水力学试验

h1 h2 h3 h4 0
原因：
h3
h4 P1
P 1 h 1 h2 h3 h4 P 2
又 P 1 P 2 则 h1 h2 h3 h4 0
3、全开出水阀，调整测压管内各液面，使它们均处于滑尺 的可读数范围内。 8 8
h1 h2 h3 h4
F1 气阀
压力传感器 排气旋钮
主机
接测点
接测点
水压差计
电测仪
三、实验原理
l V2 由魏斯巴赫—达西公式 h f 得 d 2g

2 gdhf lV
2
K
hf Q2
其中， h f ( z1 ) ( z2 ) ，等于断面1、2测压管 水头差；
p1
p2
四、实验步骤
1、全开旁通阀，打开供水阀。按下电源开关。 2、排气： ①主管道排气： 全开供水阀，关闭旁通阀，全开出水阀。 ②水压差计排气： 全开旁通阀，关闭出水阀，待测压管内液面上升到足 够高度后，拧开气阀F1， 全关供水阀，待测压管内 液面降至10cm左右时，拧紧气阀F1。 打开供水阀，打开旁通阀，关闭出水阀，检查水压差 计是否齐平，否则，需重新排气 。
2、开启出水阀，保持一定开度，待流量稳定后，读取 各测压管液面读数，同时，用体积法测量流量数据。
3、调大阀门开度，同上述第2步，重复测量2次。
五、实验注意事项 1、实验开始前，要辨别普通测压管及毕托管测压管。
2、毕托管测压管作演示用，其读数不需要记录。 3、调节出水阀的过程中，开度应从大到小或从小到大。 并且当阀门开度最大时，使19号测压管中液面降到接近 标尺的零刻度。 4、每次调节出水阀后，应待水流稳定（需3min左右） 后才能测量数据。
调整液面须知：
P1
P1
（1）打开气阀8时，关小出水阀，则1、4管内液面上升， 2、3管内液面齐平。 （2）拧紧气阀8时，开大出水阀，则1、4管内液面下降， 但4管内液面下降更多。
（3）调整液面结束后，应拧紧气阀8，再测读数据。
4、全开出水阀，待水流稳定后，读取测压管内各液面读 数，并同时用体积法测定管道内的流量。
A5 而 b 的理论值为 b 0.5 1 A 3
2
四、实验步骤
1、开启调速器，开启出水阀，水箱充水，排除实验主管 道中气体。 2、待水箱溢流后，关闭出水阀，检查各测验管内液面是 否齐平，否则排气调平。
3、全开出水阀，待流量稳定后，读取各测压管读数，同 时，用体积法测量流量。
h 毕托管的全水头与静水头的差值
则 c h / H
四、实验步骤
1、调整毕托管对准管嘴， 距离管嘴出口2～3cm，再固 定毕托管； 2、开启调速器，并将流量调至最大；
3、排气调平。
方法：用静水罩罩住毕托管后，检查差压计液面是否 水平，如不平，则用吸气球排除毕托管及其连通管中 的气体。 4、测记实验数据； 5、操作水位调节阀及调速器，改变水位和流速，重复测量 3组不同数据；
二、实验装置
1 2
3
4 5
6
局部水头损失实验装置图
三、实验原理
1、突然扩大段，采用3点法：
1
2 3 a段
h j ,a
p1 1V12 p2 2V22 z1 2 g z2 2 g h f 12
p1
其中， z1
h j ,a
A1 而 a 的理论值为 a 1 A
2
2
Baidu Nhomakorabea
2、突然缩小段，采用4点法：
3 4 5
6
h j ,b
b段 p5 5V52 p4 4V42 z4 2 g z5 2 g h f 4 5
③重复第②步操作8至9次。
在实验过程中，若出水阀已全开，应关小旁通阀，以增 大流量。
在实验过程中，当超出水压差计测量范围时，用止水夹 夹紧水压差计的通道后，再换用电测仪。
4、结束工作：
①关闭出水阀，检查测压管两液面是否齐平，否则实验 过程中表明测压管已经进气，需重做实验。 ②关闭供水阀，切断电源。

、z 2
p2

为相应的测压管读数 ；
V1 、 V1 根据管道内流量计算出；
h f 12 根据 h f 23 按流长比例换算得出。
p3 p2 h f 2 3 z2 z3
则 a 的实测值为 a V 2 1 2g
五、实验注意事项
1、测速时，毕托管应正对水流方向。 2、实验结束前，再次检查毕托管测压计两管液面是否齐 平。如不齐平，重做实验。
实验六 文丘里流量计
一、实验目的 1、掌握文丘里流量计测量管道流量的方法。
2、确定文丘里流量计的流量系数。
二、实验装置
h1
气阀8
h3
h2
h4
1
2
差压计
文丘里实验装置图
实验2 恒定流能量方程实验
一、实验目的 1、掌握体积法、称重法测量流量的方法。 2、掌握流速测量的方法。 3、观察弯道水流压强分布规律。 4、观察测压管水头线随管径变化的规律。 5、验证恒定流能量方程。
二、实验装置
出水阀
调速器
能量方程实验装置图
三、实验原理
实验管路中，沿水流方向，任意两个过水断面的能量 方程
4、调小出水阀，以减小流量，重复测量3次。 5、实验结束前，关闭出水阀，检查测压管是否进气。
五、注意事项
1、计算局部水头损失系数时，注意选择的流速水头。
实验五 雷诺实验
一、实验目的 1、观察层流、紊流现象，以及层流与紊流转化。 2、测定雷诺数。 2、掌握圆管流态的判别准则。
二、实验装置
雷诺实验装置图
Re
Vd

4Q kQ d
四、实验步骤
1、开启调速器，开大出水阀，使水箱溢流。 2、待水流稳定后，注入红色液体，观察圆管内水流流态。 3、稍微调小出水阀开度，观察圆管内水流流态。 4、重复上述第3步，直到出水阀关闭。 5、稍微调大出水阀开度 ，观察圆管内水流流态。 6、重复上述第5步，直到出水阀全开。
五、实验注意事项
1、不能同时关闭旁通阀和出水阀，以免烧毁电机。
2、水流速大时，测压管内的液面会有波动，读数时，应 取时间平均值。
3、用实验开始和结束时的水温取平均值来计算雷诺数。 4、调节流量大小时，操作阀门开度的动作要缓慢。
实验八 局部阻力损失实验
一、实验目的 1、掌握3点法、 4点法测量局部阻力系数的方法。 2、比较局部阻力系数的理论值与实测值的差异。 3、观测管径突然变化处，测压管水头的变化情况。
Z1
其中， Z
p1


1V12
2g
Zi
pi


iVi 2
2g
hw1i
p

由各断面的测压管读出；
1 2 i 1
用体积法测出管路中通过的流量，再计算各断面的平均 流速 Vi 。
最后计算出各断面的总水头。
四、实验步骤
1、开启调速器，水箱充水，待水箱溢流后，关闭出 水阀，检查各测压管液面是否在同一水平面上，否则， 排气调平。 排气调平方法：多开关几次。
实验四 毕托管测流速
一、实验目的 1、了解毕托管构造和测速的基本原理。 2、掌握毕托管测量点流速的方法。 二、实验装置
水位调节阀
毕托管实验装置图
三、实验原理
管嘴出流点的流速（理论值）：
u 2gH
流速系数； H 管嘴作用水头
管嘴出流点的流速（实际值）：
u c 2gh
c 校正系数（已知）；
水力学实验 实验是水力学课程的组成部分之一。 水力学问题因其影响因素很多而错综复杂。因为人们对 流体运动规律认识的局限性，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，事实上， 不少流体运动规律和公式都是通过实验而总结出来的。
在工程中，利用模型实验来研究流体运动现象、修改设 计方案是非常普遍的。因此，水力学实验无论对从事理 论研究或对解决工程实际问题，都具有极其重要的意义。
五、实验注意事项
1、每次调节出水阀开度后，要等待水流稳定后，测计 管道内的流量、水温。 2、注意测计红色细线刚好消失和刚好出现时，管道内 的流量。
3、测定上临界流速2次，下临界流速3次。
4、实验过程中，不要碰撞设备，保持实验环境的安静， 减少干扰。
5、流量不要过大，以免测压管（特别注意19测压管，其 水位最低）内液面过低，影响读数，甚至是管道进气。
6、流量不要过小（小于1L/s），太小影响测量精度。
7、流速较大时，测压管内液面会有波动，此时读数时应 取时间平均值。 8、实验结束前，关闭出水阀，检查各测压管液面是否齐 平，如不齐平，说明实验过程中已进气、实验应重做。
三、实验原理
文丘里流量计的理论流量为 Q K h 其中， K
d12 2 g / 4
(d1 / d 2 ) 4 1
h 为两断面测压管水头差；
文丘里流量计的实际流量为 其中， 为流量系数。 则
Q Q
Q Q
四、实验步骤
1、开启调速器，使水箱溢流。 2、关闭出水阀， 检查差压计是否归零，否则应排气。 差压计归零的判断： h1 h2 P1 差压计
③压力传感器排气：
打开旁通阀，关闭出水阀，打开供水阀，打开压力传感 器的排气旋钮，待旋孔溢流后，拧紧排气旋钮，观察电 测仪是否显示“000”，否则，须调零或重新排气 。 3、测读数据： ①全开旁通阀，全开供水阀，微开出水阀，待流量稳定后， 从测压管读取h1、h2。 ②调节出水阀，使管道内流量增大，待流量稳定后，从 测压管读取h1、h2。
三、实验原理 1、流速较小时，粘滞力占主导地位，流动为层流；流 速较大时，惯性力占主导地位，流动为紊流。
2、流动由层流变为紊流时的雷诺数为上临界雷诺数； 流动由紊流变为层流时的雷诺数为下临界雷诺数 。
3、下临界雷诺数较上临界雷诺数稳定，故用下临界雷 诺数判别层流与紊流。 4、圆管的下临界雷诺数取为2000。
5、逐步关小出水阀，改变流量，重复测量7到9次。
6、实验结束时，校核差压计是否归零。
实验七 沿程水头损失 一、实验目的 1、掌握测定管道沿程阻力系数的方法。 2、绘制沿程阻力系数与雷诺数关系曲线。
二、实验装置
测压点 1
测压点 2
出水阀
供水阀11
旁通阀12
沿程水头损失实验装置图
测量测压管水头，当压差较小时，用水压差计测量；压差较 大时，用电测仪测量。
p5 5V52 p4 4V42 z4 2 g z5 2 g h f 4b h fb5 其中， h f 4b 根据 h f 34 换算得出；h fb5 根据 h f 56 换算 得出。 h j ,b 则 b 的实测值为 j ,b = V 2 5 2g