水力学实验-1

水力学实验

指导书与报告

专业班级学号姓名

贵州大学土木建筑工程学院

水力学实验室

目录

1．实验一：流体静力学实验

2．实验二：不可压缩流体恒定流能量方程(伯诺里方程)实验4．实验三：雷诺实验

5．实验四：文丘里流量计实验

实验一：流体静力学实验

一、实验目的要求

1．掌握用测压管测量流体静压强的技能； 2。验证不可压缩流体静力学基本方程；

3．通过对诸多流体静力学现象的实验分析研讨，进一步提高解决静力学实 际问题的能力。 二、实验装置

本实验装置如图1.1所示

图1．1流体静力学实验装置图

1．测压管；2．带标尺测压管；3．连通管；4．真窄测压管；5．U 型测压管 6．通气阀；7．加压打气球；8．截止阀； 9．油柱；l0．水柱；11．减压放水阀。

三、实验原理

1．在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程

p

z const γ

+

= 或 0p p h γ=+

式中： Z ——被测点在基准面以上的位置高度

p ——被测点的静水压强。用相对压强表示，以下同； 0p ——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S 。有下列关系：01

012

h S h h ωγγ=

=

+ 据此可用仪器(不用另外尺)直接测得S 。

2、采用加压法、减压法来测定各断面的压强，油的容重 四、实验方法与步骤 1．搞清仪器组成及其用法。 包括：

1）各阀门的开关；

2 )加压方法 关闭所有阀门(包括截止阀)，然后用打气球充气；

3 )减压方法 开启筒底阀ll 放水；

4 )检查仪器是否密封，加压后检查测管1、2、5液面高程是否恒定。 若下降，表明漏气，应查明原因并加以处理。 2．记录仪器号No ．及各常数(记入表1.1)。 3．量测点静压强(各点压强用厘米水柱高表示)。

1)打开通气阀6(此时0P =O)，记录水箱液面标高∇。和测管2液面标高H ∇ (此时0∇=h ∇)；

2)关闭通气阀6及截止阀8，加压使之形成0P >O ，测记0∇及h ∇ “；

3)打开放水阀11，使之形成0P <0(要求其中一次0B p <，即h ∇

0∇及h ∇。

4．测出#4测压管插入小水杯中的深度。 5．测定油比重0S

1)开启通气阀6，测记0∇：

2)关闭通气阀6，打气加压(Po>O)，微调放气螺母使U 形管中水面与油

水交界面齐平(图1．2)，测记0∇及h ∇ (此过程反复进行3次)； 3)打开通气阀，待液面稳定后，关闭所有阀门；然后开启放水阀ll 降

压(Po

1)记录有关常数。 实验装置台号No 各测点的标尺读数为：

B ∇= cm ，c ∇= cm ，D ∇ = cm ，ωγ= N ／cm 3。

2)分别求出各次测量时，A 、B 、C 、D 点的压强，并选择一基准检验同一静 止液体内的任意二点C 、D 的(Z+

p

γ

)是否为常数。

3)求出油的容重。 r 。= N ／cm 3

4)测出4#测压管插入小水杯水中深度。 4h ∆= cm 六、思考题

1．同一静止液体内的测压管水头线是根什么线?

2．当p 。

5．过C 点作一水平面，相对管l 、2、5及水箱中液体而言，这个水平面是 不是等压面?哪一部分液体是同一等压面?

表1.1流体静压强测量记录及计算表单位：cm

注：表中基准面选在 Z

c = cm Z

D

= cm

表1.2油容重测量记录及计算表单位：cm

实验二：不可压缩流体恒定流能量方程

(伯诺里方程)实验

一、实验目的要求

1．验证流体恒定总流的能量方程；

2．通过对动水力学诸多水力现象的实验分析研讨，进一步掌握有压管 流中动水力学的能量转换特性；

3．掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技能。 二、实验装置

本实验装置如图2.1所示。

图2.1 自循环伯诺里方程实验装置图

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；6.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

在实验管路中沿管内水流方向取n 个过水断面。可以列出进口断面(1)至另一断面(i)的能量方程式(i=2，3，……，n)

2

2

1

11122i

i i i P P Z Z hw g

g

ανανγ

γ

-+

+

=+

+

+

取121n ααα===，选好基准面，从已设置的各断面的测压管中读出P

Z γ

+

的值，测出通过管路的流量，即可计算出断面平均流速ν及2

2g

αν，从而即可得到

各断面测压管水头和总水头。 四、实验方法与步骤

1.熟悉实验设备。分清哪些测压管是普通测压管，哪些是毕托管测压管，以及两者功能的区别。

2.打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流，检查调节阀关闭后所有测压管水 面是否齐平。如不平则需查明故障原因(例连通管受阻、漏气或夹气泡等)并加以排除，直至调平。

3.打开阀13，观察思考：1)测压管水头线和总水头线的变化趋势；2)位置水头、 压强水头之间的相互关系；3)测点(2)、(3)测压管水头同否? 为什么? 4)测点(10)、(11)测压管水头是否不同? 为什么? 5)当流量增加或减少时测压管水头如何变化?

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 (毕托管供演示用，不必测记读数)。

5．改变流量2次，重复上述测量。其中一次阀门开度大到使19号测压管液面接近标尺零点。 五、实验成果及要求

1)记录有关常数 实验装置台号No ．

均匀段D 1 = cm 缩管段D 2 = cm 扩管段D 3 = cm 水箱液面高程0∇= cm 上管道轴线高程z ∇= cm 表2．1管径记录表