实验测量数据，计算物体的动量变化和作用力与作用时间的乘积，比较两者是否相等。

总结实验结论：验证动量定理的正确性，说明动量定理在实际应用中的可靠性。

第四章：动量定理在实际问题中的应用4.1 动量定理在交通安全中的应用介绍交通安全中动量定理的应用：通过分析车辆碰撞过程中的动量变化，评估事故的严重程度，为交通安全提供科学依据。

4.2 动量定理在体育竞技中的应用介绍体育竞技中动量定理的应用：通过分析运动员动作过程中的动量变化，优化竞技策略，提高竞技水平。

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。

流体力学动量定理实验

流体力学动量定理实验动量定理实验一、概述动量定理指出:流体微团动量的变化率等于作用在该微团上所有外力的矢量和。

即某控制体内的动量在时间dt内的增量等于作用在控制体上所有外力在dt时间内的总冲量。

水射流冲击平板和内半球是用来验证动量定理的一个很好实例，本实验仪则采用水射流冲击平板通过称重系统测出冲击力。

二、实验目的:1(测定管嘴喷射水流对平板或曲面板所施加的冲击力。

2(测定动量修正系数，以实验分析射流出射角度与动量力的相关性 3(将测出的冲击力与用动量方程计算出的冲击力进行比较，加深对动量方程的理解。

三、设备性能与主要技术参数1、该实验装置主要由:流量计、水泵、实验水箱、管嘴、蓄水箱和平衡秤等组成。

2、流量计采用LZS-15(60-600)L/h。

3、水泵为增压泵，最高扬程:10m，最大流量:10L/min，转速2800r/min，输入功率90W。

4、量器为平衡杆秤，上面刻度每小各格为2mm,称上平衡游码为150g。

5、实验水箱由有机玻璃制成，顶部装有称重装置，内部则有实验平板与管嘴，其中管嘴距平板距离为40mm，管嘴的内径为9mm。

6、蓄水箱由PVC板焊制而成。

容积:35L。

四、实验原理1、本实验装置给出计量杠杆为平衡杆称。

2、计算每个状态下的体积流量和质量流量体积流量QV通过转子流量计直接得出读数，质量流量QM,ρW?QV其中水的密度ρW可根据水温查得。

3、计算每个状态下水射流冲击模型的当地速度u。

由公式u0=Qv/A0 (m/s)计算管嘴出口处的水流速度，其中A0为喷嘴出口截面积(m2)。

在地心引力的作用下，水射流离开喷嘴后要减速，当水流射到模板上时，当地速度u应根据垂直向上抛运动的公式进行修正，即:u=?u20-2gs,式中s为从喷嘴出口到模板实际接触距离。

LSGF 五、实验流程图1091、水泵8S672、水箱53、喷管44、喷嘴35、水射流6、平板7、筒体8、平衡秤9、传感力210、平衡杆1自循环供水装置由增压水泵和蓄水箱组合而成。

流体力学动量定理实验报告

实验报告：流体力学动量定理实验实验目的：本实验旨在通过测量流体在不同条件下的速度和压力，验证流体力学动量定理，并分析流体的流动特性。

实验原理：流体力学动量定理表明，流体在作用力作用下的动量变化等于作用力对流体的压力和重力的贡献之差。

即动量的变化等于合力乘以时间。

根据流体流动的连续性方程和动量守恒方程，可以推导出动量定理的数学表达式。

实验步骤：1.准备工作：确保实验仪器及设备正常运行，并校准各个测量装置。

2.设置实验装置：安装流体管道和流量计，并连接传感器以测量流体的速度和压力。

3.调整流体流动条件：调节流量控制阀门，使流体在管道中稳定流动，并记录流量、速度和压力的基准值。

4.改变流动条件：调节流体控制阀门，改变流量和速度，并记录相应的压力和速度数据。

5.测量数据：使用传感器和测量仪器记录流体流动过程中的速度和压力数据，并进行实时记录或记录存储。

6.分析数据：根据测量数据计算流体的动量变化，并与实验条件进行对比和分析。

7.绘制实验结果：根据实验数据绘制流体速度和压力随时间变化的曲线，并进行数据分析和讨论。

实验结果：根据测量数据和数据分析，得出流体速度和压力随时间变化的曲线。

对比实验条件和理论预期结果，可以验证流体力学动量定理的准确性。

实验讨论：根据实验结果和对流体力学动量定理的分析，讨论流体流动的特性，如流体的加速度、压力分布等，并讨论实验误差和改进方案。

结论：通过本实验，验证了流体力学动量定理的准确性，并对流体的流动特性进行了分析和讨论。

实验结果与理论预期相符，证明了流体力学动量定理的适用性和可靠性。

附录：实验数据和曲线图、实验装置照片等（如果有）。

这是一个基于流体力学动量定理的实验报告的基本结构，具体内容和格式可以根据实际情况进行调整和完善。

流体力学实验指导书与报告

流体力学实验指导书与报告所在学院：地侧学院使用专业：安全工程2006.6实验一：压强、流速、流量测定实验一、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。

不可压缩流体恒定流动动量方程

四﹑实验步骤 ① 熟悉实验装置各部分名称、结构特征、作用于性能，记录相关常数。 ② 启动供水系统，打开调速器开关，水泵启动 1~3min 后，关闭 2~3s，以利用回水排除离心式水泵内滞留的空气。 ③ 调整测压管位置。待恒压水箱水稳定后松开测压管固定螺钉，调整方位。要求测压管垂直，螺钉对准
十字中心，活塞转动轻快，然后拧紧螺钉固定好。.
⑥ 改变作用水头，重复试验。逐次打开不同高度上的水位调节阀，在相应高度上溢流以改变管嘴的作用水头。调节调速器，使溢流量适中，待水头稳定后，按步骤③~⑤重复进实验。
⑦ 验证ν ≠0 对水平作用力 Rx 的影响。取下平板活塞，使水流水流冲击到活塞套内，调整好位置，使反
射水流的回射角度一致，记录回射角度的目估值、测压管中水深 hc 和嘴管作用水头 Ho。
实验完成后关闭电源，将仪器恢复到实验前状态。
五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等) （1）记录仪器编号及有关参数、常数仪器编号：
管嘴内径：d= 1.205 cm，活塞 D2 = 2.000 cm 。
（2）实验记录与计算表实验记录与计算表 1-1 表 1-1
单位：cm
序体积号
V / cm3
Q A 2gH0
v 2gH 0
式中，μ 为流量系数，
1
，也可以采用实际流量与理论流量的比值求出，即
1
l d
Q
，对于圆柱形外管嘴完散收缩时，可取μ =0.82
A 2gH0
三、使用仪器、材料动量方程试验仪由：⒈自循环供水器（循环水泵） ⒉恒压水箱 ⒊溢流板 ⒋稳水孔板 ⒌水位调节板
⒍管嘴 ⒎带活塞和翼片的抗冲平板 ⒏测压管 ⒐可控硅无级调速器 ⒑接水盒 ⒒回水管等组成。
变流断面上动压强服从于静压强的分布规律。因此作用在计算断面的压力便可按静力学方法得到。 ③1—1 和 2—2 断面的流量相等，即没有流量的分出或汇入。在使用动量方程时，通常需要配合连续方程和能量方程。本实验中，流体通过一管嘴射出冲击墙面，因此

流体力学中的流体流动实验

流体力学中的流体流动实验流体力学是研究流体力学基本规律和流动现象的一门学科，而流体流动实验则是流体力学研究的重要手段之一。

通过实验，可以观察和记录流体在不同条件下的流动行为，验证流动方程和理论模型的可靠性，从而深入理解流体的运动规律。

本文将介绍流体力学中的流体流动实验的基本原理、实验装置以及实验方法。

一、流体流动实验的基本原理在流体力学中，流体流动实验的基本原理是根据质量守恒定律和动量守恒定律进行实验设计和数据分析。

根据质量守恒定律，流经给定截面的质量流率与入口和出口流速之积相等。

动量守恒定律则建立了流体运动方程，描述了流体在不同流动条件下的运动状态。

二、流体流动实验的实验装置为了研究流体力学中的各种流动现象，需要准备相应的实验装置。

常见的流体流动实验装置包括流体管道、流动模型、雷诺管道等。

流体管道是最常见的流体流动实验装置之一，其基本结构包括进口、出口和流体流通的管道。

通过改变流体的进口条件、管道的形状和尺寸等，可以研究流体在不同流动条件下的流动特性。

流动模型是模拟真实流动情况的物理模型，常用于研究复杂的流动现象和流体力学中的问题。

流动模型可以通过缩小尺寸或者使用可替代材料来简化实验过程，从而提高实验的可行性和可观察性。

雷诺管道是一种用于测量流体流速和观察流动形态的实验装置。

雷诺管道一般由一段直管和一个扩张段构成，通过在流体流动过程中增加扩张段，可以减小流速并形成湍流，方便观察和研究流体的流动特性。

三、流体流动实验的实验方法1. 流量测量方法：流量是流体流动实验中最基本的参数之一。

常用的流量测量方法有容积法、质量法、速度法等。

容积法通过测量流体通过给定截面的体积来计算流量；质量法通过测量单位时间内流体通过给定截面的质量来计算流量；速度法通过测量流体流速和截面积来计算流量。

2. 流速测量方法：流速是流体流动实验中另一个重要的参数。

常用的流速测量方法有直接法、间接法和动态法等。

直接法通过直接测量流体流速来得到流速值；间接法通过测量与流速相关的物理量，如压力和涡旋等来计算流速；动态法是一种通过观察流体流动状态的方法来判断流速的快慢。

流体力学实验指导

另由能量方程对水平等直径圆管可得
△h为测压管的液面高差
四、实验方法与步骤
准备Ⅰ对照装置图和说明，搞清各组成部件的名称、作用及其工作原理；记录有关实验常数：工作管内径和实验管长。
准备Ⅱ启动水泵。先打开出水阀门，再打开进水阀门，再慢慢减小出水阀门开度；等稳压筒中的水适当时，关闭稳压筒的排气口。
准备Ⅲ调通量测系统。
1．突然扩大
采用三点法计算，下式中由按流长比例换算得出。
实测
理论
2．突然缩小
采用四点法计算，下式中B点为突缩点，由换算得出，由换算得出。
实测
经验公式，计算中的速度应取小管径中的速度值。
当时，可简化为
四、实验方法与步骤
1．测记实验有关常数。
2．打开电源开关，使恒压水箱充水，排除实验管道中的滞留气体。
记录表
次
序
流量
测压管读数
体积
时间
流量
阻力
形式
次
序
流
量
前断面
后断面
突
然
扩
大
突
然
缩
小
六、实验分析与讨论
1．结合实验成果，分析比较突扩与突缩在相应条件下的局部损失大小关系。
2．结合流动仪演示的水力现象，分析局部阻力损失机理何在？产生突扩与突缩局部阻力损失的主要部位在哪里？怎样减小局部阻力损失？
3．现备有一段长度及联接方式与调节阀（图8.1）相同，内径与实验管道相同的直管段，如何用两点法测量阀门的局部阻力系数？
层流段：应在水压计（夏季）[ （冬季）]量程范围内，测记3~5组数据。
紊流段：每次增量可按递加，直至测出最大的值。
3．结束实验。
五、实验成果及要求

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。

热工基础实验实训总结报告

一、实验目的本次热工基础实验实训的主要目的是通过实际操作，加深对热工基础理论知识的理解和掌握，培养实际操作能力，提高实验技能，为后续专业课程的学习打下坚实基础。

二、实验内容本次实验实训主要包括以下内容：1. 流体力学实验：包括静水压强实验、能量方程实验、不可压缩流体定常流动量定理实验、文丘里流量计实验等。

2. 传热学实验：包括空气比定压热容的测定实验、颗粒流动实验等。

3. 热工检测技术实验：包括温度检测技术、压力检测技术、真空检测技术、流量检测技术和热物性检测技术等。

4. 硅酸盐工业热工基础实验：包括流体力学、燃料燃烧、传热学、热工测量等方面的实验。

5. 小型燃气锅炉热工性能实验：了解燃气锅炉的工作原理，测试小型燃气锅炉的热效率、热流量等热工性能。

6. 电冰箱性能实验：了解电冰箱的工作原理，测试电冰箱的性能。

三、实验过程1. 实验前准备：熟悉实验原理、实验步骤、实验仪器和实验数据记录方法。

2. 实验操作：按照实验步骤进行实验操作，注意安全事项。

3. 数据记录与处理：准确记录实验数据，对数据进行整理和分析。

4. 实验结果分析：对实验结果进行分析，得出结论。

四、实验结果与分析1. 流体力学实验（1）静水压强实验：通过实验验证了流体静力学基本原理，掌握了压强计的使用方法。

（2）能量方程实验：通过实验验证了能量方程的正确性，掌握了能量方程的应用。

（3）不可压缩流体定常流动量定理实验：通过实验验证了不可压缩流体定常流动量定理的正确性，掌握了流量计的使用方法。

（4）文丘里流量计实验：通过实验验证了文丘里流量计的原理，掌握了流量计的安装和使用方法。

2. 传热学实验（1）空气比定压热容的测定实验：通过实验测定了空气比定压热容，掌握了传热学基本原理。

（2）颗粒流动实验：通过实验研究了颗粒流动特性，掌握了颗粒流动的实验方法。

3. 热工检测技术实验（1）温度检测技术：通过实验验证了温度检测技术的原理，掌握了温度计的使用方法。

流体动量定理

流体动量定理一、引言流体动量定理是流体力学中的重要定理之一，探讨了流体在运动过程中的动量变化。

本文将详细介绍流体动量定理的概念、推导过程以及实际应用。

二、流体动量定理的概念流体动量定理是指在外力作用下，流体流动过程中动量守恒的现象。

根据流体动量定理，一个流体在单位时间内通过某一截面的动量变化等于该截面所受外力的总和。

三、流体动量定理的推导为了推导出流体动量定理，首先需要划定一个控制体，该控制体可以是任意形状，包围流体流动的区域。

考虑在控制体上某一截面上的面积元dA，流体通过这个面积元的动量变化可以表示为dP。

根据动量的定义，可以得到dP=rho * v * dA * dt，其中rho表示流体的密度，v表示流体在截面上的速度。

当流体通过这个截面时，外力对流体施加的合力F可以表示为F=F_x + F_y + F_z，即合力等于分别在x、y、z三个方向上的力的矢量和。

假设在时间dt内，流体受到的外力的合力矢量为dF，则dF=dF_x + dF_y + dF_z。

根据牛顿第二定律，可以得到dF=m a，即外力的变化等于质量的变化与加速度的乘积。

将质量表示为dM=rho dV，其中dV表示截面上单位时间内流体通过的体积，则dF=rho * dV * dv/dt。

将dP和dF带入流体动量定理的公式中，可得流体通过截面的动量变化等于外力的变化： dP = dF rho * v * dA * dt = rho * dV * dv/dt对上述方程两边同时除以dt，可得： v * dA = dV * dv对上述方程两边同时求和，得到整体的动量变化：∫v * dA = ∫dV * dv四、流体动量定理的应用流体动量定理在很多领域都有广泛的应用，特别是在工程和物理学中。

以下是一些例子：1. 喷气式飞机喷气式飞机利用了流体动量定理的理论，通过喷射出高速气流的反作用力来推动飞机飞行。

当喷气口喷出高速气流时，喷气口的反作用力将推动整个飞机向前运动。

流体的动量定理及应用

流体的动量定理及应用流体力学是研究流体运动和力学性质的一门学科，其中动量定理是流体力学中重要的基本原理之一。

本文将深入探讨流体的动量定理的原理及其在实际应用中的重要性。

一、流体的动量定理原理流体的动量定理基于牛顿第二定律，即力等于物体的质量乘以加速度。

对于流体，其力可以通过流体压力和流体体积力的合力来表示。

动量定理可以表达为：在不受外力或体积力作用的情况下，流体中某一控制体的动量改变率等于该控制体上合力的作用力，即直接与作用在该控制体上的力相关。

根据动量定理，我们可以推导出流体力学中的两个重要方程：欧拉动量方程和伯努利方程。

欧拉动量方程描述了流体静止状态下力的均衡性，而伯努利方程则用于描述流体在相对运动状态下的动能和压力之间的关系。

二、流体的动量定理的应用1. 流体力学实验流体的动量定理在流体力学实验中具有广泛应用。

通过建立合适的实验装置，我们可以观察流体在不同条件下的运动状态，并利用动量定理分析流体的受力情况。

例如，在研究水泵的性能时，通过测量流体的入口和出口速度，我们可以利用动量定理计算出泵的流量和扬程，从而评估其性能。

2. 水力工程在水力工程中，动量定理被广泛应用于流体的管道、水闸和水泵等设备的设计和优化。

通过研究流体在管道中的流动状态，并利用动量定理分析各个部分的力平衡，我们可以确定管道的尺寸、选择合适的水泵和优化系统设计。

3. 飞行器设计动量定理在飞行器设计中也扮演着关键的角色。

例如，在飞机设计中，通过分析流体在飞机翼上的流动状态，利用动量定理可以计算出升力和阻力。

这对于飞机的气动性能分析和设计改进至关重要。

4. 污水处理在污水处理中，利用动量定理可以评估污水流动过程中的阻力和压力损失，为污水处理设备的运行和设计提供重要依据。

通过优化流体的流动状态，可以提高处理效率并减少能源消耗。

5. 流体力学研究动量定理在流体力学研究中也具有重要应用价值。

通过分析流体运动中的力平衡和动量变化，可以深入研究流体的运动规律、湍流现象和流体与固体的相互作用等问题，为解决实际工程和自然现象提供理论支持。

工程流体力学实验

工程流体力学实验实验目的本实验旨在通过实验操作及数据分析，加深对工程流体力学相关概念的理解，掌握流体静力学和流体动力学的基本原理，以及流体在工程中的应用。

实验仪器与材料•1 台水泵•1 块稳定台•1 条直管道•1 台流量计•1 台压力计•配套管道及接头实验原理流体静力学•流体静力学是研究在静止或稳定流动状态下流体的性质和力学的学科。

•流体静力学方程包括连续性方程、动量守恒方程及能量守恒方程等。

流体动力学•流体动力学研究流体在运动状态下的性质及相关现象。

•流体动力学方程描述了流体在不同流动状态下各种参数的变化规律。

实验步骤1.搭建实验装置，保证管道连接紧密。

2.启动水泵，调节泵的流量，记录不同流量下的压力、流速数据。

3.使用流量计检测不同流速下的流量值，并记录数据。

4.分析数据，绘制流速、压力、流量之间的关系曲线。

实验数据分析通过实验数据分析可得出以下结论： 1. 流速和流量呈线性关系，流量随着流速的增大而增大。

2. 压力随着流速增大而减小，说明流速增加时管道内的摩阻增大，压力减小。

结论通过工程流体力学实验，深入了解了流体在管道内的流动规律，掌握了流体静力学和流体动力学方面的基本原理，实验结果对于设计工程系统具有指导意义。

参考文献1.White, Frank M. Fluid Mechanics. 8th ed., McGraw-Hill, 2016.2.Munson, Bruce R., et al. Fundamentals of Fluid Mechanics. 7th ed., Wiley, 2012.以上是关于工程流体力学实验的简要介绍，通过实际操作和数据分析，使学生对相关理论知识有了更深入的了解。

流体力学动量定理实验

流体力学动量定理实验流体力学动量定理是流体力学的重要理论之一，它描述了流体运动中动量的守恒规律。

流体力学动量定理实验是验证流体力学动量定理的一种方法，通过这种实验可以直观地观察到流体运动中动量的变化。

首先，我们需要了解什么是流体力学动量定理。

根据牛顿第二定律，力等于质量乘以加速度，即F=ma。

而流体力学中的动量是质量乘以速度，即p=mv。

因此，根据牛顿第二定律和动量定义式，可以得到流体力学动量定理：Δp=∫Fdt其中，Δp是动量的变化量，F是作用在流体上的力，t是时间。

此公式表示，流体受到的作用力越大，动量的变化就越大，而动量的变化量与时间成正比。

为了验证流体力学动量定理，我们可以进行一些实验。

下面介绍一种简单实用的流体力学动量定理实验。

实验目的：通过测量流体的速度和质量变化来验证流体力学动量定理。

实验原理：利用一定量的水，从高处注入一定速度的水流中，测量水流在不同高度处的速度和质量变化，计算出流体在作用力下动量的变化量。

实验步骤：1.准备实验器材和工具。

需要一根PVC管，一把注射器，一只秤，一张纸和一支笔。

2.制备实验液体。

将一定量的水倒入注射器中，称量注射器的重量，可以得到水的质量。

3.制备实验装置。

将PVC管直立放在实验平台上，底部的一端接入水龙头，上部安装一支水平的管道，管道的另一端用纸巾等材料封住，形成一定的水压。

4.通过水龙头控制水的注入量和速度，注入一定量的水到PVC管中。

同时使用光电测速仪或其他测速仪器，测量管道不同高度处的水流速度。

5.关掉水龙头后，将PVC管中的水倒入秤上称重。

由于实验中只加入了一定量的水，因此这部分水的质量是不变的，即为之前量的水的质量。

6.根据测量的速度和质量，计算出流体在不同高度处动量变化量，统计数据并画出动量变化曲线。

实验结果：根据实验结果得到的动量变化曲线，可以看出在作用力相同的情况下，流体的动量随着时间的增加而增加。

这与流体力学动量定理的结论一致，说明流体力学动量定理成立。

流体力学第三章(7)动量方程及其应用及动量矩方程1

d ( mv ) F dt
作用在质点系上的总外力就不必通过分布压强的积分，而是通过求质点系动量变化率的办法计算出来，开辟了求解流体动力学问题的新途径。
F
d ( mv ) dt
由于各个质点速度不尽相同，似乎要计算质点系的动量变化率采用拉格朗日法比较适宜，由于运动的复杂性，很困难。质点系占据一定的空间，取这个空间为控制体，把拉格朗日法表示的动量变化率改换成用欧拉法表示，这样就容易求的作用在控制体内流体质点系上的外力。
vdV v(v dA) A t V
这就是用欧拉方法表示的动量方程式，这个方程式既适用于控制体固定的情况，也适用于控制体运动的情况。在运动时需将速度v换成相对速度，并在控制体上加上虚构的惯性力。动量方程式中，需注意 1. F 是作用在控制体内质点系上的所有外力的矢量和，既包括控制体外部流体及固体对控制体内流体的作用力（压力、摩擦力），也包括控制体内流体的重力。 2. 控制体内流体动量对时间的变化率，当流动为定常时，此项为零。是由于控制体内流体动量随时间变化而产生的一种力。
对于y方向同样得到
p1 A1 cos1 p2 A2 sin2 FRx qV v2 sin 2 v1 cos1 p1 A1 sin1 p2 A2 sin cos2 FRy qV v2 cos2 v1 sin 1
解方程组到
FRx p1 A1 cos 1 p2 A2 sin 2 qV (v1 cos 1 ) (v2 sin 2 ) FRy p2 A2 cos 2 p1 A1 sin 1 qV (v2 cos 2 ) (v1 sin 1 )
这是流体对任意变径弯管的作用力的计算公式，对其求合力得到

高中物理动量流体问题

高中物理动量流体问题动量定理是物理学里面的一个基本定理，它描述的是物体的运动状态。

根据动量定理，如果一个物体受到一个力，那么它的动量就会发生改变。

在流体力学中，动量定理被广泛应用，以描述液体或气体在运动中的一些特殊性质。

本文将详细介绍动量定理在流体力学中的应用，其中包括以下内容：1. 流体的概念和运动描述；2. 流体中的动量；3. 流体中动量的守恒定律；4. 流体力学中的动量流体问题。

一、流体的概念和运动描述流体是指可以流动的物质，一般分为液体和气体两大类。

在流体力学中，我们关心的是流体的运动状态和性质，因此我们需要对流体的运动方式进行描述。

在流体力学中，一般使用速度场来描述流体的运动。

速度场是一个描述物体在不同空间位置上的速度向量的函数，它可以用数学方式来表示出来。

在流体力学中，我们关心的是流体中不同位置的速度和流速的变化情况。

流速指的是单位时间内沿着流体的某一截面通过的流体质量。

为了描述流体的运动状态，我们需要研究流体中的动量和动量守恒定律。

二、流体中的动量动量在物理学中是一个非常重要的量，它描述的是物体的运动状态。

在流体力学中，动量同样是一个非常重要的物理量。

根据牛顿第二定律，物体所受的力等于其质量乘以加速度，可以写成以下公式：F = ma其中，F 是物体所受的力， m 是物体的质量， a 是物体的加速度。

根据牛顿第三定律，物体对另一个物体施加的力大小相等，方向相反。

因此，它们对彼此的动量产生相等大小、方向相反的作用，这被称为动量守恒。

在流体力学中，我们同样可以使用动量守恒来描述流体在运动中的特殊性质。

流体中的动量等于流体中的质量乘以流速，可以写成以下公式：p = mv其中， p 是流体的动量，m 是流体的质量， v 是流体的流速。

三、流体中动量的守恒定律在流体力学中，动量守恒定律有着非常重要的作用，可以帮助我们研究流体在运动中的特殊性质。

根据动量守恒定律，在一个封闭系统中，系统的总动量守恒。

将动量定理应用于微元流管可以得到沿流线的伯努利方程

将动量定理应用于微元流管可以得到沿流线的伯努利方程，它是流体力学中最重要的方程之一，在工程中运用广泛。

如图流管，设流管各截面上的物理量均匀。

任取一微元段dl作为控制体。

沿流管中心轴线物理量是ｌ和ｔ的函数，即。

若ｌ截面参数以Ａ，Ｖ，Ｐ表示；则处的参数为。

这里我们仅限于讨论理想流体，故控制面上不存在切向力，只有法向力。

对于连续方程可这样建立：
控制体内质量对时间的变化率=流入质量流量-流出质量流量
出口截面流量与进口截面流量相比，差，同一时刻的质量流量是ｌ的函数。

简化连续方程，得：
沿流线的动量方程：
<<
注意到重力沿-ｚ方向，
上式可化简：
适当展开上式：
用连续方程，代入，化简：
这就是沿流线的动量方程。

对于定常流动，，，将上式积分，得：
式中是积分常数，不同流线可以是不同数。

上式称作沿流线的伯努利方程。

适用于理想流体，定常流动。

对于不可压流体，，上式可写成：
<<
动量方程沿流线积分，得到的是能量关系式。

第一项是单位重量的动能；第二项是单位重量的压力能；第三项是单位重量的重力势能。

三项之和是单位重量的总机械能。

上式可写成流体上任意两点间总机械能关系式：
若流线在同一水平面内，则机械能守恒关系式可写成：
此时，显然同一条流线上速度越大，则压力越小；反之速度越小，则压力越大；速度等于0，则压力达最大，此时压力称为滞止压力或驻点压力。

实际上，沿流线机械能有损失，通常用表示两截面间单位重量流体的
机械能损失，即：。