动量方程验证实验

武汉大学教学实验报告

学院：水利水电学院 专业：

１、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）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。

２、实验原理

应用力矩平均原理如图一所示：求射流对平板和曲面板的冲击力。

图一 力矩平衡原理示意图

力矩平衡方程：1GL FL =，L

GL F 1

=

式中：F —射流作用力；L —作用力力臂；G —砝码重量；L 1—砝码力臂。

恒定总流的动量方程为)(1122

V V Q F ααρ'-'=∑ 若令112

='='αα，且只考虑其中水平方向作用力，则可求得射流对平板和曲面的作用力公式为：)cos 1(αρ-=QV F

式中：Q —管嘴的流量；V —管嘴流速；α—射流射向平板或曲面板后的偏转角度。

α=90°时，QV F ρ=平。（平F ：水流对平板的冲击力。） α=135°时，

平

F QV QV F 707.1707.1)135cos 1(==-=ρρ

α=180°时，平F QV QV F 22)180cos 1(==-=ρρ

３、实验设备

实验设备及各部分名称见图二，实验中配有α=90°平面板和α=135°及α=180°的曲面板，另备大小量筒及秒表各一只。

图二 动量原理实验仪