实验流体力学-流体力学测量仪器(简化)解答
流体力学实验
流体力学实验流体力学是研究流体运动规律以及与固体的相互作用的学科，是力学的一个重要分支。
为了更好地理解和应用流体力学理论，进行流体力学实验是必不可少的。
本文将介绍流体力学实验的基本内容、实验室设备和实验方法，以及进行实验时需要注意的事项。
一、实验内容流体力学实验内容丰富多样，既包括基础的实验，也包括高级的研究性实验。
在基础实验中，可以研究流体的压力、速度、黏性、流量等基本性质，并探索流体在不同条件下的变化规律。
在研究性实验中，可以考察流体的层流、湍流、边界层以及流动稳定性等问题，进一步深入了解流体力学的复杂现象。
二、实验室设备进行流体力学实验需要较为复杂的设备，包括流体实验台、流量计、压力计、速度计、水槽等。
其中，流体实验台是实验的主要设备，可以提供不同流体条件下的实验环境，用于控制流体的流速、压力和波动等参数。
流量计、压力计和速度计则用于测量流体的流量、压力和速度等物理量。
水槽则用于容纳流体，模拟流体力学实验中的场景。
三、实验方法进行流体力学实验时，需要依照一定的实验方法进行操作。
首先，确定实验的目的和预期结果，并设计好实验方案。
其次，准备好实验所需的设备和实验材料，并对实验环境进行准备。
然后，按照实验方案进行实验操作，记录实验数据并进行分析。
最后，根据实验结果进行结论和总结。
在实验过程中，还需要注意以下几点：1. 实验操作要准确细致，确保实验数据的准确性和可靠性。
2. 实验前要对实验设备进行检查和校准，确保设备和仪器的正常工作。
3. 定期对实验设备进行维护和保养，保证设备的稳定性和长期可用性。
4. 实验时要注意人身安全，遵守实验室安全操作规程，佩戴好安全装备。
5. 在实验结束后，及时清洁实验设备和实验现场，保持实验环境的整洁和卫生。
四、实验应用流体力学实验在学术研究和工程应用中具有广泛的应用价值。
通过实验可以验证流体力学理论模型的准确性，促进流体力学理论的发展。
同时，流体力学实验可以为工程设计和实际应用提供科学依据，帮助改善工程结构的流体性能，提高工程的安全性和可靠性。
流体力学中的流体流量测量
流体力学中的流体流量测量流体力学是研究流体运动的科学，它在许多领域有广泛的应用，包括工程、物理、地球科学等。
在流体力学中，流体的流量测量是一个重要的研究方向。
本文将介绍流体流量测量的原理、方法和一些常见的流量测量仪器。
一、流量测量原理流体的流量是指流体在单位时间内通过给定截面的体积。
流体流量的测量原理基于质量守恒和动量守恒定律。
根据质量守恒定律，流体在径向截面上的入口流量等于出口流量。
而根据动量守恒定律，流体在截面上的流量可以通过测量速度和截面积得到。
二、流量测量方法1. 压力差法压力差法是一种常用的流量测量方法。
它通过在管道的不同截面处测量压力差，利用伯努利方程来计算流量。
常见的压力差测量方法包括孔板法、流量喇叭法和毛细管法等。
2. 流速法流速法是另一种常见的流量测量方法。
它通过测量流体在管道中的平均流速，结合管道的截面积来计算流量。
常用的流速测量方法包括绕流体测量仪、多孔介质法和超声波法等。
3. 涡街流量计涡街流量计是一种基于涡街效应原理的流量测量仪器。
当流体通过涡街流量计时，涡街产生的涡街频率与流体的流速成正比。
通过测量涡街频率，可以准确地计算出流体的流量。
4. 电磁流量计电磁流量计是一种常用的流量测量仪器，它利用流体导电性对磁场的影响来测量流速。
当流体通过电磁流量计时，会产生感应电动势，根据感应电动势的大小可以计算出流体的流量。
三、流量测量仪器1. 质量流量计质量流量计是一种直接测量流体质量流量的仪器。
它通过测量流体在单位时间内通过管道的质量来计算流量。
常见的质量流量计包括热式质量流量计和涡轮质量流量计等。
2. 体积流量计体积流量计是一种间接测量流体体积流量的仪器。
它通过测量流体在单位时间内通过管道的体积来计算流量。
常见的体积流量计包括涡轮流量计、液体燃气流量计和涡街流量计等。
3. 超声波流量计超声波流量计利用超声波在流体中传播的特性来测量流速。
它通过在管道中发射超声波并接收回波，根据回波时间和频率来计算流速和流量。
流体力学实验思考题解答全
流体力学课程实验思考题解答(一)流体静力学实验1、 同一静止液体内的测压管水头线就是根什么线？答:测压管水头指γpZ +,即静水力学实验仪显示的测压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。
从表1、1的实测数据或实验直接观察可知,同一静止液面的测压管水头线就是一根水平线。
2、 当0<B p 时,试根据记录数据确定水箱的真空区域。
答:以当00<p 时,第2次B 点量测数据(表1、1)为例,此时06.0<-=cm p Bγ,相应容器的真空区域包括以下3三部分:(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,自水面向下深度为0∇-∇=H A P γ的一段水注亦为真空区。
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,均为0∇-∇=H A P γ。
3、 若再备一根直尺,试采用另外最简便的方法测定0γ。
答:最简单的方法,就是用直尺分别测量水箱内通大气情况下,管5油水界面至水面与油水界面至油面的垂直高度w h 与o h ,由式o o w w h h γγ=,从而求得o γ。
4、 如测压管太细,对测压管液面的读数将有何影响？答: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γθσd h cos 4= 式中,σ为表面张力系数;γ为液体的容重;d 为测压管的内径;h 为毛细升高。
常温(C t ︒=20)的水,mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ,3/98.0mm dyn =γ。
水与玻璃的浸润角θ很小,可认为0.1cos =θ。
于就是有 dh 7.29= ()mm d h 单位均为、 一般说来,当玻璃测压管的内径大于10mm 时,毛细影响可略而不计。
流体力学实验思考题解答
流体力学实验思考题解答（一）流体静力学实验1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指γpZ +，即静水力学实验仪显示的测压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。
从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。
2、 当0<B p 时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。
答：以当00<p 时，第2次B 点量测数据（表1.1）为例，此时06.0<-=cm p Bγ，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（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，自水面向下深度为0∇-∇=H AP γ的一段水注亦为真空区。
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，均为0∇-∇=H AP γ。
3、 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。
答：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w h 和o h ，由式o o w w h h γγ=，从而求得o γ。
4、 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？答：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γθσd h cos 4=式中，σ为表面张力系数；γ为液体的容重；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。
常温（C t ︒=20）的水，mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ，3/98.0mm dyn =γ。
水与玻璃的浸润角θ很小，可认为0.1cos =θ。
于是有dh 7.29=()mm d h 单位均为、 一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。
流体力学__第二章习题解答
第2章 流体静力学2.1 大气压计的读数为100。
66kPa （755mmHg)，水面以下7.6m 深处的绝对压力为多少？知：a a KP P 66.100= 3/1000m kg =水ρ m h 6.7= 求:水下h 处绝对压力 P解：aa KP ghP P 1756.71000807.96.100=⨯⨯+=+=ρ 2.2 烟囱高H=20m ，烟气温度t s =300℃,压力为p s ，确定引起火炉中烟气自动流通的压力差。
烟气的密度可按下式计算：p=（1。
25-0.0027t s ）kg/m 3，空气ρ=1。
29kg/m 3。
解:把t 300s C =︒代入3s (1.250.0027)/s t kg m ρ=-得3s (1.250.0027)/s t kg m ρ=-33(1.250.0027300)/0.44/kg m kg m=-⨯=压力差s =-p ρρ∆a （）gH ,把31.29/a kg m ρ=，30.44/s kg m ρ=，9.8/g N kg =，20H m =分别代入上式可得s =-20p Pa ρρ∆⨯⨯a （）gH=(1.29-0.44)9.8166.6Pa =2.3 已知大气压力为98.1kN/m 2。
求以水柱高度表示时:（1）绝对压力为117.2kN/m2时的相对压力;(2）绝对压力为68。
5kN/m 2时的真空值各为多少？ 解：（1)相对压力：p a =p-p 大气=117.72-98.1=19.62KN/2m以水柱高度来表示：h= p a/ g ρ=19。
62* 310 /（9.807* 310)=2.0m (2）真空值：2v a p =p p=98.168.5=29.6/m KN --以水柱高度来表示：h= p a/ g ρ=29。
6* 310 /(9.807＊ 310）=3。
0m2。
4 如图所示的密封容器中盛有水和水银，若A 点的绝对压力为300kPa ，表面的空气压力为180kPa,则水高度为多少？压力表B 的读数是多少？解：水的密度1000 kg/m 3，水银密度13600 kg/m 3A 点的绝对压力为：)8.0(20g gh p p H g o h A ρρ++=300⨯310=180⨯310+1000⨯9。
流体力学实验-参考答案
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；为液体容量；为测压管的内径；为毛细升高。 常温的水，，。水与玻璃的浸润角很小，可以认为。于是有
从流动仪可见，突扩段的漩涡主要发生在突扩断面以后，而且与扩 大系数有关，扩大系数越大，漩涡区也越大，损失也越大，所以产生突 扩局部阻力损失的主要部位在突扩断面的后部。而突缩段的漩涡在收缩 断面均有。突缩前仅在死角区有小漩涡，且强度较小，而突缩的后部产 生了紊动度较大的漩涡环区。可见产生突缩水头损失的主要部位是在突 缩断面后。
因为计算流量是在不考虑水头损失情况下，即按理想液体推导的， 而实际流体存在粘性必引起阻力损失，从而减小过流能力，，即 〈1.0。 3．文丘里流量计能否倾斜安装，为什么？ 如图所示
根据流体静力学方程 得 则
由图可知 式中，、、、分别为各测压管的液面读数。
因此，无论文丘里流量计是否倾斜安装，对测压管读数都不影 响。 4．文丘里管喉颈处容易产生真空，允许最大真空度为6-7mH2O。工程 中应用文丘里管时，应检验其最大真空度是否在允许范围内。根据你 的实验成果，分析本实验文丘里管喉颈处最大真空值为多少？
，相应容器的真空区域包括以下三个部分： （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、气所占区域，均为真空区域。 （2）同理，过箱顶小不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域。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。
(完整版)流体力学简答题整理
为什么圆管进口段靠近管壁的流速逐渐减小？而中心点的流速是逐渐增大的？进口附近断面上的流速分布较均匀，流速梯度主要表现在管壁处，故近壁处切应力很大，流动所受的阻力也很大，至使流速渐减。
管中心处流速梯度很小，t小，阻力很小，使流速增大。
直至形成一定的流速梯度及切应力，使各部分流体的能耗与能量补充平衡。
紊流研究中为什么要引入时均概念？紊流时，恒定流与非恒定流如何定义？把紊流运动要素时均化后，紊流运动就简化为没有脉动的时均流动，可对时均流动和脉冲分别加以研究。
紊流中只要时均化的要素不随时间变化而变化的流动，就称恒定流。
紊流的切应力有哪两种形式？它们各与哪些因素有关？各主要作用在哪些部位？粘性切应力主要与流体粘度和液层间的密度梯度有关。
主要在近壁处。
附加切应力主要与流体的脉动程度和流体的密度有关，主要作用在紊流核心出脉动程度较大地方。
紊流中为什么存在粘性底层？其厚度与哪些因素有关？其厚度对紊流分析有何意义？紊流时断面上流层的分区和流态分区有何区别？粘性底层，紊流核心：粘性、流速分布与梯度; 层流、紊流：雷诺数紊流为什么存在粘性底层？其厚度与哪些因素有关，其厚度对紊流分析有何意义？在近壁处，因液体质点受到壁面的限制，不能产生横向运动，没有混掺现象，流速梯度du/dy 很大，粘滞切应力t仍然起主要作用。
粘性底层很薄，但对能量损失很大。
圆管紊流的流速如何分布？粘性底层：线性分布，紊流核心处：对数或指数管径突变的管道，当其他条件相同时，若改变流向，在突变处所产生的局部水头损失是否相等？为什么？不等，固体边界不同，如突扩与突缩局部阻力系数与哪些因素有关？选用时应该注意什么？固体边界的突变情况、流速；局部阻力系数应与所选取的流速相对应。
如何减小局部水头损失？让固体边界趋于流线型边界层内是否一定是层流？影响边界层内流态的主要因素有哪些？否，有层流、紊流边界层；粘性、流速、距离边界层分离是如何形成的？如何减小尾流的区域？因压强沿流动方向增高，以及阻力的存在，使得边界层内动量减小，形成边界层的分离。
物理实验技术中的流体动力学测量与调节方法
物理实验技术中的流体动力学测量与调节方法引言：在物理实验中，流体动力学是一个重要的研究领域。
测量和调节流体动力学参数是确保实验结果准确的关键。
本文将介绍几种常用的流体动力学测量方法以及一些常见的调节方法，旨在帮助读者更好地理解和应用这些技术。
测量方法：1. 流体力学测量仪器流体力学测量仪器是测量流体动力学参数的重要工具。
常见的流体力学测量仪器包括压力传感器、流速计、雷诺数计算器等。
这些仪器能够准确测量流体的压力、流速和雷诺数等参数，为流体动力学研究提供基础数据。
2. 流速测量方法流速是流体动力学研究中的重要参数之一。
常用的流速测量方法有垂直管法、飞行时间法和热膨胀法等。
垂直管法通过测量液体在垂直管中下落的时间来计算流速。
飞行时间法则是利用声波在流体中的传播时间来测量流速。
热膨胀法利用流体的温度变化来计算流速。
这些方法适用于不同的实验条件和流体介质，可以根据实验需求选择合适的方法。
3. 流阻测量方法流阻是流体在流动过程中受到的阻力。
测量流体的流阻可以帮助我们了解其流动特性。
常用的流阻测量方法有渗透计法、维萨管法和普朗特计法等。
渗透计法通过测量流体通过渗透体的速度来计算流阻。
维萨管法则是利用维萨管的几何结构和流体的物理特性来计算流阻。
普朗特计法通过测量流体的流速和流体的密度来计算流阻。
这些方法可以帮助我们更好地了解流体的流动特性和阻力变化规律。
调节方法：1. 流量调节方法流量调节是控制流体进出系统的过程，常用的流量调节方法有阀门、调速器和喷嘴等。
阀门是最常见的流量调节设备，通过调节阀门的开度来改变流体的流量。
调速器则是通过调节转速来控制流量。
喷嘴利用流体的速度和压力差来控制流量，通过改变喷嘴的形状和尺寸来实现。
2. 压力调节方法压力调节是调节流体压力的过程，常用的压力调节方法有调压阀、自动控制阀和比例阀等。
调压阀是一种常用的压力调节设备，通过改变阀门的开度来调节流体的压力。
自动控制阀可以根据压力信号自动调节阀门的开度。
北航流体力学实验报告思考题全解答(雷诺实验、不可压缩流体定常流动量定律实验、能量方程实验)
【北航流体力学实验报告思考题全解答】（雷诺实验、不可压缩流体定常流动量定律实验、不可压缩流体定常流动能量方程实验）BUAA搜集不可压缩流体恒定流能量方程实验1.测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同为什么测压管水头线（P-P）沿程可升可降，线坡JP可正可负。
而总水头线（E-E）沿程只降不升，线坡J 恒为正，即J>0。
这是因为水在流动过程中，依据一定边界条件，动能和势能可相互转换。
测点5至测点7，管收缩，部分势能转换成动能，测压管水头线降低，Jp>0。
测点7至测点9，管渐扩，部分动能又转换成势能，测压管水头线升高，JP <0。
而据能量方程E1=E2+hw1-2, hw1-2为损失能量，是不可逆的，即恒有hw1-2>0，故E2恒小于E1，（E-E）线不可能回升。
(E-E) 线下降的坡度越大，即J越大，表明单位流程上的水头损失越大，如图的渐扩段和阀门等处，表明有较大的局部水头损失存在。
2.流量增加，测压管水头线有何变化为什么有如下二个变化：（1）流量增加，测压管水头线（P-P）总降落趋势更显著。
这是因为测压管水头，任一断面起始时的总水头E及管道过流断面面积A为定值时，Q增大，就增大，则必减小。
而且随流量的增加阻力损失亦增大，管道任一过水断面上的总水头E相应减小，故的减小更加显著。
（2）测压管水头线（P-P）的起落变化更为显著。
因为对于两个不同直径的相应过水断面有式中为两个断面之间的损失系数。
管中水流为紊流时，接近于常数，又管道断面为定值，故Q增大，H亦增大，（P-P）线的起落变化就更为显著。
3.测点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题测点2、3位于均匀流断面（图），测点高差，H=均为（偶有毛细影响相差），表明均匀流同断P面上，其动水压强按静水压强规律分布。
测点10、11在弯管的急变流断面上，测压管水头差为，表明急变流断面上离心惯性力对测压管水头影响很大。
由于能量方程推导时的限制条件之一是“质量力只有重力”，而在急变流断面上其质量力，除重力外，尚有离心惯性力，故急变流断面不能选作能量方程的计算断面。
2015流体力学实验解析
实验一 流体流速和流量的测量方法一、实验目的1．熟悉大气压力计、毕托管、热球式风速计的工作原理、结构和使用方法。
2．学会使用毕托管和热球式风速计测量矩形断面上的流速并计算流量。
3．掌握毕托管的校正方法，确定毕托管的校正系数。
二、实验原理1．流体流动时总的能量包括：静压能、动压能和位压能，对于不可压缩的理想流体，这三种能量之和为一常数。
当水平流动时，流体的位能保持不变，其静压能与动压能之和为常数，称为全压能。
即：P （静压能）＋（动压能）=P 0（全压能） （1－1）毕托管测量流速的原理就是根据式（1－1），通过测得流体的P 0（全压能） 和P （静压能）来算出流体速度的大小。
式（1－1）亦可写为：P 0－P =ρ22V 即：V =ρ－P P )(20 （1－2） 式中：P 0——全压能，即全压力。
（2M N ） P ——静压能，即静压力。
（2MN）ρ——流体的密度（Kg/m 3）。
全压力和静压力通常用毕托管来测量，它实际上是由全压力管和静压力管组成的复合测量。
毕托管它由二个同心套管所构成，中心管头部敝开孔（全压孔），而侧面开有许多孔（静压孔），测量时，毕托管全压孔必须迎向气流方向（零夹角），把全压孔和静压孔用胶管分别接到压力计上，测得全压力与静压力的压差，其测量原理如图1－1。
实际上毕托管测得的为某点的速度，为了确保某截面上的平均速度，必须将该截面均分若干份（矩形截面上的测点位置如图1-2所示）。
测定各份的速度然后再求其平均值:V 均=n nF V ΣF i i i 1=（V 1+V 2……V n ） （1－3）当测得平均流速后，根据截面积F 的大小，即可求得流量：Q=V 均×F （1－4）2．全压力与静压力可用U 形管压力计或斜管压力计综合测得其差值（动压差值）。
用斜管压力计测压前首先调整其水平，即利用底盘上的调整螺丝，观察水准泡的位置，使其处于正中位置。
调整缸内液体酒精的高度，使通大气的液柱位置处于某个合适的刻度上(零刻度)，接上引压管，即可测得压力的大小，待其液柱稳定后，这时即可读数。
工程流体力学实验报告讲解
工程流体力学实验报告专业油气储运年级14秋姓名万军生学号14456560012油气储运工程系流体力学综合实验台（LTZ-15）简介本实验台主要针对流体力学教学中各重要参数指标进行测定和实验。
把这些单一性能的检测加以综合。
它是多用途实验装置，用此实验台可进行下列实验：○1雷诺实验○2沿程阻力实验○3局部阻力实验○4能量方程（伯努利方程）实验○5文丘里流量计和孔板流量计系数的测定实验○6毕托管测流速和流量的方法实验装置如下图所示实验一、水静压强仪（LSJ-10）一、演示目的1、加深理解静力学基本方程式及等压面的概念。
2、观察封闭容器内静止液体表面压力及其液体内部某空间点上的压力。
3、观察压力传递现象。
二、演示原理对密封容器的液体表面加压时，设其压力为P0，即P0> Pα。
从U形管可以看到有压差计产生，U形管与密封容器上部连通的一面，液面下降，而与大气相通的一面，液面上升。
由此可知液面下降的表面压力即是密闭容器内液体表面压力P0，即P0= P0+ρgh，h是U形管液面上升的高度。
当密闭容器内压力P0下降时U形管内的液面呈现相反的现象，即F0<Pα这时密闭容器内液面压力P0= Pα-ρgh，h为液面下降的高度。
如果对密闭容的液体表面加压时，其容器内部的压力向各个方向传递测压管中，可以看到由于A、B、两点在容器内的淹没深度h不同，在压力向各点传递时，先到A点后到B点。
在测压管中反应出的是A管的液柱先上升而B管的液柱滞后一点也在上升，当停止加压时，A、B两点在同一水平面上。
三、演示步骤（如图所示）1、打开阀1，2， 3，4和5向容器内加水（加水处即为加压上升罐）；水位加到“0”位线即可。
2、向“U”型管内加水，水位加至一半再向视气罐内加水。
3、顺时针关闭2、3、排气阀即可向容器内加压。
4、把加压上升罐缓慢上升，U型管出现压差△h，在加压的同时，观察左侧A、B管的液柱上升情况。
5、打开排气阀3，使液面恢复到同一水平面上同时可以看到气体的存在打开阀2使容器内的气体与大气相等，再关闭排气阀2、3，打开密闭容器底部放水阀门7，放出一部分水，造成容器内压力下降观察其产生的现象。
流体力学实验分析答案
流体力学实验思考题解答（一）流体静力学实验1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指γpZ +，即静水力学实验仪显示的测压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。
从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。
2、 当0<B p 时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。
答：以当00<p 时，第2次B 点量测数据（表1.1）为例，此时06.0<-=cm p Bγ，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（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，自水面向下深度为0∇-∇=H A Pγ的一段水注亦为真空区。
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，均为0∇-∇=H A Pγ。
3、 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。
答：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w h 和o h ，由式o o w w h h γγ=，从而求得o γ。
4、 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？答：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γθσd h cos 4=式中，σ为表面张力系数；γ为液体的容重；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。
常温（C t ︒=20）的水，mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ，3/98.0mm dyn =γ。
水与玻璃的浸润角θ很小，可认为0.1cos =θ。
于是有dh 7.29=()mm d h 单位均为、 一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。
流体力学名词解释简答判断计算
流体力学名词解释简答判断计算1．没有粘性的流体是实际流体。
错2．在静止、同种、不连续流体中，水平面就是等压面。
如果不同时满足这三个条件，水平面就不是等压面。
错3．水箱中的水经变径管流出，若水箱水位保持不变，当阀门开度一定时，水流是非恒定流动。
错4．紊流运动愈强烈，雷诺数愈大，层流边层就愈厚。
错5．Q1=Q2是恒定流可压缩流体总流连续性方程。
错6．水泵的扬程就是指它的提水高度。
错7．流线是光滑的曲线，不能是折线，流线之间可以相交。
错8．一变直径管段，A断面直径是B 断面直径的2倍，则B断面的流速是A 断面流速的4倍。
对9．弯管曲率半径Rc与管径d之比愈大，则弯管的局部损失系数愈大。
错10．随流动雷诺数增大，管流壁面粘性底层的厚度也愈大。
错1.相似现象可以不是同类物理现象。
（×）2.虹吸管中的水能爬到任意高度。
（×）3.气体粘度通常随温度升高而升高。
（∨）4.管内流动入口段与充分发展段流动特征有着较大差别。
（∨）5.理想流体粘度可以不为零。
（∨）6.流体做圆周运动不一定是有旋的。
（∨）7.超音速气体流动流速随断面的加大而减小。
（×）8.欧拉准数体现压力与重力之比。
（）9.雷诺数体现惯性力与粘性力之比。
（∨）10.简单并联管路总流量等于各支路流量之和。
（∨）11.理想流体的伯努利方程体现的是能量守恒。
（∨）12.非稳定流动指流动随时间变化。
（∨）13.当气体流速很高时，气体流动一般按不可压缩处理。
（×）14.非圆管道层流阻力计算时按当量直径计算误差较大。
（∨）15.粘性流体的流动一定是有旋流动。
（×）16.突扩改渐扩可以减少阻力损失。
（∨）17.温差射流将由于流体密度和环境的差异发生射流弯曲。
（∨）18.射流由于沿程不断卷吸导致质量流量增加。
（∨）11．流体力学中三个主要力学模型是（1）连续介质模型（2）不可压缩流体力学模型（3）无粘性流体力学模型。
(3分)12．均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。
流体力学答案解析
流体力学答案流体力学课后答案 分析答案 解答BP1.1.1 根据阿佛迦德罗定律，在标准状态下（T = 273°K ，p = 1.013×105 Pa ）一摩尔空气（28.96ɡ）含有6.022×10 23个分子。
在地球表面上70 km 高空测量得空气密度为8.75×10 -5㎏/m 3。
试估算此处 10 3μm 3体积的空气中，含多少分子数n (一般认为n <106 时，连续介质假设不再成立)答： n = 1.82×10 3提示：计算每个空气分子的质量和103μm 3体积空气的质量 解： 每个空气分子的质量为 g 1081.410022.6g 96.282323-⨯=⨯=m 设70 km 处103μm 3体积空气的质量为M g 1075.8)m 1010)(kg/m 1075.8(20318335---⨯=⨯⨯=M323201082.1g1081.4g 1075.8⨯=⨯⨯==--m M n 说明在离地面70 km 高空的稀薄大气中连续介质假设不再成立。
BP1.3.1 两无限大平行平板，保持两板的间距δ= 0.2 mm 。
板间充满锭子油，粘度为μ= 0.01Pa ⋅s ，密度为ρ= 800 kg / m 3。
若下板固定，上板以u = 0.5 m / s 的速度滑移，设油内沿板垂直方向y 的速度u (y)为线性分布，试求： (1) 锭子油运动的粘度υ； (2) 上下板的粘性切应力τ1、τ2 。
答： υ= 1.25×10 – 5 m 2/s, τ1=τ2 = 25N/m 2。
提示：用牛顿粘性定侓求解，速度梯度取平均值。
解：(1 ) /s m 1025.1kg/m800/sm kg 0.0125-3⨯===ρμν （2）沿垂直方向（y 轴）速度梯度保持常数，δμμττ/21u dydu==== (0.01Ns / m 2)(0.5m/s)/(0.2×10-3m)=25N/m 2BP1.3.2 20℃的水在两固定的平行平板间作定常层流流动。
流体力学实验思考题解答(全)
流体力学课程实验思考题解答（一）流体静力学实验1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线 答：测压管水头指γpZ +，即静水力学实验仪显示的测压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。
从表的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。
2、 当0<B p 时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。
答：以当00<p 时，第2次B 点量测数据（表）为例，此时06.0<-=cm p Bγ，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（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，自水面向下深度为0∇-∇=H AP γ的一段水注亦为真空区。
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，均为0∇-∇=H AP γ。
3、 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。
答：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w h 和o h ，由式o o w w h h γγ=，从而求得o γ。
4、 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响答：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γθσd h cos 4=式中，σ为表面张力系数；γ为液体的容重；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。
常温（C t ︒=20）的水，mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ，3/98.0mm dyn =γ。
水与玻璃的浸润角θ很小，可认为0.1cos =θ。
于是有dh 7.29=()mm d h 单位均为、 一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。
流体力学综合实验
实验一 流体力学综合实验一、实验目的1. 测定水在管道内流动时的直管阻力损失，作出与Re的关系曲线；2. 测定水在管道内流动时的局部阻力损失，测量和计算不同开度下截止阀的局部阻力系数或当量长度l e；3. 测定一定转速下，离心泵的特性曲线；4. 观察水在直管内的流动类型。
二、实验原理1. 摩擦阻力系数～Re流体在管道内流动时，由于内摩擦力的存在，必然有能量损耗，此损耗能量为直管阻力损失。
在流经阀门、管件时，由于流道方向或大小的改变，造成流体的剧烈湍动，造成的能量损失称为局部阻力损失。
根据柏努利方程，对等直径的1、2两截面间的直管阻力损失为：图2－1 直管阻力测量原理示意图（1）由因次分析法得（2）（3）（4）式中：h f 直管阻力损失 (J/kg)；摩擦阻力系数；l 、d 、直管的长度、管内径和绝对粗糙度 (m)；p流体流经直管的压降 (Pa)；、分别是流体的密度 (kg/m3) 和粘度 (Pas)；u流体在管内的平均流速 (m/s)。
由公式（2）可以看出，流体流动时的摩擦阻力损失与管道的长度成正比，与管道的直径成反比。
流体的平均速度越高，阻力损失越大。
利用公式（2）计算直管阻力损失时，需要知道不同雷诺数下摩擦阻力系数的值。
穆迪图给出了~Re的关系曲线。
本实验装置可以利用上面的公式来验证直管阻力损失计算，测定~Re的关系曲线。
流体在长度和直径一定的管道内流动时，利用U型管压差计实验测出一定流量下流体流经该长度管段所产生的压降，即可算得h f，利用公式（2）可得到，根据流速和物性数据可按公式（5）计算出对应的雷诺数Re，从而关联出与Re的关系曲线。
改变实验管可得出不同粗糙度（不同材质直管）的与Re的关系曲线。
2. 局部阻力系数和当量长度l e对于由阀门或管件造成的局部阻力损失，可以用以下的公式计算：当量长度法（5）局部阻力系数法（6）式中：h f 局部阻力损失 (J/kg)；局部阻力系数；l e当量长度 (m)；图2－2 局部阻力测量原理示意图测出一定流速时流体通过阀门或管件的压降h f，就可利用公式（5）、（6）计算出对应的当量长度或局部阻力系数。
流体力学实验装置的流体粘度测量方法
流体力学实验装置的流体粘度测量方法流体力学是研究流体力学性质及其相互作用的学科。
在实验研究中，粘度是流体力学中一个非常重要的物理量，它代表了流体的黏滞程度。
粘度的准确测量对于研究流体力学性质和应用具有重要意义。
本文将探讨流体力学实验装置中的流体粘度测量方法。
一、背景介绍在流体力学实验中，常常需要测量不同流体的粘度。
流体的粘度决定了流体的流动性质，对于各种工程应用具有重要的影响。
因此，粘度的准确测量在流体力学研究中是至关重要的。
而流体的粘度又受到温度、压力等因素的影响，因此在实验中需要采用合适的方法进行测量。
二、流体粘度的定义流体的粘度是指单位时间内单位面积内两个平行层之间相对运动得到的结果，即切变速率和切应力之间的比值。
在工程实践中，通常使用粘度的单位是帕斯卡·秒（Pa·s），或者厘泊（cP）等单位。
三、流体粘度测量方法1. 旋转式粘度计法旋转式粘度计是一种常用的流体粘度测量仪器。
通过将粘度样品置于旋转圆柱体内，根据旋转转子受到的阻力大小来计算粘度。
这种方法适用于测量一定范围内的流体粘度，具有测量范围广、操作简便等优点。
2. 悬浮物体法悬浮物体法是通过在流体中悬挂物体，根据物体在流体中下沉的速度来计算流体的粘度。
该方法简单易行，适用于大多数流体的粘度测量，但在粘度值较小时可能存在测量误差。
3. 管道流动法管道流动法是通过在管道中流动流体来测量其粘度。
通过施加一定的压力，使流体通过管道，在一定条件下测量流体的流速和管道内径，从而计算出流体的粘度。
这种方法适用于液体流体的粘度测量，但需要考虑管道流动的复杂性等因素。
四、流体粘度测量实验装置流体粘度测量实验装置通常包括粘度计、温度控制器、流速计等部分。
在实验中，通过控制实验条件和采用适当的测量方法，可以准确测量出流体的粘度值。
在装置设计上，需要考虑流体的特性、测量范围、实验精度等因素，确保实验结果的准确性和可靠性。
五、结论流体粘度是流体力学研究中的重要物理量，其粘度值的准确测量对于流体性质的研究和工程应用至关重要。
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a R
2
h2
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g
1
a R
2
gK h2 h0 gKh
a
K压力计系数，出厂给定。
液柱式压力计
倾斜压力计
p2
p1
L
p gKl
液柱式压力计
多管压力计
液柱式压力计
p1
p2
P gh
液柱式压力计
杯式压力计
p1 h0 h1
R
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p p1 p2 g h2 h1
g h2 h0 h1 h0
R2 h0 h1 a2 h2 h0
h h2
p
g
h2
h0
5 压力计
机械式压力计 注意事项
表压和绝对压力 精度 绝对误差和相对误差
3 2
1
MPa
0
1..5
4 5
6
绝对误差:
6MPa 1.5% 0.09MPa 90KPa
如果测量时指针对4MPa，问相对误差是多少?
90KPa 2.25% 4MPa
90KPa 2.20% ？
4.1MPa
如果测量时指针对0.5MPa，问相对误差是多少?
90KPa 15% 0.6MPa
测量时应该尽量选用量程合适的压力表。
5 压力计
液柱式压力计
大气压力计 U型压力计 杯式压力计 倾斜压力计 多管压力计 补偿压力计
液柱式压力计
大气压力计
h
P gh
a
b
液柱式压力计
U型压力计
• PIV 原理
粒子第一 个的像
t 后，粒子 第二个的像
流体压强的测量 流体速度的测量 流量测量 流体其它性质的测量
流体速度的测量
1 风速管 2多孔探头 3 热线风速仪
1 风速管
风速管=总压管+静压管
测速管应用—飞行器
The Pitot tube on an aircraft is connected to the air speed indicator, a pressure transducer calibrated to read in knots or miles per hour rather than psi.
▲ 磅力/英寸2（lbf/in2, psi）
※压力单位的磅力/英寸2符号为 lbf/in2, psi 不要书写为 Ibf/ln2 Psi ;
▲ 毫米汞柱（mmHg）
※压力单位的毫米汞柱符号为 mmHg 不要书 写为 mmhg ;
▲ 英寸汞柱（inHg）
※压力单位的英寸汞柱符号为 inHg 不要书 写为 inhg ;
深度单元和流速剖面
水流在垂向上被分割成若干层，叫做深度单元 （depth cell）。
一台ADCP相当于许多台单点流速仪
Depth cells
11 10
9 8 7 6 5 4 3 2 1
Depth Cell
Current Velocity Vector
Averages Vector Within Complete Depth Cell Area
• 热线长度一般为2mm，直径5μm ，最小的探头直径仅1μm，长为
0.2 mm。
• 材料为铂、钨或铂铑合金等熔点 高、延展性好的金属。
• 根据不同的用途，热线探头还做 成双丝、三丝、斜丝及V形、X形 等。
3 热线风速仪
• 热线测速仪的优点是： （1）体积小，对流场干扰小； （2）频率响应高，可达1 MH z。 （3）测量精度高，重复性好。 （4）适用范围广。不仅可用于气体也可用于液体，在气体
Measures Current Only at a Localized Point in the Area
ADCP
Moored Line of Standard Cueent Meters
深度单元
ADCP
机械式流速仪
水跟踪和底跟踪
水跟踪
由水中颗粒的回波测量水流 相对于ADCP的运动，该功 能叫做水跟踪。
Pa 大气压力计 Ta 温度计
风洞落差系数测定实验
风速还可以通过测定大、小两处截面处的压力差来计算得到
• 根据连续性方程：
V1 A1 V2 A2
• 根据伯努利方程：
V12 p1 V22 p2
2g g 2g g
• 整理得到
V2
2
(
p1
p2 )
风洞落差系数测定实验
对比两个V2，可计算出风洞落差系数
2多孔探头
多孔探头
501.5
401.5 x2.5
Z
1
5
Y
4
2
3
130 450
五孔探头
5管0.8
1.5 0.50.01
2多孔探头
多孔探头
25
10
60
3 6 1 0
七孔探头
风洞落差系数测定实验
•实验目的
1 学习使用风速管测量气流速度的方法。 2 学习风洞落差系数的测定方法。 3 学习使用风洞落差系数测定气流速度的方法。
流体力学测量仪器
流体压强的测量 流体速度的测量 流量测量 流体其它性质的测量
流体压强的测量 1 什么是流体的压强 2 静压探头 3 表面测压 4 总压探头 5 压力计
1 什么是流体的压强（pressure）
静止流体 运动流体
静压(Static pressure) 总压(Total pressure) 滞止压力、驻点压力（Stagnation pressure） 动压(Dynamic pressure) 表面压(Surface pressure)
4 总压探头
V
静压管+总压管=风速管（皮托管）
4 总压排管
p0
pt
M>1
用于超声速气流
5 压力计
一次仪表和二次仪表
传感器或 探头
管道
放大器、显示 器或压力计
5 压力计
机械式压力计
膜盒、弹簧管
• Many pressure measuring devices use the fact that a force (pressure times area) causes an elastic object to deform.
补偿压力计
型号
规格
最小分 度值
YLB- -1.5~1.5KPa 0.01mm 1500
基本误差 ±0.8Pa
外型尺寸 重量 精度 工作环境
(DXH)
等级
226X320 5.5Kg 二等 温度20
mm
标准 ± 5℃
YLB2500
-2.5~2.5KPa
0.01mm
在-1.5KPa~1.5KPa 范围：
的亚声速、跨声速和超声速流动中均可使用；可以测量 平均速度，也可测量脉动值和湍流量；还可以测量多个 方向的速度分量。 • 热线测速仪的缺点是： 探头对流场有一定干扰，热线容易断裂。
3 热线风速仪
热线有两种工作模式： ①恒流式。通过热线的电流保持不变，温度变化时，
热线电阻改变，因而两端电压变化，由此测量流速； ②恒温式。热线的温度保持不变，如保持150℃，根据 所需施加的电流可度量流速。恒温式比恒流式应用更广 泛。
• The Bourdon gage is a very common type ofpressure gage. When the pressure within the hollow curved tube of the gage is increased,the tube tends to straighten.
±0.8Pa
226X420 mm
8.5Kg
二等 标准
温度20 ± 5℃
在-2.5KPa~2.5KPa 范围：
±1.3Pa
常用压力计量单位及其标识符号
▲ 兆帕（MPa）; 千帕（kPa）; 帕（Pa）
※压力单位的兆帕符号为 MPa 不要书写为 Mpa mpa ; 千帕符号 kPa 不要书写为 KPa Kpa 或 kpa; 帕的符号 Pa 不要书写 为 pa
风洞落差系数测定实验
风洞落差系数测定实验
求风速公式：
p0
p
1 2
V
2
V 2 p0 p 2p
实际风速管公式：
V 2p
风洞落差系数测定实验
求空气密度：
Pa
RairTa
单位？ 有效数字？ 误差？
Rair
R0 M
8314 29
286.7
J/kg.K
• 其基本原理是，将一根细的金属丝放在流体中，通过电流 加热金属丝，使其温度高于流体的温度，因此将金属丝称 为“热线”。当流体沿垂直方向流过金属丝时，将带走金 属丝的一部分热量，使金属丝温度下降。热线在气流中的 散热量与流速有关，散热量导致热线温度变化而引起电阻 变化，流速信号即转变成电信号。
3 热线风速仪
4 ADV 点式流速仪
安哥拉流速仪
流体力学测量仪器
流体压强的测量 流体速度的测量 流量测量 流体其它性质的测量
流量测量
流量计种类：
（1）节流式流量计（压差式）：孔板、文丘里 （2）容积式流量计：往复活塞、旋转活塞、圆板、刮
板、齿轮、薄膜 （3）面积流量计：浮子 （4）叶轮流量计：水表、涡轮 （5）电磁流量计 （6）超声流量计 （7）流体振动流量计：涡街、涡流、射流 （8）其他：热线、皮托管、堰槽、LDV、标记