水力学与水泵试验试验大纲

《水力学与水泵实验》实验大纲

课程代码：5125026 课程类别：必修是否单独开课：是

总学时：32学时（实验32学时）总学分：2学分

预修要求：高等数学

课程的性质、目的、任务：

《水力学与水泵》实验课程是环境工程专业的学科基础课程，水力学实验是水力学课程中一个不可缺少的重要教学环节。实验的目的是让学生掌握一定的实验技能，了解现代量测技术，培养学生分析实验数据、整理实验成果和编写实验报告的能力。

一、总则

1、本大纲的适用范围

1）本大纲的相关课程名称及课程属性：《水力学》，学科基础课程

2）本大纲的适用范围：环境工程专业

3）实验总时数：32学时

2、本大纲实验目的和要求

1）在实验中观察水流现象，增强感性认识，巩固理论知识的学习。

2）通过量测实验验证所学水力学原理，提高理论分析的能力。

3）学会量测水力要素和使用基本仪器的方法，掌握一定的实验技能，了解现代量测技术。

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。

3、本实验课程的重点和内容

流量的直接和间接测量；恒定水位的测量；流速的测量；压强的测量静水压强实验、静水压力实验、流量测量实验、恒定总流能量方程验证实验、雷诺实验、管道阻力系数测定实验、闸孔出流和堰流量测实验、离心泵特性曲线的测定、离心泵联合实验。

4、本大纲所需实验设备

水泵、溢流水箱、贮水槽、液压计、堰流装置、实验用各种管道及阀门。

二、实验项目及学时安排

1、实验项目一：静水压强实验

1）实验类型：验证性实验

2）实验开设属性：必开实验

3）学时数：2学时

4）实验目的：通过实验加深对水静力学基本方程物理意义的理解。加深理解位置水头、压强水头及测管水头的概念；实测静水压强，掌握静水压强的测量方法；观察真空现象，加深对真空压强、真空度的理解。

5）实验要求：在读取测管读数时，一定要等液面稳定后再读，并注意使视线与液面最低点处于同一水平面上。

2、实验项目二：静水压力实验

1）实验类型：验证性实验

2）实验开设属性：选开实验

3）学时数：2学时

4）实验目的：测定矩形平面上的静水总压力；通过杠杆平衡原理测定铅垂面上的静水总压力，与理论进行比较，从而验证静水压力计算理论。

5）实验要求：测读砝码时，仔细观察砝码所注克数；加水或放水，要仔细观察杠杆所处的状态。

3、实验项目三：流量测量实验

1）实验类型：验证性实验

2）实验开设属性：必开实验

3）学时数：2学时

4）实验目的：通过文丘里流量计与体积法测流量方法的对比，测定文丘里流量计的系数，并比较两种方法的优劣；掌握文透里流量计和孔板流量计的原理；学习用比压计测压差和用体积法测流量的实验技能。

5）实验要求：每次改变流量，量测必须在水流恒定后方可进行；若有两个以上同学参加量测实验，读压差计、掌握阀门、测量流量的同学要相互配合。

4、实验项目四：恒定总流能量方程验证实验

1）实验类型：验证性实验

2）实验开设属性：必开实验

3）学时数：4学时

4）实验目的：观察恒定流条件下，通过管道水流的位置势能、压强势能和动能的沿程转化规律，加深理解能量方程的物理意义及几何意义；考察均匀流、渐变流与急变流在水流特征及断面压强分布规律方面的差别，明确恒定总流能量方程的运用条件；学习使用测压管、总压管测水头的实验技能及绘制水头线的方法。通过观察测压管、毕托管读数，了解动、势能之间的相互转化及水头线之间的相对关系，并进一步验证能量方程。

5）实验要求：尾阀开启一定要缓慢，并注意测压管中水位的变化，不要使测压管水面下降太多，以免空气倒吸入管路系统，影响实验进行；每次改变流量，量测必须在水流恒定后方可进行；流速较大时，测管水面会有脉动现象，读数时要读取时均值。

5、实验项目五：雷诺实验

1）实验类型：验证性实验

2）实验开设属性：必开实验

3）学时数：2学时

4）实验目的：观察圆管恒定流动层流和紊流两种流态及其转换现象。观察层流和紊流两种流态下的断面流速分布情况；测定圆管恒定流动在层流和紊流两种流态下的沿程水头损失与平均流速的关系，测定临界雷诺数。

5）实验要求：两个以上同学参加量测实验，读测压管高程、掌握阀门、测量流量的同学要相互配合。

6、实验项目六：管道阻力系数测定实验

1）实验类型：验证性实验

2）实验开设属性：必开实验

3）学时数：4学时

4）实验目的：观察突扩管旋涡区测管水头线，以及其它各种边界突变情况下的测管水头变化情况，加深对局部水头损失的感性认识；掌握测定管道局部水头损失系数的方法，并

将突扩管的实测值与理论值比较，将突缩管的实测值与经验值比较；学习用测压管测量压强和用体积法测流量的实验技能。

5）实验要求：每次改变流量，量测必须在水流恒定后方可进行;两个以上同学参加量测实验，读测压管高程、掌握阀门、测量流量的同学要相互配合。

7、实验项目七：闸孔出流和堰流量测实验

1）实验类型：验证性实验

2）实验开设属性：必开实验

3）学时数：4学时

4）实验目的：观察平板闸门自由出流或淹没出流时的水流现象；量测平板闸门自由出流的收缩系数、流速系数与流量系数等值。

5) 实验要求：放水入槽时，应先打开下游尾门，再慢慢调节平板闸门，以免水流溢出

槽外。

8、实验项目八：离心泵特性曲线的测定

1）实验类型：验证性实验

2）实验开设属性：必开实验

3）学时数：4学时

4）实验目的：学会离心泵的开启、运行和关闭方法；测量离心泵流量和扬程、功率和效率的关系，确定最佳工作点。

5）实验要求：在关闭出口阀时，开启离心泵；实验结束时关闭水电开关。

9、实验项目九：离心泵联合实验

1）实验类型：验证性实验

2）实验开设属性：必开实验

3）学时数：4学时

4）实验目的：掌握离心泵并联和串联时流量、扬程的变化。

5）实验要求：在关闭出口阀时，开启离心泵；实验结束时关闭水电开关。

10、实验项目十：叶片泵构造实验

1）实验类型：验证性实验

2）实验开设属性：必开实验

3）学时数：4学时

4）实验目的：了解叶片泵的结构和工作原理，为进一步学习叶片泵理论打好基础；了解叶片泵主要零部件的结构及作用；对水流在不同类型叶片泵的流动状况建立感性认识；解抽水装置的组成及管路附件的作用。

5）实验要求：观察离心泵、混流泵和轴流泵等叶片泵实物和挂图；学生自己动手对以上三种叶片泵进行拆解，并照原样进行安装；放映《水泵基本构造》录象片或幻灯片；对照实物介绍深井泵、潜水泵等其他类型泵的结构特点及工作原理；参照抽水装置及管路附件，讲解水泵抽水装置的组成及各管路附件的作用。

撰写人：韦晓燕审核人：保积庆参与讨论人员：保积庆，李斌，陈春云，徐劼，翟志才，韦晓燕