热工基础实验指导书-流体力学实验
流体力学实验指导书
流体力学实验指导书与报告（第二集）动量定律实验毕托管测速实验文丘里流量计实验局部阻力实验孔口与管嘴实验静压传递自动扬水演示实验中国矿业大学能源与动力实验中心学生实验守则一、学生进入实验室必须遵守实验室规章制度，遵守课堂纪律，衣着整洁，保持安静，不得迟到早退，严禁喧哗、吸烟、吃零食和随地吐痰。
如有违犯，指导教师有权停止基实验。
二、实验课前，要认真阅读教材，作好实验预习，根据不同科目要求写出预习报告，明确实验目的、要求和注意事项。
三、实验课上必须专心听讲，服从指导教师的安排和指导，遵守操作规程，认真操作，正确读数，不得草率敷衍，拼凑数据。
四、预习报告和实验报告必须独自完成，不得互相抄袭。
五、因故缺课的学生，可向指导教师申请一次补做机会，不补做的，该试验以零分计算，作为总成绩的一部分，累计三次者，该课实验以不及格论处，不能参加该门课程的考试。
六、在使用大型精密仪器设备前，必须接受技术培训，经考核合格后方可使用，使用中要严格遵守操作规程，并详细填写使用记录。
七、爱护仪器设备，不准动用与本实验无关的仪器设备。
要节约水、电、试剂药品、元器件、材料等。
如发生仪器、设备损坏要及时向指导教师报告，属责任事故的，应按有关文件规定赔偿。
八、注意实验安全，遵守安全规定，防止人身和仪器设备事故发生。
一旦发生事故，要立即向指导教师报告，采取正确的应急措施，防止事故扩大，保护人身安全和财产安全。
重大事故要同时保护好现场，迅速向有关部门报告，事故后尽快写出书面报告交上级有关部门，不得隐瞒事实真相。
九、试验完毕要做好整理工作，将试剂、药品、工具、材料及公用仪器等放回原处。
洗刷器皿，清扫试验场地，切断电源、气源、水源，经指导教师检查合格后方可离开。
十、各类实验室可根据自身特点，制定出切实可行的实验守则，报经系(院)主管领导同意后执行，并送实验室管理科备案。
1984年5月制定2014年4月再修订中国矿业大学能源与动力实验中心动量定律实验一、实验目的要求1.验证不可压缩流体定常流的动量方程；2. 通过对流速、流量、出射角度、动量与动量矩等因素相关性的分析研讨，进一步掌握流体力学的动量守恒定理；3. 了解活塞式动量实验仪原理、构造，进一步启发与培养创造性思维的能力。
流体力学实验指导书
《流体力学》实验指导书郭广思王连琪沈阳理工大学2006年10月一伯努利方程综合性实验（一）实验目的伯努利方程是水力学三大基本方程之一，反映了水流在流动时，位能、压能、动能之间的关系。
1．了解总水头线和测压管水头线在局部阻力和沿程阻力处的变化规律；2．了解总水头线在不同管径段的下降坡度，即水力坡度J的变化规律；3．了解总水头线沿程下降和测压管水头线升降都有可能的原理；4．用实例流量计算流速水头去核对测压板上两线的正确性；不同管径流速水头的变化规律（二）设备简图本实验台由高位水箱、供水箱、水泵、测压板、有机玻璃管道、铁架、量筒等部件组成，可直观地演示水流在不同管径、不同高程的管路中流动时，上述三种能量之间的复杂变化关系。
（三）实验原理过水断面的能量由位能、压能、动能三部分组成。
水流在不同管径、不同高程的管路中流动时，三种能量不断地相互转化，在实验管道各断面设置测压管及测速管，即可演示出三种能量沿程变化的实际情况。
测压管中水位显示的是位能和压能之和，即伯努利方程中之前两项：gp Z ρ+，测速管中水位显示的是位能、压能和动能之和。
即伯努利方程中三项之和：gv g p Z 22++ρ。
将测压管中的水位连成一线，称为测压管水头线，反映势能沿程的变化；将测速管中的水位连成一线，称为总水头线，反映总能量沿程的变化，两线的距离即为流速水头g v 2/2。
本实验台在有机玻璃实验管道的关键部位处，设置测压管及测速管，适当的调节流量就可把总水头线和测压管水头线绘制于测压板上。
注：计算所的流速水头值是采用断面平均流速求得，而实测流速水头值是根据断面最大速度得出，显然实测值大于计算值，两者相差约为1.3倍。
（四）实验步骤1．开动水泵，将供水箱内之水箱至高位水箱；2．高位水箱开始溢流后，调节实验管道阀门，使测压管，测速管中水位和测压板上红、黄两线一致；3．实验过程中，始终保持微小溢流；4．如水位和红黄两线不符，有两种可能：一是连接橡皮管中有气泡，可不断用手挤捏橡皮管，使气泡排出；二是测速管测头上挂有杂物，可转动测头使水流将杂物冲掉。
流体力学实验指导书
《流体力学》实验指导书目录实验装置简介及实验安排…………………………………………………… 1-2 实验一：伯努利方程验证实验………………………………………………… 3-8 实验二：雷诺实验…………………………………………………………… 9-12实验装置简介及实验安排实验装置：流体力学综合实验台是一个多功能实验装置，用此实验台可进行伯努利方程（能量方程）验证实验、雷诺实验、沿程阻力测定实验、局部阻力测定实验、毕托管测速实验和文丘里流量计实验等多个流体力学实验。
实验装置如图1-1所示。
1—供水箱，水泵；2—实验桌；3—层流测针；4—恒压水箱；5—彩色墨水罐；6—差压板；7—沿程阻力实验管；8—局部阻力实验管；9—伯努利实验管；10—雷诺实验管；11—伯努利差压板；12—毕托管；13—计量水箱；14—回水管。
图1-1 多功能流体力学综合实验台针对轮机工程专业36学时或32学时的流体力学课程，我们开设两个实验，即伯努利方程验证实验和雷诺实验。
在雷诺实验中，学生可以借助该实验装置观察层流和湍流（紊流）特征以及它们之间的转换特征，掌握测定临界雷诺数Re 的方法。
在伯努利方程实验中，学生可以借助该实验装置验证总流的伯努利方程，观察流体流动过程中的能量守恒关系，同时可以掌握流速、流量和压强等要素的实验量测技能。
实验学时分配：实验一：伯努利方程验证实验 2学时实验二：雷诺实验 2学时实验分组：每个实验7-8人一组，每个自然班分成四组。
实验一：伯努利方程验证实验一、实验目的1．掌握伯努利方程式中各项的物理意义及它们之间的转换关系； 2．验证流体总流的能量方程；3．掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技术； 4．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。
二、实验原理1．伯努利方程（能量方程）在伯努利实验管路中沿水流方向取n 个过流断面。
在动能修正系数α近似取为1的情况下，可以列出进口断面（1）至任一断面（i ）的能量方程式（i = 2，3，……，n )i ,i i i h gv p z g v p z -+++=++1f 2211122γγ （1）式中，z 、γp 和gv 22分别为位置水头（位头）、压力水头（压头）和速度水头（动头），单位为m （水柱）；i ,h -1f 为从过流断面1到断面n 的水头损失，单位也是m （水柱）。
《流体力学》实验指导书
实验（一）流体静力学综合性实验一、实验目的和要求掌握用测压管测量流体静压强的技能；通过测量静止液体点的静水压强，加深理解位臵水头、压强水头、及测管水头的基本概念；观察真空现象，加深对真空度的理解；验证不可压缩流体静力学基本方程；测量油的重度。
二、实验装臵本实验装臵如图1.1所示图1.1流体静力学综合性实验装臵图1.测压管2.带标尺测压管3.连通管4.真空测压管5.U 型测压管6.通气阀7.加压打气球8.截止阀9.油柱 10.水柱 11.减压放水阀说明：1.所有测压管液面标高均以标尺(测压管2)零度数为基准；2.仪器铭牌所注▽B 、▽C 、▽D 系测点B 、C 、D 标高；若同时取标尺零点作为静力学基本方程的基准，则▽B 、▽C 、▽D 亦为ＺB 、ＺC 、ＺD3.本仪器中所有阀门旋柄顺管轴线为开。
4.测压管读数据时，视线与液面保持水平，读凹液面最低点对应的数据。
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const γpz =+或h p p γ+=0式中：z —被测点在基准面以上的位臵高度；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。
上式表明，在连通的同种静止液体中各点对于同一基准面的测压管水头相等。
利用液体的平衡规律，可测量和计算出连通的静止液体中任意一点的压强，这就是测压管测量静水压强的原理。
压强水头γp和位臵水头z 之间的互相转换，决定了夜柱高和压差的对应关系：h γp ∆=∆ 对装有水油（图1.2及图1.3）U 型侧管,在压差相同的情况下，利用互相连通的同种液体的等压面原理可得油的比重So 有下列关系：21100h h h γγS w+==图1.2 图1.3据此可用仪器（不用另外尺）直接测得So 。
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11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。
《流体力学》实验指导书
《流体力学》实验指导书教学实验2012-10流体力学实验指导书目录实验一能量方程实验实验二雷诺数实验实验三沿程阻力实验实验四局部阻力实验实验五文丘里流量计实验实验六孔板流量计实验实验七皮托管测速实验实验八离心泵综合实验实验一能量方程实验1、实验目的观察流体流经能量方程实验管时的能量转化情况，并对实验中出现的现象进行分析，从而加深对能量方程的理解。
2、实验装置图1 能量方程实验装置示意图1.储水箱2.上水调节阀3.溢流回水管4.实验管段5.背后恒压水箱6.测压管组7. 测压管固定板8.静压及全压测点接头9.流量调节、切断阀10.计量水箱11.接水杯12.量筒3、实验前准备工作开启水泵，全开上水阀门使水箱注满水；打开调节阀门，排除管内气体；关闭调节阀门，再调节上水阀门，使水箱水位始终保持不变，并有少量溢出。
检查各个测压管液面高度是否相同，如不同，首先排除测压管及连接的胶皮管中空气，确保测压管中无空气泡时，检查各个测压管液面高度是否相同，如还不同，则应调整标尺，使各个测压管液面高度相同。
检查实验过程调节流速的调节阀门9，其应该调节灵活。
4、实验方法（1）、能量方程实验调节出水阀门至一定开度，使测压管组各液柱在测压板适当位置，测定能量方程实验管的六个断面六组测压管的液柱高度，并用体积法测定流量。
改变阀门的开度，重复上面方法进行测试。
根据测试数据的计算结果，绘出某一流量下各种水头线（如图2-2），并运用能量方程进行分析，解释各测点各种能头的变化规律。
图2-2水头线可以看出，能量损失沿着流体流动方向增大的；C1与C6比较，两点管径相同，所以动能头基本相同，但C6点的压力能头比C1增大了，这是由于位置能转化而得来的；C1与C4比较，其位置能头相同，但C4点比C1点的压力能头大，这是由于管径变粗；速度减慢，动能头转化为压力能头；C5与C4比较，位置能头相同，但压力能头小了，可明显看出，是压力能头转化为速度能头了。
流体力学实验指导书
实验一 雷诺实验一、实验目的与要求1、了解流体的流动形态：观察实际的流线形状，判断其流动形态的类型；2、熟悉雷诺准数的测定和计算方法；3、确立“层流与湍流与Re 之间有一定关系”的概念。
二、基本原理流体在流动过程中有3种不同的流动形态，即层流、湍流和介于两者之间的过渡流。
雷诺用实验的方法研究流体流动时，发现影响流体流动类型的因素除了流速u 以外，还有管径d 、流体的密度ρ以及粘度μ，由这四个物理量组成的无因次数群μρdu =Re称之为雷诺数。
实验证明，流体在直管内流动时：当Re ≤2000时，流体的流动类型为层流。
当Re ≥4000时，流体的流动类型为湍流。
当2000＜Re ＜4000，流体的流动类型可能是层流，也可能为湍流，将这一范围称之为不稳定的过渡区。
从雷诺数的定义式来看，对于同一管路d 为定值时，u 仅为流量的函数。
对于流体水来讲，ρ及μ仅为温度的函数。
因此确定了温度及流量即可计算出雷诺数Re 。
三、实验装置及流程实验装置如图所示，实验时水从玻璃水槽3流进玻璃管4（内径20mm ），槽内水由自来水供应，供水量由阀6控制，槽壁外有进水稳定槽7及溢流槽10，过量的水进溢流槽10排入图1-3 雷诺示范实验装置1-红墨水瓶 2.6.8.12-阀门 3-玻璃水槽 4-带喇叭口玻璃管(Φ20) 5-进水管 7-进水稳定槽 9-转子流量计 10-溢流槽 11-排水管下水道。
实验时打开阀门8，水即由玻璃槽进入玻璃管，经转子流量计9后，流进排水管排出，用阀8调节水量，流量由转子流量计9测得。
高位墨水瓶贮藏墨水之用，墨水由经墨水调节阀2流入玻璃管4。
四、实验数据记录表表1-2 雷诺实验数据记录表水温__________[℃] 水粘度_______________[10-3×Pa·S]水密度_____________[kg/m3] 管内径_______________[mm]五、讨论1、流量从小做到大，当刚开始湍流，测出雷诺数是多少？与理论值2000有否差距？请分析原因。
流体力学实验指导书
文丘里流量计校正实验一、实验目的和要求1． 掌握文丘里流量计的原理2． 2学习用比压计和体积法测量流量的技能3． 利用测量后的水头差，根据理论公式计算管道流量，并与实测流量进行比较，从而对理论流量做出修正，得到流量计的流量系数。
二、原理简介1·文丘里管是一种常用的量测有压管道流量的装置，见图1，属压差式流量计，它包括"收缩段"、"喉道"和"扩散段"三部分，安装在需要测定流量的管道上。
在收缩段进口断面3-3和喉道断面4-4上设测压孔，并接上比压计，通过量测两个断面的测管水头差Δh ，就可计算管道的理论流量Q ，再经修正得到实际流量。
3 理论流量：水流从3-3断面到4-4断面，由于断面的收缩，流速增大，根据恒定总能量方程，若不考虑水头损失，速度水头的增加等于测管水头的减少，这样我们通过测量得到的h ∆建立了2断面平均流速v 1和v 2的关系gv g v g p z g p z h h h 22)()(244233443343ααρρ-=+-+=-=∆ 如果我们假设动能修正系数0.121==αα则gv g v g p z g p z 22)()(24234433-=+-+ρρ 另一方面，由恒定总流连续方程4433v A v A =， 即43443)(d d v v = 所以 ： ])(1[222434242324d d g v g v g v -=-于是： ])(1[243424d d g v h -=∆ 解： h g d d v ∆-=2)(114344最终求得理论流量h K h g dd d d A v Q ∆=∆-==244443242344l π式中 g d d d d K 2444432423-=π4 流量系数流量计流过实际液体时由于两断面测管水头差中还包括了因粘性造成的水头损失，流量应修正为：h K Q s ∆=μ其中0.1<μ称为流量计流量系数。
流体力学实验指导书
《流体力学》实验指导书适用专业：环境工程专业前言一、实验的意义和目的实验是流体力学课程的组成部分之一。
流体力学问题是错综复杂的，其复杂性在于其影响因素很多。
由于人们对流体运动规律认识的局限性，因此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。
通过流体力学实验教学其目的在于加强学生对流动现象的感性认识，验证所学理论，提高理论分析能力；培养基本实验进呢过，了解现代量测技术；培养严谨踏实的科学作风。
二、实验须知1、实验前必须预习。
预习时，应仔细阅读实验指导书及有关的教材资料，明确实验的目的、要求和有关的实验原理，了解操作步骤和有关的仪器设备，做到心中有数。
2. 严肃认真的进行实验。
到实验室后，必须保持安静，不得谈笑喧哗，不准碰动与本实验无关的设备。
实验时，应按实验书的要求，全神贯注地按步骤进行操作，并注意多观察流体运动现象，多思考分析问题，及时记录实验原始数据。
3. 保持良好的科学作风，实验时，应尊重原始数据，不得任意更改；实验后，应进行必要的检查和补充，经指导教师同意后，方可离开实验室；应及时整理实验数据，认真编写实验报告。
由于时间仓促，水平有限，书中的缺点和错误在所难免，恳切希望读者批评指正。
目录实验一、流体静压强实验实验二、平面静水总压力实验实验三、能量方程实验实验四、动量方程实验实验五、沿程水头损失实验实验六、局部水头损失实验实验一：静水压强实验实验学时：1课时 实验类型：验证实验要求：必修 一、实验目的1、验证静止液体中，C gpZ =+ρ。
2、建立液体表面压强a p p >0，a p p <0的概念，并观察真空现象。
二、实验仪器三、实验原理、方法和手段静水压强测定及静水压强基本方程gh p p ρ+=0………(1) C gpZ =+ρ………(2) Z -被测点在基准面以上的位置高度； p -被测点的静水压强；0p -水箱中液面的表面压强； h -被测点的淹没深度利用等压面与连通器原理。
流体力学实验指导书(修改)
流体力学实验指导书主编李旭机电工程系实验一 静水压强实验一、实验目的1、通过实验加深对流体静力学基本方程h p p γ+=0的理解。
2、验证静止流体中不同点对于同一基准面的测压管水头为常数，即=+γpz 常数3、实测静水压强，掌握静水压强的测量方法。
4、巩固绝对压强、相对压强、真空度的概念，加深理解位置水头、压力水头以及测压管水头之间的关系。
5、已知一种液体重度测定另一种液体的重度。
二、实验原理图1所示是一种静水压强实验仪原理示意图：图1 静水压强实验原理图（'a p p =）实验装置包括四个部分，从左到右依次是调压桶、测压管组、主水箱、增减压气筒。
主水箱液面上压强0p 通过调节增减压气筒改变，使其大于或小于大气压a p ，水箱上面通过连通管和测压管6相连。
在水箱不同液面深度选择测点1、2，分别和测压管组连接。
测压管组中2、3开口通向大气，测压管1、4、5通过一个四通接头和调压桶相接，通过上、下移动调压桶就可以改变调压筒中的压强，进而调节测压管1、4、5中的压强。
球阀1和2的开启可以使密闭水箱液面上压强和调压桶压强恢复到大气压强。
（注：图1中'a p p =，图2中'a p p <，）图2 静水压强实验原理图（'a p p <）相对静止的液体只受重力的作用，处于平衡状态。
以p 表示液体静压强，γ表示液体重度，以z 表示压强测算点位置高度（即位置水头），流体静力学方程为=+γpz 常数上式说明1、在重力场中静止液体的压强p 与深度h 成线性分布，即10012002p p z p p z -∆-=-∆-2、同一水平面（水深相同）上的压强相等，即为等压面。
因此，水箱液面和测点1、2处的压强（绝对压强）分别为 00a p p h γ=+ ()30a p γ=+∆-∆11a p p h γ=+()31a p z γ=+∆-22a p p h γ=+()52a p z γ=+∆- 与以上各式相对应的相对压力（相对压强）分别为a p p p -='000h γ= ()03∆-∆=γ11a p p p '=-1h γ= ()31z γ=∆-22a p p p '=-2h γ= ()52z γ=∆-式中 a p —— 大气压力，Paγ—— 液体的重度，3m N0h —— 液面压力水头，m 0∆ —— 液面位置水头，m 3∆、5∆—— 1、2处测压管水头，m 1z 、 2z —— 1、2处位置水头，m 1h 、2h —— 1、2处压力水头，m3、静水中各点测压管水头均相等，即35∆=∆或 1212p p z z γγ''+=+或 1122z h z h +=+ 即测压管1、2的液位在同一平面上。
流体力学实验指导书
流体力学实验指导书与报告实验一：压强测定实验一、压强测定试验 知识点：静力学的基本方程；绝对压强；相对压强；测压管；差压计。
1.实验目的与意义1）验证静力学的基本方程；2）学会使用测压管与差压计的量测技能；3）灵活应用静力学的基本知识进行实际工程量测。
2.实验要求与测试内容1）熟练并能准确进行测压管的读数；2）控制与测定液面的绝对压强或相对压强； 3）验证静力学基本方程； 4）由等压面原理分析压差值。
3.实验原理1）重力作用下不可压缩流体静力学基本方程： pz c γ+=2）静压强分布规律：0p p h γ=+式中：z ——被测点相对于基准面的位置高度；p ——被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同；0p ——水箱中液面压强；γ——液体容重；h ——被测点在液体中的淹没深度。
3）等压面原理：对于连续的同种介质，流体处于静止状态时，水平面即等压面。
4.实验仪器与元件实验仪器： 测压管、U 型测压管、差压计仪器元件：打气球、通气阀、放水阀、截止阀、量杯 流体介质：水、油、气 实验装置如下图： 5.实验方法与步骤实验过程中基本操作步骤如下：1）熟悉实验装置各部分的功能与作用；2）打开通气阀，保持液面与大气相通。
观测比较水箱液面为大气压强时各测压管液面高度；3）液面增压。
关闭通气阀、放水阀、截止阀，用打气球给液面加压，读取各测压管液面高度，计算液面下a、b、c各点压强及液面压强p；4）液面减压。
关闭通气阀，打开截止阀，放水阀放出一定水量后，读取各测压管液面高度，计算液面下a、b、c各点压强及液面压强p。
6.实验成果实验测定与计算值如下内容：00p=，a、b、c各测压管与U型测压管液面标高∇、压强水头pγ、测压管水头pzγ+；00p>，a、b、c各测压管与U型测压管液面标高∇、压强水头pγ、测压管水头pzγ+；00p<，a、b、c各测压管与U型测压管液面标高∇、压强水头pγ、测压管水头pzγ+；填入表1中。
流体力学实验指导书讲解
《流体力学》实验指导书1.实验报告需要包括以下几个方面的内容：1、实验名称、学生姓名、班号、学号、组别和实验日期；2、实验目的和要求；3、实验原理；4、实验仪器、设备（含设备的构造）；5、实验步骤；6、注意事项；7、实验原始记录；8、实验结果的整理与分析。
数据的整理与分析包括：数据测量，数据分析及误差分析。
2.实验报告格式见附件1。
纸张A3,正反打印。
2实验报告内容参考资料见附件3.附件1二：实验操作部分湖北工业大学《流体力学》实验报告1：实验数据，表格及数据处理月日年学院：专业：2：实验操作过程（可用图表示）指导老师实验名称3：结论成绩学号组号班级姓名一：预习部分：实验目的1实验基本原理2: 四、实验步骤3：主要仪器设备（含必要的元器件，工具）一、实验目的及要求二、实验原理五、注意事项三、实验设六、实验成附件21.沿程水头损失1.1实验目的测量管流的沿程水头损失系数，绘制沿程水头损失系数与雷诺数的变化曲线，并与尼古拉兹曲线相比较。
1.2实验装置图1.1 沿程水头损失实验装置图1.1是本实验装置，它由水泵、实验管段、测压计组成。
流量的测量采用手工体积法，即将水接入量筒，用秒表记下接水时间，体积除以时间就得到流量。
现对各种装置介绍如下：1.供水器由离心泵、进水阀、分流阀组成。
离心式水泵将水输入实验管段。
分流阀的作用是控制水泵的出水压强，使之保持恒定。
如果水泵的压强较高，就必须开大分流阀，使实验段的流量、压强降低。
分流阀的开度如果合适，则测压管的液面保持合适的高度。
如果分流阀开度过小，实验段的压强就会很高，水柱就会冲出管口。
调试时，应时刻注意分流阀的开度，避免测压管的水柱冲出。
实验时，要合理调节分流阀和实验段的尾阀，才能得到合适的水流量。
2.实验管段为有机玻璃管道，管段的首、尾开设有测压管，用以测量管流的压差。
3.测压计：液柱式压差计由两支玻璃测压管1、2组成，其上部相接通，因而这种压差计实际上是π形管压差计。
流体力学实验指导书(DOC)
流体力学实验指导书与报告（第二集）动量定律实验毕托管测速实验文丘里流量计实验局部阻力实验孔口与管嘴实验静压传递自动扬水演示实验中国矿业大学能源与动力实验中心学生实验守则一、学生进入实验室必须遵守实验室规章制度，遵守课堂纪律，衣着整洁，保持安静，不得迟到早退，严禁喧哗、吸烟、吃零食和随地吐痰。
如有违犯，指导教师有权停止基实验。
二、实验课前，要认真阅读教材，作好实验预习，根据不同科目要求写出预习报告，明确实验目的、要求和注意事项。
三、实验课上必须专心听讲，服从指导教师的安排和指导，遵守操作规程，认真操作，正确读数，不得草率敷衍，拼凑数据。
四、预习报告和实验报告必须独自完成，不得互相抄袭。
五、因故缺课的学生，可向指导教师申请一次补做机会，不补做的，该试验以零分计算，作为总成绩的一部分，累计三次者，该课实验以不及格论处，不能参加该门课程的考试。
六、在使用大型精密仪器设备前，必须接受技术培训，经考核合格后方可使用，使用中要严格遵守操作规程，并详细填写使用记录。
七、爱护仪器设备，不准动用与本实验无关的仪器设备。
要节约水、电、试剂药品、元器件、材料等。
如发生仪器、设备损坏要及时向指导教师报告，属责任事故的，应按有关文件规定赔偿。
八、注意实验安全，遵守安全规定，防止人身和仪器设备事故发生。
一旦发生事故，要立即向指导教师报告，采取正确的应急措施，防止事故扩大，保护人身安全和财产安全。
重大事故要同时保护好现场，迅速向有关部门报告，事故后尽快写出书面报告交上级有关部门，不得隐瞒事实真相。
九、试验完毕要做好整理工作，将试剂、药品、工具、材料及公用仪器等放回原处。
洗刷器皿，清扫试验场地，切断电源、气源、水源，经指导教师检查合格后方可离开。
十、各类实验室可根据自身特点，制定出切实可行的实验守则，报经系(院)主管领导同意后执行，并送实验室管理科备案。
1984年5月制定2014年4月再修订中国矿业大学能源与动力实验中心动量定律实验一、实验目的要求1.验证不可压缩流体定常流的动量方程；2. 通过对流速、流量、出射角度、动量与动量矩等因素相关性的分析研讨，进一步掌握流体力学的动量守恒定理；3. 了解活塞式动量实验仪原理、构造，进一步启发与培养创造性思维的能力。
流体力学实验指导书
实验一 雷诺实验一、实验目的1、增加对两种流态的感性认识．2、掌握测雷诺数的方法．二、实验原理实际流体在同一边界条件下流动时，由于速度不同，产生不同的流动形态－层流和紊流 当流速较小时，液体质点做有条不紊的线状运动，彼此互不混杂，称这种流动状态为层流． 当流速增加到某一定数值后，液体质点在沿管轴方向运动过程中，互相混掺，呈杂乱无章的运动称此流为紊流．运动的流体，受惯性力和粘滞力的作用，当惯性力占主导地位时，一般为紊流．当粘滞力占主导地位时，一般呈现层流．不同的流动类型，具有不同的阻力规律．在层流时水头损失∆P ／γ与平均流速V 成正比，而在紊流时∆P ／γ则于V n 成正比例，其中指数值n 在.１.７５～２.０之间． 判别液体流动型态的准则是被称之为雷诺数的无因次数R еν/Re Vd =式中：Re ――雷诺数（无因次数） V ――液体断面平均速度（m ／s ） d －－管径 (m)ν――液体的运动粘度系数（㎡／s ）当ν/Re Vd =≤2000时为层流, Re ＞2000为紊流。
由于ρμν/= 所以 μρ/Re Vd =.μ――液体的动力粘度系数，单位是Pa.•s,即（Ｎ•s ／㎡）三、实验设备１、雷诺实验装置１套；２、量筒１个；３、温度计１支；４、秒表１块．四、实验步骤１、试验前的准备工作关闭泄水阀门Ｄ，打开进水阀Ｃ，并调节到整个试验过程中都有溢流水从溢流板溢流而过，以保证水箱中有稳定的水头．２、试验前的观察将阀门Ａ微微开启，同时微开阀门Ｂ，使颜色水与清水同时从玻璃管中流过，调节到颜色水呈一条细线．此时即为层流状态，然后再将阀门Ａ逐渐开大，直至颜色水纹线破碎，并将清水完全掺混，此时为紊流状态．３、由层流到紊流的测试＜１＞调节阀门Ａ，使流动成为层流状态．注意颜色水纹线应达到清晰稳定．＜２＞逐渐地缓缓开启阀门Ａ．同时注意玻璃管中段颜色水纹线的变化．当颜色水纹线开始破碎，分散成许多细线（偶尔出现集中的颜色水线）时，即表示已达到紊流状态，即上临界状态，此时立即停止开启阀门Ａ的工作．＜３＞待水流稳定后，则可用量筒和秒表，应用体积法测定管内流量Ｑ．＜４＞测定水的温度，以便查表确定水的运动粘性系数ν值．＜５＞将（２）至（４）步重复做三次４、由紊流到层流的测试＜１＞先将管中水流调节到紊流状态．＜２＞逐渐地缓缓关闭阀门Ａ，同时注意玻璃管中段水流状态的变化，当开始出现一条颜色线时，即表示已达到层流状态或者说已达到了下临界状态，立即关掉阀门Ａ的工作，并观察颜色水线是否连续稳定．＜３＞待颜色水纹线连续而稳定后，仍用体积法测算管中的流量Ｑ．＜４＞测定水温．＜５＞将（２）至（４）步重复做三次五、实验注意事项1、调节阀门Ａ时必须缓慢进行，并且在调节过程中阀门只允许往一个方向进行，中间不可逆转．2、为了避免玻璃管出口和入口对水流状态的影响，观察应以中段为准．3、在整个试验过程中要特别注意保持安静，以防环境对试验的干扰．六、实验报告1、对所测数据进行处理，求上临界雷诺数与下临界雷诺数所测数据如下：数据处理：分析误差产生原因：七、实验体会实验二 局部阻力损失测试实验一、实验目的1、 测定管路突然扩大局部阻力系数值，并与理论公式ξ=（D 2/d 2-1）2的计算值比较2、 通过本实验掌握一般局部阻力系数的测定。
流体力学实验指导书(2012.9.16)
实验一 能量转换实验一、实验目的1、熟悉流体在流动过程中各种能量和水头的概念及其转换关系，加深对伯努利方程的理解；2、观察流体流速随管径变化的规律。
二、实验原理1、总水头的分析:总水头为测压管水头与流速水头之和，任意两截面间的能量方程为21,2111222222--++=++f H gv g p Z g v g p Z ρρ 。
图一所示实验装置中，从实验可以观测到B 截面的总水头低于A 截面的总水头，这符合伯努利方程。
2、A 、B 截面间压强水头的分析：由于A 、B 两截面处于同一水平位置，B 截面面积比A 截面面积大。
所以B 截面处的流速比A 截面处小。
设流体从A 截面流到B 截面的水头损失为B A f H -,,在A 、B 两截面间列伯努利方程。
B A f BB B A A A H gv g p Z g v g p Z -+++=++,2222ρρ B A Z Z =B A f BA AB H gv g v g p g p ---=-,2222ρρ 即A 、B 两截面处的压强水头之差，决定于ggBA2222νν-和B A f H -，。
当ggBA2222νν-大于B A f H -，时，压强水头的增值为正，反之，压强水头的增值为负。
3、C 、D 截面间压强水头的分析：出口阀全开时，由于C 、D 截面积相等,所以C 、D 两截面处的流速相等，即流速水头相等；设流体从C 截面流到D 截面的水头损失为D C f H -, ，在C 、D 两截面间列伯努利方程。
D C f DD D C C C H gv g p Z g v g p Z -+++=++,2222ρρgv g v DC 2222=D C f D C CD H Z Z gp g p ---=-,ρρ 即C 、D 两截面压强水头之差，决定于)(D C Z Z -和D C f H -,。
当)(D C Z Z -大于D C f H -,时，压强水头的增值为正，反之，压强水头的增值为负。
流体力学实验指导书与报告
流体⼒学实验指导书与报告流体⼒学实验指导书与报告所在学院：地侧学院使⽤专业：安全⼯程2006.6实验⼀：压强、流速、流量测定实验⼀、压强测定试验知识点：静⼒学的基本⽅程；绝对压强；相对压强；测压管；差压计。
1.实验⽬的与意义1）验证静⼒学的基本⽅程；2）学会使⽤测压管与差压计的量测技能；3）灵活应⽤静⼒学的基本知识进⾏实际⼯程量测。
2.实验要求与测试内容1）熟练并能准确进⾏测压管的读数；2）控制与测定液⾯的绝对压强或相对压强； 3）验证静⼒学基本⽅程； 4）由等压⾯原理分析压差值。
3.实验原理1）重⼒作⽤下不可压缩流体静⼒学基本⽅程： pz c γ+=2）静压强分布规律：0p p h γ=+式中：z ——被测点相对于基准⾯的位置⾼度；p ——被测点的静⽔压强，⽤相对压强表⽰，以下同；0p ——⽔箱中液⾯压强；γ——液体容重；h ——被测点在液体中的淹没深度。
3）等压⾯原理：对于连续的同种介质，流体处于静⽌状态时，⽔平⾯即等压⾯。
4.实验仪器与元件实验仪器：测压管、U 型测压管、差压计仪器元件：打⽓球、通⽓阀、放⽔阀、截⽌阀、量杯流体介质：⽔、油、⽓实验装置如下图： 5.实验⽅法与步骤实验过程中基本操作步骤如下：1）熟悉实验装置各部分的功能与作⽤；2）打开通⽓阀，保持液⾯与⼤⽓相通。
观测⽐较⽔箱液⾯为⼤⽓压强时各测压管液⾯⾼度；3）液⾯增压。
关闭通⽓阀、放⽔阀、截⽌阀，⽤打⽓球给液⾯加压，读取各测压管液⾯⾼度，计算液⾯下a、b、c各点压强及液⾯压强p；4）液⾯减压。
关闭通⽓阀，打开截⽌阀，放⽔阀放出⼀定⽔量后，读取各测压管液⾯⾼度，计算液⾯下a、b、c各点压强及液⾯压强p。
6.实验成果实验测定与计算值如下内容：00p=，a、b、c各测压管与U型测压管液⾯标⾼?、压强⽔头pγ、测压管⽔头pzγ+；00p>，a、b、c各测压管与U型测压管液⾯标⾼?、压强⽔头pγ、测压管⽔头pzγ+；00p<，a、b、c各测压管与U型测压管液⾯标⾼?、压强⽔头pγ、测压管⽔头+；填⼊表1中。
流体力学实验指导书
第一节雷诺实验一、实验目的1．观察流体在管道中的两种流动状态；2．测定几种流速状态下的雷诺数，并学会用质量测流量Q方法；3．了解流态与雷诺数的关系，并验证下临界雷诺数Re cr= 2000。
二、实验设备流体力学综合实验台中，雷诺实验涉及的部分有高位水箱、雷诺实验管、阀门、颜料水（红墨水）盒及其控制阀门、上水阀、出水阀、水泵和计量水箱等，此外，还有秒表、水杯、电子称及温度计，如图3-1-1所示。
进水1.稳压水箱2.颜色罐3.实验管4.计量水箱5. 水箱图3-1-1 雷诺实验装置三、实验原理层流和紊流的根本区别在于层流各流层间互不掺混，只存在粘性引起的各流层间的滑动摩擦力；紊流时则有大小不等的涡体动荡于各流层间。
当流速较小时，会出现分层有规则的流动状态即层流。
当流速增大到一定程度时，液体质点的运动轨迹是极不规则的，各部分流体互相剧烈掺混，就是紊流。
反之，实验时的流速由大变小，则上述观察到的流动现象以相反程序重演，但由紊流转变为层流的临界流速νcr小于由层流转变为紊流的临界流速νcr´。
称νcr´为上临界流速，νcr为下临界流速。
雷诺用实验说明流动状态不仅和流速ν有关，还和管径d、流体的动力粘滞系数µ、和密度ρ有关。
以上四个参数可组合成一个无因次数，叫做雷诺数，用Re表示。
Re ＝ρνd/µ＝νd／υ（3-1-1）对应于临界流速的雷诺数称临界雷诺数，用Re cr表示。
Re cr＝ρνcr d/µ＝2000 （3-1-2）工程上，假设流速时，流动处于紊流状态，这样，流态的判别条件是层流：Re＝ρνd/µ < 2000紊流：Re＝ρνd/µ > 2000四、实验步骤1．实验前准备工作首先，实验台的各个阀门置于关闭状态。
开启水泵，全开上水阀门，使水箱注满水，再调节上水阀门，使水箱的水位保持不变，并有少量流体溢流。
m，并作记录。
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《热工基础》课程课程编号：438121实验指导书主撰人：李艳黎娇爨璋瑜审核人：刘海力物理与信息工程系热能与动力工程专业教研室二○一二年四月前言实验总体目标: 掌握热工基本知识、热工实验方法和热工实验技能适用专业年级: 热能与动力工程；第三学期、第四学期实验课时分配: 36学时序号实验项目要求类型每组人数实验学时1 常用热工仪表的使用必验证2 22 空气定压比热测定实验必验证 2 23 二氮化碳PVT关系研究实验必验证 2 24 喷管特性实验必综合 2 45 雷诺和伯努利方程综合实验必验证 2 26 孔口与管嘴流量系数实验必综合 2 27 文丘里流量计及孔板流量计测定实验必综合 2 28 稳态法导热系数测量实验必研究 2 29 恒热流准稳态平板法测定材料热物性必研究 2 210 中温法向辐射时物体黑度测定实验必综合 2 211 空气横掠圆柱体时局部换热系数的测定实验必研究 2 413 换热器综合实验必综合 2 414 热电偶校验必研究 2 4 15毕托管测速实验必综合 2 2实验5 雷偌和伯努利方程综合实验A 雷诺实验 一、实验目的1、观察流体在不同流动状态时流动质点的运动规律。
2、观察流体由层流变为紊流及由紊流变为层流的过渡过程。
3、测定液体（水）在圆管中流动的临界雷诺数即下临界雷诺数，学会其测定的方法。
二、实验设备及要求本实验主要使用设备为：LBZ-1雷偌和伯努利方程综合实验台。
实验装置如图5-1所示。
放气阀回水管水箱及水泵调节器颜色罐恒定水箱测压板调节阀佰努力管雷诺管供水调节阀图1雷偌和伯努利方程综合实验装置示意图三、实验原理流体在管道中流动，有层流和紊流两种不同的流动状态，其阻力性质也不同。
在实验过程中，保持水箱的水位恒定，即水头H 不变。
如果管路中出水阀门开启较小，在管路中就有稳定的平均流速V ，微启红颜色水阀门，这时红色水与自来水同步在管路中沿轴线向前流动，红颜色水呈一条红色直线，其流体质点没有垂直于主流方向的横向运动，红色直线没有与周围的液体混杂，层次分明地在管路中流动。
此时，在流速较小而粘性较大和惯性力较小的情况下运动，为层流运动。
如果将出水阀门逐渐开大，管路中的红色直线出现脉动，流体质点还没有出现相互交换的现象，液体的流动呈临界状态。
如果将出水阀门继续开大，出现流体质点的横向脉动，使红色线完全扩散与自来水混合，此时流体的流动状态为紊流运动。
雷诺数就是表征流体流动特性的一个重要参数。
用Re 表示，有：υ/Re d V ⨯= （5-1）式中，V 为流速；d 为管路直径，d =27mm ；υ为水的运动粘性系数。
其中，流速V 有： A Q V /= （5-2） 式中，Q 为流量；A 为管路的横截面积，有4/2d A π=。
流量Q 用体积法可测出，即在Δt 时间内流入量筒中流体的体积V ∆。
t V Q ∆∆=/ （5-3）四、实验内容与步骤1、实验前的准备（1）打开进水阀门后，启动水泵，向恒水位水箱加水。
（2）在水箱的水位达到溢流水平，并保持一定的溢流。
（3）测量流体温度。
2、测定临界雷诺数cr Re（1）将实验管中的水流调到较小的流速，将普通钢笔水倒进颜色水盒。
开启下部小阀门，使颜色水从细管中流出，可此时，可看到实验观众的颜色水细流与管中的水流同步在直管中沿轴线向前流动，色液呈现一条细直流线，这说明在此流态下，流体的质点没有垂直于主流的横向流动，颜色水没有与周围的液体混杂，而是层次分明的向前流动。
此时的流体即为层流。
（若看不到这种现象，可再仔细调节上水阀门和尾部阀门，知道看到有色直线为止。
）（2）缓慢地逐渐开大出水阀门，可观察到有色流线开始出现脉动，但流体质点还没有达到相互交换的程度，即象征为流体流动状态开始转换的临界状态（上临界点），此时的流速即为上临界流速。
（3）继续开大阀门，会出现流体质点的横向脉动，色线与水全部混合，此时流态为湍流。
此后，缓慢地逐渐关小出水阀门，仔细观察试验管中的色液流动变化情况，当阀门关小到一定开度时，可看到试验管中色液出口处开始有有色脉动流线出现，但还没有达到转变为层流的状态，此时，即象征为湍流装变为层流的临界状态（下临界点）。
继续关小阀门，实验管中会再次出现细直色线，流体流态变为层流。
（4）测定此时的流量，用记录水箱测量出水流的流量体积。
重复三次，即可算出下临界雷诺数。
（5）将测试结果记入实验记录表中。
五、记录与计算表5-1 测试结果记录表 次数 V ∆（m 3）s tQ (m3/s)V (m/s)cr Re1 2 3水温= ℃； 运动粘性系数υ= m 2/s ； （查表见附表1）六、思考题1、实验时为什么要保持溢流状态？2、比较实测的临界雷诺数和工程上采的临界雷诺数，分析误差原因。
七、注意事项1、操作过程需要认真仔细，实验时需要相互配合，分工合作，观察与记录实验过程。
2、实验时要保持溢流状态。
B 、伯努利方程实验 一、实验目的1、观察流体流经实验管的能量转化情况，对现象进行分析，加深对能量方程的理解。
2、验证静压原理。
3、掌握一种测量流体流速的方法。
二、实验设备及要求本实验主要使用设备为：LBZ-1雷偌和伯努利方程综合实验台。
实验装置如图5-1所示。
三、实验原理与步骤1、验证静压原理启动水泵，等水罐满管道后，关闭两端阀门，这时观察能量方程实验管上各个测压管的液柱高度相同，因管内的水不流动没有流动损失，因此静止不可压缩均布重力流体中，任意点单位重量的位势能和压力势能之和保持不变，测点的高度和测点的前后位置无关。
2、伯努利方程实际流体都是有粘性的，在流动过程中由于磨擦而造成能量损失，能量方程变为：L h gr p Z g r p Z +++=++2222222111νν （5-6）其中能量损失L h 是由沿程损失f h 和局部损失m h 两部分组成。
3、观察和计算流体流经实验管中能量损失的情况过水断面的能量由位能、压能、动能三部分组成。
在实验管道各断面设置测压管和测速管，即可测出三种能量沿程变化的实际情况。
测压管中水位显示的是位能和压能之和，即能量方程中之前两项：rpZ +，即静压；测速管中水位显示的是位能、压能、动能之和，即能量方程中三项之和：gr p Z 22ν++，为全压。
全开阀门，观察总压沿着水流方向的下降情况，说明流体的总势能沿着流体的流动方向是减少的，改变给水阀门的开度，同时计量不同阀门开度下流量和相应的测压管液柱高度进行记录和计算。
实验在流体流动平稳的情况下，进行测压和流量的计量。
在不同的流量工况下进行测试，将测试的数据填入表中。
伯努利实验管工况点实验数据记录实验管内径d1= m ， 实验管内径d2= m ， 实验管内径d3= m 序号1 2 3 4 5 体积（cm 3） 时间 (s) 流量(cm 3/s)全压 静压 全压 静压 全压 静压 全压 静压 全压 静压 1 2 3 4 5 64、测量管内轴心处流体速度能量方程实验管上的每一组测压管都相当于一个皮托管，可测得管内任意一点的流体点速度，本实验台已将测压管开口位置设在能量方程实验管的轴心，故所测得动压为轴心处的，即最大速度。
皮托管求点速度公式： h g V P ∆=2 （5-4）求平均流速公式：AQV =（5-5） 根据以上公式计算某一工况各测点处的轴心速度和平均流速添入表格，可验证出连续性方程。
对于不可压缩流体稳定的流动，当流量一定时，管径粗的地方流速小，细的地方流速大。
将实验结果记录于表5-1。
表5-2 各测点处的参数记录项目序号1234点速度Vp（m/s）平均速度V（m/s）.管内径（mm）附表1标准大气下水的物理性质温度t/℃密度ρ/kg·m-3运动粘度υ×10-6/ m2·s-10 5 10 15 20 25 30 40 50 60 70 80 90 999.81000.0999.7999.1998.2997.0995.7992.2988.0983.2977.8971.8955.31.7851.5791.3061.1391.0030.8930.8000.6580.5530.4740.4130.3640.326实验6 孔口与管嘴流量系数实验一、实验目的1、观察典型孔口和管嘴自由出流的水力现象与圆柱管嘴的局部真空现象。
2、测定孔口、管嘴出流的各项系数：出流断面收缩系数ε，流量系数μ，流速系数ϕ和阻力系数ς。
二、实验设备及要求本实验主要使用设备为：KGZ-1孔口管嘴实验仪。
实验台由稳压水箱、计量水箱、供水箱、水泵等组成。
在实验设备的稳压水箱前侧壁上设置有两种形状的孔口以及圆柱管嘴与圆锥管嘴，箱内有溢流板以保持水头恒定，孔口和管嘴上安装门盖以控制出流。
三、实验原理1、孔口出流原理如图一所示，对/0.1d H <的小孔口，当为完全收缩时，由于水流惯性作用，在离孔口约/2d 的C —C 断面处，水流断面收缩到最小，该收缩断面c A 与孔口断面积A 的关系为c A A ε=。
ε称为收缩系数。
对水面1-1，收缩断面C-C 列能量方程式为：gv g v g p g v g p H c c c c 2222221110ςαραρ++=++ （6-1） 可（6-1）得：gVH c c 2)1(20ς+= （6-2）由（6-2）可得0211gH V cc ς+=（6-3）令11cϕζ=+ 则 02c V g H ϕ= （6-4） 式中：c V ——孔口出流断面上的流速（m/s ）。
ϕ ——孔口流速系数，根据实测，由于c ς=0.06，所以110.97110.06c ϕζ===++ 0H —— 孔口的作用水头（m ）孔口的出流量：02c c c Q AV A gH ϕ==，由于A A c ε=，即有 02gH A Q ϕε= （6-4）设μεϕ=, 则有：02Q A gH μ= （6-5）式中：Q ——孔口出流的流量。
μ——孔口的流量系数。
将以上各式进行反推，可得孔口出流的各项系数 流量系数：02gH A Q=μ收缩系数：AA c=ε 流速系数：εμϕ= 阻力系数：112-=ϕζ因此，测出Q 、H 、A 、Ac 。
即可求出各项系数。
2、管嘴出流原理如图二所示，当器壁较厚或孔口上加接短管并且器壁厚度或管长相当于孔口直径的3～4倍时，则称作管嘴，也叫做厚壁孔口。
这种出流现象称作管嘴出流。
管嘴出流的特点是，水股先在管内收形成真空，而后再逐渐扩张以至充满整个管嘴而流出。
它的局部损失，主要是管嘴入口处的局部阻力损失和水股收缩断面扩大的局部阻力损失，沿程损失忽略不计。
管嘴出流各项系数计算公式与孔口出流的型式完全一样。
但由于管嘴出口断面没有变化，即1=ε，ϕμ=。
管嘴出流各项系数计算公式如下：管嘴流量系数：02gH A Q=μ管嘴收缩系数：1=ε管嘴流速系数：μεμϕ== 管嘴阻力系数：112-=ϕζ四、实验内容与步骤一、记录实验仪器尺寸参数熟悉仪器，记录孔口直径孔口d 、管嘴直径管嘴d 和水头H 。