流体力学实验
流体力学实验报告(全)
工程流体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。
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。
流体力学实验
2.2 伯努利方程实验一、实验目的(一)观察能量转换情况,对实验出现的现象加以分析,加深对伯努利方程的理解;(二)掌握一种测量流量流体速度的原理。
二、实验原理粘流伯努利方程w h gvg p z g v g p z +++=++222222221111αραρ 测速原理h g u ∆=2三、准备工作开启水泵注满水,调节上水阀门使水箱水位始终保持不变,并有少量溢流。
四、实验条件以管径轴心位置最低处为基准面。
五、实验步骤(一)理解伯努利方程 调节出水阀门至一定开度,测定能量方程实验管的四个断面四组测压管的液柱高度,并用计量水箱(尺)和秒表测流量;改变阀门开度,重复上述方法进行测试,将数据记入表1。
(二)测速:能量方程实验管上的四组测压管上四组测压管的任一组都相当于一个皮托管,可测得瞬时流速(轴心处)。
进行能量方程实验的同时,就可以测定各点的轴心流速和平均流速,结果计入表2。
六、实验记录七、计算公式及其计算过程八、思考题1.启动水泵,先不开阀门,在水桶中有溢流时,4个测压管的液面读数为什么是相同的?2.为什么水流可以从压力小处向压力大处流动?2.3 沿程阻力系数的测定实验一、实验目的(一)验证沿程水头损失与平均流速的关系; (二)测定不同管径的管段的沿程阻力系数。
二、实验原理两测点间列伯努利方程:h gp g p h f ∆=-=ρρ21 根据管沿程水头损失计算公式:g v d l h f 22λ= 得 2/2lv gdh f =λ三、准备工作各阀门关闭,开启水泵,排放导压管中的空气,测量管内水的温度。
四、实验步骤1、开启粗管调节阀门,测量测压管水头差;2、用体积法测量粗管水的流量,并计算出平均流速;3、根据达西公式计算粗管沿程阻力系数;4、改变流量,再作两组粗管数据;5、依照上述相同操作步骤测量细管沿程阻力系数。
五、实验记录五、计算公式及其计算过程六、实验结果讨论1、根据尼古拉兹实验论述沿程阻力系数的影响因素;2、比较相同管径时沿程阻力系数的异同,说明原因;3、比较不同管径时沿程阻力系数的异同,说明原因。
流体力学实验 (2)
流体力学实验
流体力学实验是研究流体运动、流体性质和流体力学现象的实验方法和实验技术。
在流体力学实验中,通常会使用各种仪器设备和测量装置来观测、记录和分析流体的运动状态、流速、压力、温度等重要参数。
流体力学实验的目的可以是验证理论模型、研究流体流动的规律、探究流体与固体的相互作用等。
以下是一些常见的流体力学实验:
1. 流体的静力学实验:通过测量流体中的压力分布,来研究流体静力学的规律,常用的实验方法有水压实验和气压实验。
2. 流体的动力学实验:研究流体运动的规律,常见的实验包括流体的流速测量、流体的流线观测、流体的密度测量等。
3. 流体的粘性实验:用来研究流体粘性特性的实验方法,通常会测量流体的粘度和黏滞阻力。
4. 流体与固体相互作用的实验:研究流体在固体表面上的附着和流动的实验,如流体在管道中的摩擦阻力实验、流体在物体表面的湿润实验等。
5. 流体流动模拟实验:通过模拟实验方法来研究流体流动的现象和规律,常见的方法有模型试验和数值模拟。
流体力学实验通常需要使用精密的仪器设备和仔细的实验操作,以确保实验结果的准确性和可靠性。
实验结果可以为理论研究提供验证和支持,也可以为工程应用提供参考和指导。
《流体力学实验》课件
流体:具有流动性的物质,包括液体和气体 流体特性:流动性、压缩性、热传导性、表面张力等 流体分类:牛顿流体和非牛顿流体 流体力学:研究流体运动规律和流体与固体相互作用的学科
流体静力学基本概念:研究流体在静止状态下的力学性质 流体静压力:流体在静止状态下的压力 流体静压力分布:流体在静止状态下的压力分布规律 流体静压力与流体深度的关系:流体静压力随流体深度的增加而增加
误差控制措施:提 高测量精度、优化 实验设计、减少系 统误差等
误差分析结果:误 差大小、误差分布、 误差影响因素等
实验结果:流体力学实验的结果分析 应用领域:流体力学在工程、科学、技术等领域的应用 展望未来:流体力学的发展趋势和前景 结论:流体力学实验结果的意义和价值
实验前,确保所有设备、仪器和材料都处于良好状态 实验过程中,遵守操作规程,避免操作失误 实验结束后,及时清理实验现场,确保无安全隐患 实验过程中,注意环保,避免污染环境
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流体力学实验是工程学科的重要课程之一 实验内容涵盖了流体力学的基本原理和实践操作 实验目的是培养学生对流体力学的理解和应用能力 实验课件可以帮助学生更好地理解和掌握实验内容
演示流体力学实验的操作步 骤和注意事项
介绍流体力学的基本概念和 原理
帮助学生理解和掌握流体力 学实验的方法和技巧
实验改进建议:增加实验步骤的详细说明,完善实验数据记录,明确实验结论,提高实验的可操作性和准确性。
流体力学实验技术的发展趋势
实验方法的创新与改进
添加标题
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实验设备的更新与升级
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实验结果的应用与推广
汇报人:
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。
流体力学的实验研究方法
流体力学的实验研究方法流体力学是研究液体和气体运动规律的学科,是物理学的一个重要分支。
在流体力学的研究中,实验方法是非常重要的手段之一。
本文将介绍几种常用的流体力学实验研究方法。
一、定量实验方法定量实验方法是通过对流体中各种参数的测量来获取数据,并进行定量分析。
最常用的定量实验方法包括流速测量、压力测量、流量测量等。
1. 流速测量流速是流体运动中的一个重要参数,在流体力学研究中具有重要意义。
常见的流速测量方法有浮标法、旋转测速法、超声波测速法等。
浮标法是通过在流体中放置一个浮标,并测量浮标的位移来确定流速。
旋转测速法则是利用测速仪表中的叶片旋转频率与流速成正比的原理进行测量。
超声波测速法则是通过发送超声波并测量其回波时间来计算流速。
2. 压力测量压力是流体力学研究中另一个重要的参数。
常用的压力测量方法有水柱法、压力传感器法、毛细管法等。
水柱法是利用流体的压力传递性质,通过测量流体压力对应的水柱高度来计算压力值。
压力传感器法则是利用压力传感器测量流体压力,通过变换电信号获得压力值。
毛细管法则是利用毛细管压力差与流动速度之间的关系来计算压力值。
3. 流量测量流量是流体力学研究中对流体运动强度的衡量。
常见的流量测量方法有流量计法、测地阀法、热敏电阻法等。
流量计法是通过使用流量计器来测量流体通过的体积或质量,从而得到流量值。
测地阀法则是利用流体通过定型孔等装置时的流动特性来计算流量。
热敏电阻法则是利用流体的传导特性,通过测量电阻值来计算流量值。
二、定性实验方法定性实验方法是通过观察流体现象的形态和规律来进行研究。
定性实验方法主要包括流动可视化、颗粒示踪、涡旋检测等。
1. 流动可视化流动可视化是将流体运动过程通过染色或其他方式使其可见,并观察流体现象。
常用的流动可视化方法有染色法、粒子轨迹法等。
染色法是通过向流体中加入染料,使染料在流动中呈现特殊颜色或变化,从而观察流体的运动情况。
粒子轨迹法则是通过在流体中加入颗粒物,在流动中观察颗粒物的轨迹,从而推测流体的流动方式。
流体力学实验
流体力学实验一、目的与要求1.验证不可压缩流体的定常流淌的总流Bernoulli 方程(能量方程),加深对流淌过程中能量缺失的熟悉;2.掌握流速、流量、压强等流淌参量的实验测量技能3.用实例流量计算流速水头去核对测压板上两线的正确性;。
二、实验原理在实验管路中沿管内水流方向取n 个过水断面。
运用不可压缩流体的定常流淌的总流Bernoulli 方程,能够列出进口邻近断面(1)至另一缓变流断面(i )的Bernoulli 方程:i w i i ii h gv p z gv p z -+++=++122111122αγαγ其中i=2,3,4,……,n ;取121====n ααα 。
选好基准面,从断面处已设置的静压测管中读出测管水头γpz +的值;通过测量管路的流量,计算出各断面的平均流速v 与g v 22α的值,最后即可得到各断面的总水头gv p z 22αγ++的值。
验装置装置图实验装置如图一所示。
三、实验步骤1. 熟悉实验设备,熟悉测压管的布置情况;2.打开泵供水,待水箱溢流后,关闭伯努利管阀门,检查所有测压管的液面是否平齐。
如不平,则查明故障原因(如连通管堵塞、漏气或者夹气泡等),并加以排除,直至调平;3.打开伯努利管阀门,待测压管的液面完全静止后,观察测量测压管的液面高度,并记录在表2;4.调节伯努利管阀的开度,待流量稳固后,测量并记录各测压管与液面的高度,同时测记如今的管道流量;5.改变流量2次,重复上述测量。
四、实验结果记录与分析 1. 有关常数记入表1。
表1 常数记录表格2. 测量流量与)(γpz +并记入表2。
3. 计算速度水头与总水头,填入表3与表4。
4.将上述结果中最大流量下的总水头线(动压水头线与计算水头线)与测压管水头线绘在图上。
六、结果分析及讨论1.沿管长方向,总水头线的变化趋势如何?静水头线的变化趋势与总水头线的有何不一致?简要说明原因。
2.水箱水位恒定,流量增加,静水头线发生什么变化?简要说明原因。
《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. 流体的物理性质:密度、粘度和表面张力。
3. 流体流动的两种状态:层流和湍流。
4. 流体流动的连续性方程和伯努利方程。
三、实验器材与设备1. 流体流动实验装置:管道、流量计、压力计等。
2. 流体粘度实验装置:粘度计、计时器等。
3. 流体表面张力实验装置:表面张力计、铂丝等。
4. 其他辅助工具:量筒、滴定管等。
四、实验内容与步骤1. 流体流动实验:观察和记录不同流速下的压力和流量数据,分析流体流动的规律。
2. 流体粘度实验:测量不同温度下的流体粘度,探讨温度对粘度的影响。
3. 流体表面张力实验:测量不同液体的表面张力,研究表面张力的影响因素。
五、实验数据处理与分析1. 根据实验数据,绘制压力-流量曲线,分析流体流动状态。
2. 根据实验数据,绘制粘度-温度曲线,探讨温度对粘度的影响。
3. 根据实验数据,绘制表面张力-液体种类曲线,研究表面张力的影响因素。
《流体力学》实验教案(二)六、实验目的1. 掌握流体力学实验的基本方法和技能。
2. 培养观察现象、分析问题和解决问题的能力。
七、实验原理1. 流体的定义和分类。
2. 流体的物理性质:密度、粘度和表面张力。
3. 流体流动的两种状态:层流和湍流。
4. 流体流动的连续性方程和伯努利方程。
八、实验器材与设备1. 流体流动实验装置:管道、流量计、压力计等。
2. 流体粘度实验装置:粘度计、计时器等。
3. 流体表面张力实验装置:表面张力计、铂丝等。
4. 其他辅助工具:量筒、滴定管等。
九、实验内容与步骤1. 流体流动实验:观察和记录不同流速下的压力和流量数据,分析流体流动的规律。
2. 流体粘度实验:测量不同温度下的流体粘度,探讨温度对粘度的影响。
3. 流体表面张力实验:测量不同液体的表面张力,研究表面张力的影响因素。
《流体力学实验》课件
流体在流动过程中,流速大则压强小,流速小则压强大。
流体粘性
流体在运动过程中,由于内摩擦力作用,流速不同的层之间产生 动量传递。
实验步骤
准备实验器材
包括流体管道、流体泵 、压力计、流量计等。
安装实验装置
按照实验要求,将实验 器材组装起来,确保密
封性和安全性。
开始实验
开启流体泵,使流体在 管道中流动,观察并记
操作失误问题
部分学生在操作过程中出现失误,导致实验结果偏离预期 。解决方案是加强实验前的培训和指导,确保学生熟悉操 作流程和注意事项。
对未来实验的展望
01
增加实验内容
在未来实验中,可以增加更多的流体力学实验项目,如流体阻力和升力
的测量等,以丰富学生的实验体验。
02
改进实验设备
随着技术的进步,可以引入更先进的流体力学实验设备,以提高实验的
《流体力学实验》ppt课件
• 实验概述 • 实验设备与材料 • 实验操作与数据记录 • 实验结果与讨论 • 实验总结与展望
01
实验概述
实验目的
培养实验操作技能和数据 分析能力。
了解流体在不同条件下的 流动特性。
掌握流体力学的基本原理 。
01
03 02
实验原理
牛顿第二定律
流体在力的作用下产生加速度,力与加速度成正比。
趋势分析
根据图表中的数据变化趋势,分析流体的流 动特性。
数据对比
将实验数据与理论值进行对比,分析误差产 生的原因。
参数影响
分析实验参数对实验结果的影响,探究参数 变化对流体流动的影响规律。
结果讨论与解释
误差分析
01
对实验误差进行分析,找出误差产生的主要原因,并提出减小
流体力学综合实验实验报告
流体力学综合实验实验报告一、实验目的流体力学综合实验是为了通过实验操作,结合理论知识,提高学生对流体力学理论的理解,以及培养学生分析和解决问题的能力和实验操作技能。
二、实验原理流体力学是研究流体运动规律和相应力学问题的学科。
流体力学综合实验主要涉及流体力学的基本理论和方法,如流体静力学实验、流速测量实验和流体动力学实验等。
主要实验装置包括流量计、细管、不同形状的孔洞等。
三、实验内容流体力学综合实验包括以下几个实验内容:1.流体静力学实验:通过水柱和压力计器测量水平管道的压力,验证其与高度和流速的关系。
2.流速测量实验:通过使用流量计和测速仪器,测量不同位置和不同孔径处的流速,探究流速与孔径大小的关系。
3.流体动力学实验:通过流过不同形状的孔洞的流体,测量不同孔洞形状的流速和流量,以及分析孔形对流速的影响。
四、实验步骤1.流体静力学实验:安装水柱和压力计器,利用压力计器测量不同高度处的压力值,并记录下来。
根据实测数据,绘制压力与高度的关系曲线。
2.流速测量实验:选择不同位置和不同孔径的流量计和测速仪器,测量流体在这些位置和孔径处的流速,并记录下来。
将实测数据整理成表格,并分析不同孔径大小对流速的影响。
3.流体动力学实验:利用不同形状的孔洞,将流体流过孔洞,同时测量流体在不同孔洞处的流速和流量。
绘制不同孔洞形状的流速和流量曲线,并分析孔形对流速的影响。
五、实验结果与分析根据实验结果的分析和计算,可以得出以下结论:1.流体静力学实验表明,水平管道的压力与高度呈线性关系,压强随高度的增加而增加。
2.流速测量实验结果显示,流速随孔径的减小而增加,即孔径越小,流速越大。
3.流体动力学实验结果表明,孔洞形状对流速存在影响。
如孔洞形状为圆形时,流速较大;而孔洞形状为方形时,流速较小。
六、实验结论通过流体力学综合实验的操作与分析,得出以下结论:1.流体力学中的流体静力学理论得到了实验的验证,水平管道的压力与高度呈线性关系。
流体力学的实验报告
流体力学的实验报告流体力学的实验报告引言:流体力学是研究流体运动及其力学性质的学科,广泛应用于工程、物理学、地质学等领域。
本实验旨在通过一系列实验,探究流体在不同条件下的性质和行为,以加深对流体力学的理解。
实验一:流体静力学实验在这个实验中,我们使用了一个U型管,通过调节管内液体的高度,观察液体在管内的压力变化。
实验结果表明,液体的压力与液柱的高度成正比,且与液体的密度和重力加速度有关。
这一实验验证了流体静力学的基本原理,即压力在静止的液体中是均匀的。
实验二:流体动力学实验在这个实验中,我们使用了一个水平旋转的圆筒,将水注入圆筒内,然后通过旋转圆筒,观察水的运动情况。
实验结果表明,水在旋转圆筒中呈现出旋涡状的流动,且流速随着距离圆筒中心的距离增加而增加。
这一实验验证了流体动力学的基本原理,即在旋转系统中,流体的速度随着距离中心的距离而改变。
实验三:流体黏性实验在这个实验中,我们使用了一个粘度计,测量了不同液体的粘度。
实验结果表明,液体的粘度与其分子间相互作用力、温度和压力有关。
较高的粘度意味着液体的黏性较大,流动较困难。
这一实验验证了流体黏性的基本原理,即液体的黏度与流体内部分子的相互作用有关。
实验四:流体流速实验在这个实验中,我们使用了一个流速计,测量了液体在不同管道中的流速。
实验结果表明,管道的直径、液体的黏度和施加的压力差都会影响流体的流速。
较大的管道直径、较小的黏度和较大的压力差都会导致流体的流速增加。
这一实验验证了流体流速的基本原理,即流体在管道中的流速与管道的几何形状和施加的压力差有关。
结论:通过以上实验,我们深入了解了流体力学的基本原理和实际应用。
流体力学在工程领域中有着广泛的应用,例如水力学、气体力学、液压学等。
深入研究流体力学的原理和实验,有助于我们更好地理解和应用流体力学的知识,为工程设计和实际应用提供科学依据。
流体力学综合实验报告
流体力学综合实验报告一、实验目的本次实验旨在通过对流体力学的实验操作,掌握流速、流量、压力、阻力和流体力学定律等内容的研究方法和实验技巧,进一步加深对流体力学的理解,培养实验设计和数据分析的能力。
二、实验仪器与材料1.流量计2.压力计3.流速计4.直管段5.U型管6.PVC水管三、实验原理1.流速的测量流速是单位时间内流体通过其中一截面的速度,可以采用流速计进行测量。
2.流量的测量流量是单位时间内通过其中一截面的流体量,可以通过流速计算得出。
3.压力的测量压力是单位面积上受到的力的大小,可以通过压力计进行测量。
4.阻力的测量阻力是流体通过管道时受到的阻力,可以通过流速和流量的测量计算得出。
5.流体力学定律通过实验可以验证贝尔劳定律和弗侖定律,贝尔劳定律:流体通过管道时速度越大,压力越低;弗侖定律:流体通过管道时流量与压力成反比。
四、实验步骤1.测量直管段内的流速:在直管段上安装流速计,流量计读数固定,在一分钟内记录流速读数,取平均值。
2.测量U型管的压力:将U型管一个端口与直管段相连,另一个端口与压力计相连,调整高度使液面平衡,记录液面高度差。
3.测量不同液面高度下的流量:调整U型管液面高度,记录流量计读数,计算流量。
4.计算阻力:根据流速、流量和压力计算出阻力。
五、实验结果与分析1.流速的测量结果表明,流体在直管段内的速度是均匀的,流速测量值较为接近,说明测量结果准确可靠。
2.U型管的压力测量结果表明,压力与液面高度呈线性关系,验证了贝尔劳定律的准确性。
3.不同液面高度下的流量测量结果表明,流量随着液面高度的增加而减小,验证了弗侖定律的准确性。
4.阻力的计算结果表明,阻力与流速、流量和压力成正比,符合阻力的定义。
六、实验结论通过本次综合实验,我们掌握了流速、流量、压力、阻力和流体力学定律的测量方法和计算方法,进一步加深了对流体力学的理解。
实验结果验证了贝尔劳定律和弗侖定律的准确性。
流速、流量和压力之间存在一定的关系,阻力与流速、流量和压力成正比。
流体力学实验报告
流体力学实验报告目录1. 流体力学实验报告1.1 引言1.1.1 实验背景1.1.2 实验目的1.2 实验方法1.3 实验结果1.4 结论1.5 参考文献1. 引言1.1 实验背景在流体力学的研究领域中,流体的运动行为是一个重要的研究对象。
流体可以是液体或气体,其运动规律受到流体的性质和外界条件的影响。
通过进行流体力学实验,可以更好地理解流体的运动规律和特性。
1.2 实验目的本次实验旨在通过观察、测量和分析流体在不同条件下的运动状态,探索流体的流动规律,了解流体力学相关理论在实际中的应用,提高实验操作技能。
2. 实验方法在实验中,我们首先搭建好流体力学实验平台,准备好实验所需的流体、仪器和设备。
然后根据实验步骤逐步进行实验操作,记录实验数据,并进行数据分析。
最后根据实验结果得出结论。
3. 实验结果通过实验我们观察到在不同流体条件下,流体的运动状态呈现出不同的特性。
通过测量和记录实验数据,我们得出了流体在不同条件下的流速、流量等参数,并进行了数据分析。
实验结果显示,流体在不同条件下表现出各具特点的运动规律。
4. 结论根据实验结果和数据分析,我们得出了结论:流体的运动状态受到流体的性质和外界条件的影响,不同的流体在不同条件下呈现出不同的运动规律。
通过实验我们对流体力学有了更深入的理解,为进一步研究和应用流体力学提供了有益的参考。
5. 参考文献[参考文献1] 作者1. 标题1. 期刊名1,年份1,卷(期)1: 页码1.[参考文献2] 作者2. 标题2. 期刊名2,年份2,卷(期)2: 页码2.。
流体力学综合实验报告
流体力学综合实验报告引言流体力学是一个涉及流体运动的物理学科,其应用广泛。
流体力学综合实验旨在通过实验手段了解流体的一些基本性质,例如流体的速度、流量、压强等,熟悉流体力学中的基本定律和实验方法。
实验一:流量计测量流量计是一种测量流体性质的仪器,主要用于测量泵站、水箱等液体的流量。
本实验中使用的流量计为硬质异形喉流量计。
实验步骤:1. 装置实验装置:将异形喉流量计、水泵、水箱依次安装,并用软管把它们连接。
2. 调整水泵流量:根据实验要求将水泵的流量调整到合适的大小。
3. 开始测量:打开水泵,记录下从流量计出口处流出的水的体积以及流量计的读数,再根据流量计的刻度推算出水流的流速和流量。
实验数据:开度(mm)流量计读数(L/min)流量(L/s)流速(m/s)2.5 13 0.22 0.00585 26 0.43 0.01157.5 38 0.63 0.016810 51 0.85 0.022712.5 63 1.05 0.02815 76 1.27 0.034图1:异形喉流量计的流量-开度关系图分析与讨论:根据图1和实验数据可以得出,流量计的读数与开度呈现一定的线性关系。
开度越大,流量计的读数越大,流速也越大。
在实验过程中,当我们把开度从2.5mm变为15mm,流量增加了大约6倍。
通过流量计的读数,我们可以得知水流的流量以及流速等重要参数。
同时,我们还可以发现,开度最小值并不是0,这意味着即使在开口部分受到一定阻碍,流量计的测量结果仍然是准确的。
实验二:伯努利实验伯努利实验是流体力学中的一个经典实验,它通过测量流体流经不同断面时的压力,探究了液体压强、流速、密度之间的关系。
2. 调整水平和仪器位置:调整U型水槽、压力计以及水箱等位置,使之处于同一水平面上,并调整压力计的刻度。
3. 开始测量:打开水箱的水龙头,让水从U型水槽中流过,通过测量不同位置的压力差,计算出该处的流速和流量。
高度(cm)压强(pa)流速(m/s)动压(pa)静压(pa)通过实验二,我们可以得到以下结论:1. 伯努利定理得到了证实,流速与压力之间确实成线性关系。
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。
流体力学综合实验流动阻力测定
• c)平衡水位。关闭阀(4)、(5)、(3),然后打 开(1)和(2)两个阀门,让水进入玻璃管至平 衡水位(此时系统中旳出水阀门一直是关闭 旳,管路中旳水在零流量时,U形管内水位 是平衡旳。)压差计即处于待用状态
• d)调整管路总出口阀,则被测对象在不同流 量下相应旳差压,就反应为倒U型管压差计 旳左右水柱之差。
• 2.局部阻力系数 旳测定
• 局部阻力损失一般有两种表达措施,即当 量长度法和阻力系数法。
• (1)当量长度法
• 流体流过某管件或阀门时造成旳机械能损
失看作与某一长度为le 旳同直径旳管道所产
生旳机械能损失相当,此折合旳管道长度
称为当量长度,用符号 le 表达。
• 这么,就能够用直管阻力旳公式来计算局 部阻力损失,而且在管路计算时可将管路 中旳直管长度与管件、阀门旳当量长度合 并在一起计算,则流体在管路中流动时旳 总机械能损失 为:
• 2.根据光滑管试验成果,对照柏拉修斯方程, 计算其误差。
• 3.根据局部阻力试验成果,求出闸阀全开时 旳平均ξ值。
• 4.对试验成果进行分析讨论。
• 七、思索题
1.在对装置做排气工作时,是否一定要关闭 流程尾部旳出口阀?为何?
2.怎样检测管路中旳空气已经被排除洁净? 3.以水做介质所测得旳λ~Re关系能否合用 于其他流体?怎样应用? 4.在不同设备上(涉及不同管径),不同水温 下测定旳λ~Re数据能否关联在同一条曲线上? 5.假如测压口、孔边沿有毛刺或安装不垂直, 对静压旳测量有何影响?
u —流体在小截面管中旳平均 流速,m部阻力损失。
• 根据连接管件或阀门两端管径中小管旳直 径d,指示液密度 0 ,流体温度t0(查流体物
性ρ、μ),及试验时测定旳流量V、液柱压
《流体力学》实验教案(全)word版
《流体力学》实验教案(全)(一)不可压缩流体定常流能量方程(伯努利方程)实验一、实验目的要求:1、掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技术;2、验证流体定常流的能量方程;3、通过对动水力学诸多水力现象的实验分析研究,进一步掌握有压管流中动水力学的能量转换特性。
自循环伯努利方程实验装置图本实验的装置如图所示,图中:1.自循环供水器;2.实验台;3.可控硅无级调速器;4.溢流板;5.稳水孔板;5 / 456.恒压水箱;7.测压计;8.滑动测量尺;9.测压管; 10.实验管道; 11.测压点; 12.毕托管 13.实验流量调节阀。
三、实验原理:在实验管路中沿水流方向取n个过水截面。
可以列出进口截面(1)至截面(i)的能量方程式(i=2,3,.....,,n)选好基准面,从已设置的各截面的测压管中读出值,测出通过管路的流量,即可计算出截面平均流速ν及动压,从而可得到各截面测管水头和总水头。
四、实验方法与步骤:1、熟悉实验设备,分清各测压管与各测压点,毕托管测点的对应关系。
2、打开开关供水,使水箱充水,待水箱溢流后,检查泄水阀关闭时所有测压管水面是否齐平,若不平则进行排气调平(开关几次)。
3、打开阀13,观察测压管水头线和总水头线的变化趋势及位置水头、压强水头之间的相互关系,观察当流量增加或减少时测压管水头的变化情况。
4、调节阀13开度,待流量稳定后,测记各测压管液面读数,同时测记实验流量(与毕托管相连通的是演示用,不必测记读数)。
5、再调节阀13开度1~2次,其中一次阀门开度大到使液面降到标尺最低点为限,按第4步重复测量。
五、实验结果及要求:1、把有关常数记入表2.1。
2、量测()并记入表2.2。
3、计算流速水头和总水头。
4、绘制上述结果中最大流量下的总水头线和测压管水头线(轴向尺寸参见图2.2,总水头线和测压管水头线可以绘在图2.2上)。
六、结果分析及讨论:1、测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同?为什么?2、流量增加,测压管水头线有何变化?为什么?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?4、试问避免喉管(测点7)处形成真空有哪几种技术措施?分析改变作用水头(如抬高或降低水箱的水位)对喉管压强的影响情况。
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局部水头损失实验
一.实验目的和要求
1. 掌握三点法、四点法测量局部水头损失与局部阻力系数的技能。
,并将突扩管的实测值与理论值比较,将突缩管的实验值与经验值比较。
2. 通过阀门局部阻力因素测量的设计性实验,学习二点法测量局部阻力因素的方法。
二.实验原理
1.由于流动边界急剧变化所产生的阻力称局部阻力,克服局部阻力引起的水头损失称局部水头损失。
2.从内部机理上,局部阻力或是由于边界面积大小变化引起的边界层分离现象产生 ,或是流动方向改变时形成的螺旋流动造成,或者两者都存在造成的局部阻力因此,很难能用一个公式表示。
通常 ,局部水头损失用局部阻力系数ξ和流速水头的乘积表示,即
g v h f 22
ξ
=
绝大多数的局部阻力系数ξ只能通过实验测定,不同的边界开关局部阻力系数ξ不同,只有少数局部阻力系数可以用理论分析得出。
如突然扩大的局部水头损失与阻力系数:g v v h f 2)(2
21-=
或
g v
g v A A h f 22)1(2
2
222212ξ=-= 或
g v g v A A h f 22)1(2
1
12
1221ξ=-=
对于突然缩小的局部阻力系数为:
)1(5.012
A A -
=ξ
三、实验内容与方法
1、测量突然扩大局部水头损失与突然缩小局部水头损失,并测定相应的局部水头损失因数。
参照实验基本操作方法,在恒定流条件下改变流量2-3次,其中一次为最大流量,待流量稳定后,测记各测压管液面读数,同时侧记实验流量。
2、 设计性实验:利用实验装置,设计某开度下阀门的局部阻力因数的测量实验。
要求:用二点法测量,设计实验装置改造简图,制定实验方案,并结合CAI 软件(已随仪器配置),进行计算机仿真实验。
四.实验步骤
1)熟悉实验仪器,记录有关参数,并写入实验记录表格。
2)打开电源供水,待水箱溢流恒定后全开流量调节阀,排除实验管道内气体管道内气体排
净后关闭流量调节阀,检查测压管液面是否齐平。
3)全开流量调节阀,待流量稳定后,采用时间体积法测算流量,并计算通过各管段的流速,
同时读取测压管液面高度。
4)调节流量调节阀开度,逐级放大流量,重复步骤3,测试5组流量,记录数据到计算表
中。
关闭流量调节阀,再次检查测压管液面是否齐平。
若未齐平,则需重新实验。
齐平后关闭电源,将仪器恢复到实验前状态。
五.实验数据处理
实验管直径:d1=D1=1.03*10^-2m d2=d3=d4=D2=1.93*10^-2m d5=d6=D3=1.01*10^-2m
实验管长度:L1-2= 12*10^-2;L2-3= 24*10^-2m;L3-4=12*10^-2m;L4-b=6*10^-2m;
Lb-5=6*10^-2m;L5-6=6*10^-2m
实验数据计算表
六.思考题
为什么本实验中压差计的水柱差就是沿程水头损失?如实验管道安装成倾斜,是否影响实验结果?
在管道中的,水头损失直接反应于水头压力。
测力水头两端压差就等于水头损失。
如果管道
倾斜安装,不影响实验结果。
但压差计应垂直,如果在特殊情况下无法垂直,可乘以倾斜角
度转化值。
文丘里综合型实验
一.实验目的和要求
1、了解文丘里流量计的构造、原理和适用条件,率定流量因素μ。
2、掌握应用气—水多管压差计量测压的方法
3、通过确定文丘里流量计最大允许过流量的设计性实验,体验理论分析和实验相结合的
研究过程。
二.实验原理
根据能量方程式和连续性方程式,可得不计阻力作用时的文氏管过水能力关系式
式中:Δh为两断面测压管水头差。
由于阻力的存在,实际通过的流量Q恒小于Q’。
今引入一无量纲系数µ=Q/Q’(μ称为流
量系数),对计算所得的流量值进行修正。
即
另,由水静力学基本方程可得气—水多管压差计的Δh为
三、实验方法与步骤
(1)排气方法
多管压差计12及其连接管的排气:水箱溢满状态下,开关调节阀14数次,在开关交替时,停顿操作片刻,滞留水体中的空气即通过实验管道排除,排气后测压管液面滑尺读数h1-h2=h3-h4为0,h的下标为测压管的序号。
压差传感器9及其两连接管的排气。
(2)调节多管压差计
全开调节阀14检查各测压管液面是否处于滑尺读数范围内?否则,按下列步骤调节:1、关阀14,拧开气阀11,待各测压管中液位稳定后,将清水注入压差计12中编号2、3的测管内;2、拧紧气阀11,全开调节阀14,若压差计2中编号为1、3的测压管液面上升过高,可微微松开相应的气阀11。
(3)调节压差电测仪
关闭阀门14的情况下,文丘里流量计中充满水但流速为零。
此时,测点1和2压差应为零,电测仪读值也应为零;若不为零,可旋转电测仪面板上的调零旋钮,使读值为零。
(4)测压管水头差h测量
1、读取气—水多管压差计12各测压管的液面读数,。
2、直接读取压差电测仪8的读数值。
(5)真空度测量
实验时,将电测仪传感器低压端用连通管连接于文丘里流量计后颈处,电测仪传感器高压端(即红色点)端接通大气,并调整传感器放置高度,使高压端口与文丘里流量计后颈处的测点齐平。
此时,即可测量测点的真空度。
(6)流量测量
实验流量用调节阀14调节,用称重法测量。
四.实验注意事项
○1流量计要与管道同心
○2垫片要与管道同心,不能凸出于管道中
○3两根导压管的最高端的高度要一致
○4要有取压的根部阀(截止阀)
○5防冻
○6气体的导压管应向上引出,液体的应向下引出。
五.实验数据处理
1.记录有关信息及实验常数
实验设备名称:文透利实验仪d1=1.40*10^-2m d2=0.698*10^-2m 水温T=12.8℃
2.实验数据记录及计算结果
计算表
六.思考题
1文丘里流量计有何安装要求和适用条件?
○1流量计要与管道同心○2垫片要与管道同心,不能凸出于管道中○3两根导压管的最高端的高度要一致○4要有取压的根部阀(截止阀)○5防冻○6气体的导压管应向上引出,液体的应向下引出。
2为什么计算流量与实际流量不相等?
因为计算流量Q ’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,Q<Q ’,即μ<1.0。
3本试验中,影响文丘里管流量系数大小的因素有那些?哪些因素最为敏感?
可从h g d d Q ∆-=--24
4
142π
μ着手分析。
由式
可见本实验(水为流体)的μ值大小与Q 、d 1、d 2、Δh 有关。
其中d 1、d 2 影响最敏感。
4对一个具体的文丘里管最大作用水头可为多大?可从文丘里管喉 颈处容易产生真空,允许最大真空值为6-7mH 2O 着手分析。
本实验若d1= 1. 4cm,d2= 0. 71cm,以管轴线高程为基准面,以水箱液面和喉道断面分别为1—1和2—2计算断面,立能量方程得
则
> 0
<-52.22cmH2O
即实验中最大流量时,文丘里管喉颈处真空度,而由本实验实测为60.5cmH2O。
进一步分析可知,若水箱水位高于管轴线4m左右时,实验中文丘
里喉颈处的真空度可达7mH2O。