给排水1601班李朝宇水力学实验报告-孔口、管嘴出流实验
孔口与管嘴流量系数验证实验指导书
六、孔口与管嘴流量系数验证实验（一）实验目的1、了解孔口流动特征，测定孔口流速系数ϕ和流量系数μ。
2、了解管嘴内部压强分布特征，测定管嘴流量系数μ。
（二）实验原理当水流从孔口出流时，由于惯性的作用，水流在出孔口后有收缩现象，约在d 5.0处形成收缩断面c-c 。
收缩断面c-c 的面积c A 与孔口的面积A 的比值ε称为收缩系数。
应用能量方程可推得孔口流量计算公式如下gH A Q 2εϕ= 或 gH A Q 2μ=式中，ϕ为流速系数，μ为流量系数，H 为孔口中心点以上的作用水头。
已知收缩系数ε和流速系数ϕ或流量系数μ可求得孔口流量。
本实验将根据实测的流量等数据测定流速系数ϕ或流量系数μ。
当水流经管嘴出流时，由于管嘴内部的收缩断面处产生真空，等于增加了作用水头，使得管嘴的出流大于孔口出流。
应用能量方程可推得管嘴流量计算公式如下gH A Q n 2ϕ= 或 gH A Q n 2μ=式中，n ϕ为流速系数，n μ为流量系数，n n μϕ=，H 为管嘴中心点以上的作用水头。
已知流速系数n ϕ或流量系数n μ可求得管嘴流量。
本实验将根据实测的流量等数据测定流速系数n ϕ或流量系数n μ。
根据系统理论和实验研究各系数有下列数值 孔口 64.0~63.0=ε 98.0~97.0=ϕ 62.0~60.0=μ 管嘴82.0==n n μϕ由于收缩断面位置不易确定，以及观测误差等原因，本实验设备所测的数据只能逼近上述数据。
（三）实验设备实验设备与各部分名称如图(7)所示。
图（7） 孔口管嘴实验仪（四）实验步骤1、熟悉仪器，记录孔口直径孔口d 和管嘴直径管嘴d ，记录孔口中心位置高程孔口∇和水箱液面高程液面∇。
2、启动抽水机，打开进水开关，使水进入水箱，并使水箱保持溢流，使水位恒定。
3、关闭孔口和管嘴，观测与管嘴相连的压差计液面是否与水箱水面齐平。
若不平，则需排气调平。
4、打开管嘴，使其出流，压差计液面将改变，当流动稳定后，记录压差计各测压管液面，用体积法测量流量。
孔口与管嘴出流实验报告doc
孔口与管嘴出流实验报告篇一：流体力学孔口管嘴出流实验报告《流体力学》实验报告篇二：孔口与管嘴出流实验孔口与管嘴出流实验摘要：本实验通过通过对不同管嘴与孔口的流量系数测量分析，了解进口形状对出流能力的影响及相关水力要素对孔口出流能力的影响，并且掌握孔口与管嘴出流的流速系数?、流量系数?、侧收缩系数?、局部阻力系数?的量测技能。
前言：管嘴和孔口的出流流体的形态,一直引起有关研究者的兴趣,文献[1～5]综述了这方面的工作。
早在17世纪就有人开始研究,包括Bernouli,Reynolds,Barres等等许多人均在此领域有所建树,涉及流体形态特征、孔口与出流形态的影响,出流形态的显示方法等。
到本世纪90年代,李文平等人[6]考察了垂直矩形薄壁孔射流轮廓的变化,指出射流的断面形状在流体的不同位置呈现不同的形态。
射流轮廓由孔口处的规则矩形,随出流距离的增加发生有规律的收缩,到一定程度转换为一个近似的十字架形态,其长短轴分别为垂直取向和水平取向。
在研究范围内,除了非完全收缩区外其它水面线均与孔口宽高比、模型尺寸无关。
Hager[1]用摄像法记录扁矩形孔射流的出流形态,发现矩形长边垂直设置的孔口出流,流体上缘首先收缩,向侧面扩展,最后包覆流体的下部,呈现美丽的伞形;而水平设置的孔口出流的边缘,随出流距离的增加,持续发生横向收缩,其边缘增厚。
槐文信等人[7]研究了双孔平面射流的吸附现象。
根据两股流体间存在的相互吸附效应(Coanda效应),两股流体之间被卷吸的流体得不到补充或补充不足,则相互吸引汇成一股射流。
研究指出,在两孔平面射流之间的补充流体小于其卷吸量,其内缘因此效应发生相互吸附,从而汇成一股射流。
实验装置本实验装置如图9.1所示。
测压管12和标尺11用于测量水箱水位、孔口管嘴的位置高程及直角进口管嘴2#的真空度。
防溅板8用于管嘴的转换操作，当某一管嘴实验结束时，将旋板旋至进口截断水流，再用橡皮塞封口；当需开启时，先用旋板档水，再打开橡皮塞。
水力学实验(下)_给排水与港航
h-水流深度； q-单宽流量， q Q-总流量； b-渠道的宽度； hc-断面形心处水深。
对于闸下出流的水跃现象，应用断面单位能量和动量原理。 在闸下的收缩断面发生水跃
Q b
( h1 ) ( h 2 )
h2 h h1 h (1 8Fr12 1) 1 (1 8( c ) 3 1) 2 2 h1
9.5( Fr1 1)h1 Lj [8.4( Fr 9) 76]h 1 1
或 或
1.7 Fr 9.0
9.0 Fr 16
L j 10.8h1 ( Fr1 1) 0.93
L j 2.5(0.9h2 )
(H.H.巴甫洛夫斯基经验公式)
3.坡度测量：
水槽在中间转折处将槽身分为两段，每段上均装有水准泡。测定前段Ⅰ的坡度时，先 将Ⅰ调至水平位置，量测测坡点Ⅰ（一般选择槽壁最高点）至平台的距离 1，调至所需坡 度后再量测测坡点至平台的距离 2 则前段的坡度：
i1
1 2 L1
后段Ⅱ的坡度 i 2 的量测方法同前，不再重复。
五、注意事项
1、 由于临界水跃现象很不稳定， 特别是跃后水面波动较大， 量测时应同时确定水跃的跃前 、 跃后断面的位置，并迅速量测。 2、 同一断面上水深会有不同的深度， 实测水深时， 一般沿水槽中心线测量数次取平均值。
六、思考题
1、 在一定流量下， 调节尾门使水跃推前或移后， 分析这种变动对水跃长度和水跃高度有何 影 响。 2、当尾阀一定，改变流量时，跃长和共轭水深如何改变?为什么? 3、试分析远离水跃、临界水跃与淹没水跃，哪种消能率高且冲刷距离短?
土木工程基础实验（试用）
水力学（下） 实验指导讲义、实验报告
水力学实验报告 (2)
水力学实验指导书及实验报告专业班级学号姓名河北农业大学城建学院目录实验（一）伯努利方程实验............................................................ - 2 -实验（二）动量定律实验................................................................ - 5 -实验（三）文丘里实验.................................................................... - 9 -实验（四）孔口与管嘴出流实验.................................................. - 11 -实验（五）雷诺实验...................................................................... - 13 -实验（六）沿程水头损失实验...................................................... - 15 -实验（七）局部阻力损失实验...................................................... - 18 -实验（一）伯努利方程实验一、实验目的1.观察流体流经能量方程试验管的能量转化情况，对实验中出现的动水水力现象进行分析，加深对能量方程的理解；2.掌握一种测量流体流速的原理：3.验证静压原理。
二、实验原理在恒定总流实验管内，沿水流方向的任一断面i（实验管的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ见图1），可写22从静压管的读数算出hw图２伯努利方程实验仪结构示意图1.水箱及潜水泵；2.上水管；3.电源；4.溢流管；5.整流栅；6.溢流板；7.定压水箱；8.实验细管；9. 实验粗管；10.测压管；11.调节阀；12.接水箱，计量水箱；13.量杯{自备}；14.回水管；15.实验桌。
水力学 第6章孔口、管嘴出流和有压管路
当v1 = 0时
H=
g
α 2υ22
2g
+ h f 1− 2 + ∑ h j
由于
α 2 v2 2
2g
+ ∑ h j << h f 1− 2
4Q v= 2 πd
l v2 8λ 故H = h f = λ = lQ 2 = SlQ 2 d 2 g gπ 2 d 5
H = h f = SlQ
2
比阻
管道出口中心到上游水位的高差，全部消 管道出口中心到上游水位的高差， 耗于管道的沿程水头损失。 耗于管道的沿程水头损失。 比阻:单位流量通过单位长度管道所需要的水头， 比阻 单位流量通过单位长度管道所需要的水头， 单位流量通过单位长度管道所需要的水头 与ʎ和d有关 有关 旧铸铁管和旧钢管，用舍维列夫公式可求S 旧铸铁管和旧钢管，用舍维列夫公式可求
0.001736 S= ( v < 1 .2 m / s ) 5.3 d
8λ 0.3 0.001736 S = 0.852 × (1 + ) ( )(v ≥ 1.2m / s ) 2 5 5.3 gπ d d
也可用谢才公式求比阻
v = C RJ 2 2 v Q 2 H = h f = Jl = 2 l = 2 2 l = SlQ C R C RA
3）小孔口的收缩系数及流量系数
实验证明，不同形状小孔口的流量 系数差别不大，但孔口边缘情况对 收缩系数会有影响，薄壁孔口的收 缩系数ε最小，圆边孔口收缩系数 ε较大，甚至等于1。孔口在壁面上 薄壁小孔口各项系数 收缩系数ε 阻力系数ζ 流速系数φ 流量系数μ 的位置，对收缩系数ε有直接影响 ，不完 0.64 0.06 0.62 善收缩孔口的流量系数0.97 c大于完善收缩的 μ 流量系数μ。
孔口与管嘴出流实验
实验八孔口与管嘴出流实验一、实验目的1、掌握测定薄壁孔口与管嘴出流的断面收缩系数ε、流量系数μ、流速系数φ、局部阻力系数ξ的测量方法；2、观察各种典型孔口及管嘴自由出流的水力现象，并通过对不同管嘴与孔口的流量系数测量分析，了解进口形状对过流能力的影响，及相关水力要素对孔口出流能力的影响。
二、实验原理在盛有液体的容器侧壁上开一小孔，液体质点在一定水头作用下，从各个方向流向孔口，并以射流状态流出，由于水流惯性作用，在流经孔口后，断面发生收缩现象，在离孔口1/2直径的地方达到最小值，形成收缩断面。
若在孔口上装一段L=(3-4)d的短管，此时水流的出流现象便为典型的管嘴出流。
当液流经过管嘴时，在管嘴进口处，液流仍有收缩现象，使收缩断面的流速大于出口流速。
因此管嘴收缩断面处的动水压强必小于大气压强，在管嘴内形成真空，其真空度约为h v=0.75H0，真空度的存在相当于提高了管嘴的作用水头。
因此，管嘴的过水能力比相同尺寸和作用水头的孔口大32%。
在恒定流条件下，应用能量方程可得孔口与管嘴自由出流方程：Q=φεA(2gH0)1/2 =μA(2gH0)1/2流量系数μ=Q/[A(2gH0)1/2]收缩系数ε=A c/A=d2c/d2流速系数φ=V c/(2gH0)1/2=μ/ε=1/(1+ξ)1/2阻力系数ξ=1/φ2-1三、实验设备图8-1 孔口与管嘴实验装置图1、自循环供水器；2、实验台；3、可控硅无级调速器；4、恒压水箱；5、供水管；6、回水管；7、孔口管嘴：(A-A图内小字标号1#为喇叭进口管嘴，2#为直角进口管嘴，3#为锥形管嘴，4#为孔口)；8、防溅旋板；9、测量孔口射流收缩直径的移动触头；10、回水槽；11、标尺；12、测压管。
四、实验步骤1、记录实验常数，各孔口管嘴用橡皮塞塞紧。
2、打开调速器开关，使恒压水箱充水，至溢流后，再打开1#圆角管嘴，待水面稳定后，测定水箱水面高程标尺读数H 1，用体积法(或重量法)测定流量Q(要求重复测量三次，时间尽量长些，要在15秒以上，以求准确)，测量完毕，先旋转水箱内的旋板，将1#管嘴进口盖好，再塞紧橡皮塞。
流力实验实验十一孔口与管嘴出流实验
实验十一孔口与管嘴出流实验一、实验目的1.量测孔口与管嘴出流的流速系数、流量系数、侧收缩系数局部阻力系数及圆柱形管嘴内的局部真空度。
2.分析圆柱形管嘴的进口形状（圆角和直角）对出流能力的影响及孔口与管嘴过流能力不同的原因。
二、实验装置图二孔口、管嘴结构剖面图三、实验原理在恒压水头下发生自由出流时孔口管嘴的有关公式为:实验测得上游恒压水位及各孔口、管嘴的过流量，利用以上5个公式，从而得出不同形状断面的孔口、管嘴在恒压、自由出流状态下的各水力系数。
根据理论分析，直角进口圆柱形外管嘴收缩断面处的真空度为hv = Pv/ρg = 0.75H本实验装置可实测出直角进口圆柱形外管嘴收缩断面处的真空度，打开直角进口管嘴射流，即可观测到，测管处水柱迅速降低，hv = 0.6 ~ 0.7H。
说明直角进口管嘴在进口处产生较大真空。
但与经验值0.75H。
相比，真空度偏小，其原因主要是有机玻璃材料的直角进口锐缘难以达到象金属材料那样的强度。
观察孔口及各管嘴出流水柱的流股形态：打开各孔口管嘴，使其出流，观察各孔口及管嘴水流的流股形态，因各种孔口、管嘴的形状不同，过流阻力也不同，从而导致了各孔口管嘴出流的流股形态也不同：圆角管嘴出流水柱为光滑圆柱，直角管嘴为圆柱形麻花状扭变，圆锥管嘴为光滑圆柱，孔口则为具有侧收缩的光滑圆柱；圆锥管嘴虽亦属直角进口，但因进口直径渐小，不易产生分离，其侧收缩断面面积接近出口面积（µ值以出口面积计），故侧收缩并不明显影响过流能力。
另外，从流股形态看，横向脉动亦不明显，说明渐缩管对流态有稳定作用（工程或实验中，为了提高工作段水流的稳定性，往往在工作段前加一渐缩段，正是利用渐缩的这一水力特性）。
能量损失小，因此其µ值与圆角管嘴相近。
观察孔口出流在d/H > 0.1时与在d/H < 0.1时侧收缩情况：开大流量，使上游水位升高，使d/H < 0.1，测量相应状况下收缩断面直径dc;再关小流量，上游水头降低，使d/H > 0.1，测量此时的收缩断面直径d c’的值，可发现当d/H > 0.1时d c’增大，并接近于孔径d，这叫作不完全收缩，此时由实验测知，µ也增大，可达0.7左右。
水力学与泵站实验—孔口管嘴出流实验
《流体力学、泵与泵站综合实验》实验报告开课实验室：流体力学实验室 年 月 日 课程 名称 流体力学与水泵综合实验实验项目 名 称孔口管嘴出流实验成绩教师评语教师签名：年 月 日一、实验目的1.掌握均匀流的压强分布规律一斤非均匀流的压强分布特点。
2.验证不可压缩流体恒定流动中各种能量间的相互转换。
3.学会使用测压管与测速管测量压强水头，流速水头与总水头值。
4.理解毕托管测速原理。
二、实验原理实际流体在流动过程中除遵循质量守恒原理外，必须遵守动能定理。
质量守恒原理在一维总流中的应用为总流的连续性方程，动能定理在一维总流中的应用为能量方程。
他们分别如下：Q 1=Q i =v 1A 1=v i A iiw i i i h gv p z g v p z -+++=++12)(2)(22111αγαγ对于某断面而言，测压管水头等于该断面的总水头减去其流速水头。
即:Z + =H-同样，断面平均流速也可以用总水头减去断面的测压管水头得到： = H-(z+)六、实验结果及分析50035022003 4 5（6）9 1012 1315（14）16（17）18 0190 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 按文丘里流量计计算的流量大于实际流量。
实验分析与讨论1 均匀流断面的测压管水头与压强分布与非均匀流断面测压管水头与压强分布不同。
2 实际流体的测压管水头不能沿程升高，总水头沿程降低。
流速不沿程减少。
3 毕托管测定流速不准确，因为测得的是中心流速而不是断面平均流速。
4用测压管测测压管水头再用毕托管测总水头差值为流速水头即可由此算得流速5 3到10产生沿程水头损失，10到13以及13到15产生局部水头损失。
利用毕托管之间的差值确定。
水力学孔口管嘴出流和有压管流
v2 2g
2
i
v2 2g
(
l d
i
)
v 2
2
g
then
:
z0＝(
l d
i
v2 )
2g
(
l d
i
v2 )
2g
α0v02 2g
0
1
z v0
α2v 2 2g
v
2 z0 0
v2≈0 v2
1v 2gz0
(
1
2
)
(
l d
i
)
Q vA c A 2gz0 ( c )
When : 0v0 2 0,then
2g
Q vA c A 2gz
α0v02 2g
0
1
z v0
α2v 2 2g
v
1
When : 0v0 2 0,then
2g
Q vA c A 2gz
2 z0 0 v2≈0
2
比较自由出流的流量系数和淹没出流的流量 系数，两者表达式不同，但数值相等。
当虹吸管内压强接近该温度下的汽化压强时，液体 将产生汽化，破坏水流连续性，可能产生空蚀破坏， 故一般虹吸管中的真空值7～8mH2O。
例: 有一渠道用两根直径为1.0m的混凝土虹吸管来跨 越山丘， 渠道上游水位为▽1＝100.0m，下游水位为▽2 ＝99.0m，虹吸管长度l1 = 8m, l2= 15m, l3 = 15m，中间 有60°的折弯两个，每个弯头的局部水头损失系数为 0.365，若进口局部水头损失系数为0.5；出口局部水头 损失系数为1.0。试确定：
流力实验报告
大连理工大学本科实验报告课程院系姓名专业班级学号实验一：孔口与管嘴流出实验一、实验目的：二、实验原理：五、实验数据记录及处理：1、有关常数：圆角管嘴D1= cm；直角管嘴D2= cm；出口高度读数Z1=Z2= cm；圆锥管嘴D3= cm；孔口D4= cm；出口高度读数Z3=Z4= cm；2、整理记录及计算表格：四、实验分析与讨论：1、结合观测不同类型管嘴的孔口出流的流股特征，分析流量系数不同的原因及增大过流能力的途径。
2、观察D/H>0.1时，孔口出流的侧收缩率较D/H<0.1时有何不同。
实验二：不可压缩流体恒定流动量定律实验一、实验目的：二、实验原理：三、实验数据记录和处理：2、有关常数记录。
管嘴内径d= cm；活塞直径D= cm。
3、取某一流量，会出脱离体图，并阐明分析计算过程。
四、实验分析与讨论：1、实测β1（平均动量修正系数）与公认值（β=1.02~1.05）是否相符？如不符合，试分析原因。
2、带翼片的平板在射流作用下获得力矩，这对分析射流冲击无翼片的平板沿x方向的动量方程是否有影响？为什么？3、若通过细导水管的分流，其出流角度与v2相同，对以上受力分析有无影响？4、滑动摩擦力fx为什么可以忽略不计？使用实验来分析验证fx的大小，记录观察结果。
5、V2x若不为零，会对实验结果带来什么影响？试结合实验步骤7的结果予以说明。
实验三：局部水头损失实验一、实验目的与要求：二、实验原理：三、实验数据记录及计算：1、记录，计算有关常数：2、整理记录、计算表。
表1 记录表：表2 计算表3、将实测ζ值与理论值（突扩）或公认值（突缩）比较。
四、实验分析与讨论：1、结合试验结果，分析比较突扩与突缩在相应条件下的局部损失大小关系。
2、结和流动仪演示的水里现象，分析局部阻力损失机理。
产生突扩与突缩局部阻力损失的主要部位在哪里？怎样减小局部阻力损失？3、现备有一段长度及连接方式与调节阀相同，内径与实验管道相同的直管段，如何用两点法测量阀门的局部阻力系数？实验四：毕托管测速试验一、实验目的和要求：二、实验原理：三、实验数据记录及计算：四、实验分析与讨论：1、利用测压管测量点压强时，为什么要排气？怎样检验是否排净？2、毕托管的压头差△h和管嘴上、下游水位差△H之间的大小关系怎样？为什么？3、所测的流速系数φ说明了什么？4、据激光测速仪检测，距孔口2~3cm轴心处，其点流速系数φ为0.996，试问本实验的毕托管精度如何？如何率定毕托管的校正系数c？5、普朗特毕托管的测速范围为0.2~2m/s，流速过小过大都不宜采用，为什么？另，测速是要求探头对正水流方向（轴向安装偏差不大于10度），试说明其原因。
孔口、管嘴实验
二、设备外形图：
管 嘴 稳水箱 测压管
计量水槽 水箱、水泵
三、 实验原理 1、孔口出流：d／H <0.1 的小孔口，当为完全收缩时，由于水流惯性 作用，在离孔口约 d ／2 的断面处，水股断面收缩到最小，该收 Ac 缩断面 与孔口断面面积 A 的关系为 Ac= ξc A ，即 ξc=Ac／A，ξc 称为收缩系数。 对水面，收缩断面列能量方程式，可得 H o=(1+ζ c ) Vc／2g 由此得 V c= 1／ 1 ζc 令ψ = 1／ 1 ζc ， × 2gHo 则 Vc =ψ 2gHo
式中：ζ c —阻力系数，ζ c =0.06； Vc —孔口出流断面上的流速（m/s） ； ψ —孔口流速系数； Ho —孔口的作用水头（m） 。 孔口的出流量 Q = AcVc = Acψ 2gHo =ξAψ 2gHo 设ξ ㎜ = μ， 则 Q = μA 2gHo 式中：Q—孔口出流的流量； μ —孔口的流量系数。 2、管嘴出流：当器壁较厚或孔口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，在管嘴内存在一个收缩断面 ，液流在随后扩大 时，将出现旋涡区，常称这种收缩为内部收缩。我们对水面 与管嘴 出口断面处列能量方程得： H o=(1+ζ) V22 /2g 由此得管嘴出流的流速: V =V2 = 1/ 式中：ξ —阻力系数，ξ =0.5； V —管嘴出流的流速（m/s） ； Ho —管嘴的作用水头（m） ； ψ —管嘴的流速系数。
五、实验数据 孔口 d = 0.8 类型 Ac (m2 ) 孔口 cm，管嘴 d = 0.8 A ( m2) ξ
实验8 孔口管咀流量系数实验
实验八 孔口管嘴流量系数试验1实验目的和要求1.观测孔口及管嘴自由出流的水流现象，以及圆柱形管嘴内的局部真空现象。
2.测定薄壁圆形孔口及管嘴自由出流的流量系数μ2孔口管嘴出流流量系数实验的原理水流经过孔口流出的流动现象称为孔口出流；在孔口上连接长3～4倍的短管，水流经过短管并在出口断面满管流动的水流现象称为管嘴出流。
孔口和管嘴主要用来控制液流和量测流量。
给排水工程中的各类取水、液压传动中的阀门、气化器、喷射器以及某些量测流量的设备等都属于孔口出流。
在水力采煤、水力挖掘、消防等设备中使用的水枪、水力冲土机、消火龙头、水力冲刷机及冲击式水轮机等都属于管嘴出流。
2.1孔口出流的分类根据孔口的的出流条件，孔口出流可以分为以下几种类型：1.从出流的下游条件看，孔口出流可分为自由出流和淹没出流。
出流水股射入大气中称为自由出流，下游水面淹没孔口时称为淹没出流。
2.从射流速度的均匀性看，分为小孔口出流和大孔口出流。
孔口各点的流速可认为是常数时称为小孔口出流，否则称为大孔口出流。
一般认为孔口高度H e 1.0≤时为小孔口出流，这时，作用与孔口断面上各点的水头可近视认为与形心处的水头相等。
若H e 1.0>时，则称为大孔口出流，作用于大孔口的上部和下部的水头有明显的差别。
3.按孔口作用水头是否稳定分为常水头孔口出流和变水头孔口出流。
4.按孔壁厚度及形状对出流的影响分为薄壁孔口和厚壁孔口出流。
若孔口具有锐缘，流体与孔壁几乎只有周线上接触，孔壁厚度不影响射流形状时，称为薄壁孔口出流，反之，称为厚壁孔口出流。
当孔壁厚度δ达到孔口高度的3~4倍时，出流充满孔壁的全部周界，此时便是管嘴出流。
2.2恒定流圆形薄壁小孔口出流的流量系数当孔口直径H d 1.0≤时称为圆形薄壁小孔口出流。
当液体从孔口流出时，由于水流的惯性作用，流线不是折线而只能是一条光滑的曲线，因此在孔口断面上各流线互不平行，而是水流在出口后继续形成收缩，在距离孔口约0.5d 处水股断面完全收缩到最小，该断面称为收缩断面c-c 。
流体力学实验报告
实验目的1.掌握用液式测压及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，加深对位置水头，压力水头和测压管水头的理解。
3.观察真空度（负压）的生产过程，进一步加深对真空度的理解。
4.测量油的相对密度。
5.通过对诸多流体静力学现象的实验分析，进一步提高解决静力学实际问题的能力。
实验环境常温室内实验注意事项1.用打气球加压，减压需缓慢，以防液体溢出及油滴吸附在管壁上。
打气后务必关闭加压气球下端的阀门，以防漏气。
2.在实验过程中，装置的气密性要求保持良好。
实验步骤1.了解仪器的组成及其用法，包括：（1）各阀门的开关。
（2）加压的方法：关闭所有阀门，然后用打气球充气。
（3）减压方法：开启筒底减压放水阀们11放水（4）检查仪器是否密封：加压后检查测压管1,2,8的夜面高程是否恒定。
若下降，则查明原因并加以处理。
2.记录仪器编号及各常数。
3.进行实验操作，记录并处理数据。
完成表1-1及表1-2。
4.量测点静压强。
（1）打开通气阀4（此时po=0），记录水箱液面高标▽0和测压管的液面标高▽H（此时▽o=▽H）（2）打开通气阀4及截止阀7，用打气球加压使po>0,测记▽o及▽H。
（3）打开减压放水阀11，使p o<0(要求其中一次p B<0,即▽H<▽B),测记▽0及▽H。
5.测出测压管6插入水杯中水的深度。
6.测定油的相对密度do。
（1）开启通气阀4，测记▽0.（2）关闭通气阀4，用打气球加压（p o>0）,|微调放气螺母使U型管中水面与液面齐平，测记▽0及▽H（此过程反复进行3次）。
（3）打开通气阀4，待液面稳定后，关闭所有阀门，然后开启减压放水阀11降压（po<0），使U型管中水面与油面相齐平，测记▽0及▽H（此过程反复进行3次）。
实验结论与数据实验心得通过这次试验，让我更深刻的体会到了流体静力学的奥妙，也验证了流体在重力作用下的平衡作用，很好的将基本理论与实验联系起来，也对相关公式有了更深的理解，更再次体会到了团队合作的重要性。
自循环孔口管嘴实验仪-实验报告
1孔口管嘴实验仪实验人 XXX 合作者 XXX XX 年XX 月XX 日一、 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、管嘴自由出流的收缩系数ε，流量系数μ，流速系数ϕ和阻力系数ζ。
二、 实验设备实验台由稳压水箱、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，箱前壁装有旋板，实验时更换出流能防止飞溅；孔口和管嘴上安装门盖更换出流。
在圆柱形管嘴收缩断面处设测压管以观察真空现象并测量真空值。
出水水股由活动的触头进行测量。
在标尺上可读出水箱水位，孔口管嘴的位置高程，及圆柱管嘴的真空度。
流量测量采用体积法，由计量水箱计量。
秒表由用户自备。
三、 实验原理1. 孔口出流：（见图一）对d/H<0.1的小孔口，当为完全收缩时，由于水流惯性作用，在离孔口约d/2的C —C 断面处，水股断面收缩到最小，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。
图一对水面1-1，收缩断面C-C 列能量方程式，可得20(1)2c c H gνζ=+由此得c ν=令ϕ=则 c V =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0.06c ζ=，所以0.97ϕ=== 0H —— 孔口的作用水头（m ）孔口的出流量c c c Q AV A ==即 Q εϕ=设εϕμ= 则Q μ=式中： Q ——孔口出流的流量μ——孔口的流量系数。
根据实测对于圆形薄壁小孔口=0.64ε，0.97ϕ=，所以0.62μ=2. 管嘴出流：（见图二），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。
在管嘴内存在一个收缩断面C ——C ，液流在随后扩大时，将出现旋涡区，常称这种收缩为内部收缩。
流体力学孔口管嘴出流实验分析报告
2、实验原理
三、使用仪器、材料
实验仪器：孔口与管嘴出流实验仪
仪器元件：自循环供水器、实验台、无级调速器、水箱、溢流板、稳水孔板、孔口、管嘴、挡水旋板、移动触头、上回水槽、标尺、测压管、接水盒、回水管等。
流体介质：水、气，实验装置如图：
四、实验步骤
1、记录参数d1=1.20cm,d2=1.20cm,d3=1.20cm,d4=1.20cm;z1=z2=19cm,z3=z4=12cm。
2、通电充水逐一打开1-4#孔口管嘴，待液面稳定后分别测记H、Q。
3、用游标卡尺测读孔口收缩断面处直径d。
4、关闭电源，将仪器恢复到实验前状态。
5、实验过程原始记录(数据、图表、计算
／
／
／
0.972
收缩断面Ac/cm2
／
／
／
0.742
收缩系数
1.0
1.0
1.0
0.66
流速系数
0.93
0.85
0.97
0.95
阻力系数
0.16
0.38
0.06
0.11
流股形态
光滑水柱、无收缩
不光滑、紊乱水柱
光滑水柱
扭变光滑水柱、侧收缩
六、结果及分析
1、分析孔口出流与管嘴出流量系数的影响因素。
孔口的流量系数：1、孔口的形状：不同形状的孔口，其出流时的局部阻力和断面收缩情况有所不同，从而影响的大小。但对于小孔口，孔口的形状对流量系数的影响不大。2、孔口的边缘情况：厚壁孔口出流与薄壁孔口出流的差别在于收缩系数和边壁性质有关，孔边修圆后，收缩减小，收缩系数和流量系数增大。3、孔口离容器边界的距离：边壁的整流作用会影响收缩系数进而影响流量系数。
孔口与管嘴出流实验
水位读数，真空测压管读数并记录，重复以上动作并记录。然后关闭圆柱管嘴。
4. 打开流线管嘴塞子,保持少量溢流,关闭量水箱阀门,调节初水位h1到 2.5cm 处，并记录，将接水器置于管嘴出口 处，同时按秒表，当水位达到 23cm 左右时，将接水器快速移离管嘴同时按下秒表，然后记录秒表读数，量水箱
水位读数，重复以上动作并记录，然后打开圆柱管嘴。观察两种管嘴的流动。最后关闭所有管嘴。
水力学及流体力学实验仪系列产品
孔口与管嘴出流实验
河北展博教学仪器设备有限公司
1
(一)、实验目的 1．测量计算孔口与管嘴出流的流速系数ф、流量系数µ、收缩系数ε。
2．观察典型孔口与管嘴出流的流动特征。 （二）实验段简图
1-水泵 2-溢流管 3-供水箱 4-水位测压管 5-真空测压管 6-1-圆柱管嘴 6-2-流线管嘴 6-3-园边孔口 6-4-薄壁孔 口 7-接水器 8-量水箱 9-存水箱 10-进水阀
表1
常数 直径 d
分类 ㎜
薄壁孔口 10
园边孔口 10
圆柱管嘴 10
流线管嘴 10
2．测量记录与计算值 （1）供水箱水位测压管读数 H= （2）圆柱管嘴真空测压管读数 h= （3）薄壁孔口的收缩直径 d=
cm (作用水头) cm cm
3
表2 分类 测次
薄壁 1
孔口
2
园边 1
孔口
2
圆柱 1
管嘴
2
流线 1
管嘴
2
h1 ㎝
流量测量
h2 ㎝
Ts
Q实 ㎝3 s
系数的计算值
ф
µ
ε
4
制造商：河北展博教学仪器设备有限公司 公司地址：河北省涿州市建设路 111-21 号 服务电话：400 600 6832 公司官网：
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直角管嘴进口收缩断面处形成漩涡，水流横向脉动速度大，紊动强烈，故出流的流股呈麻花状；而圆角管嘴进口近乎流线形，不易产生漩涡，水流横向脉动速度小，紊动微弱，故出流的流股呈光滑圆柱。
1．准备熟悉实验装置，记录有关常数。
2．开启水泵。
3．打开园角管嘴，待水面稳定后，测记水箱水位，用体积法测定流量，测量完毕，先旋转水箱内的旋板，将园角管嘴进口盖好，再塞紧橡皮塞。
4．依照上法，打开直角管嘴，测记水箱水位和流量以及直角管嘴出流的真空度。
5．依照上法，打开圆锥形管嘴，测记水箱水位和流量。
二、小结、建议及体会
三、思考题
计算表
园角管嘴
直角管嘴
园锥管嘴
孔口
水头H0= Z0-Z(cm)
26
26
26
26
流量Q=V/T(mL/s)
239.9
209.5
239.4
156.1
面积A=πd2/4(cm2)
1.130
1.130
1.130
1.130
流量系数µ
0.939
0.82
0.937
0.611
真空度Hv= Z - H1(cm)
2．通过对不同管嘴与孔口的流量系数测量分析，了解进口形状对出流能力的影响。
二、实验原理
Q= εA =μA
流量系数μ=
收缩系数ε= =
流速系数 = = =
阻力系数ζ= -1
三、主要仪器设备及耗材
主要实验设备：自循环孔口、管嘴出流实验仪。
实验耗材：塑料管、调速器、电子弹簧秤、水桶、秒表等。
四、实验方法与步骤
实验课程名称：水力学A实验
实验项目名称
实验五孔口、管嘴出流实验
实验成绩
实验者
李朝宇
专业班级
给排水1601
组别
同组者
实验日期
2020年6月12日
一部分：实验预习报告（包括实验目的、意义，实验基本原理与方法，主要仪器设备及耗材，实验方案与技术路线等）
一、实验目的要求
1．掌握孔口、管嘴出流的流速系数、流量系数、收缩系数、局部阻力系数的量测技能；
—
19.5
—
—
收缩断面Ac=πdc2/4(cm2)
—
—
—
0.713
收缩系数ε=Ac/A
—
—
—
0.63
流速系数
0.939
0.82
0.937
0.97
阻力系数ζ
0.134
0.487
0.139
0.063
1.试分析相同直径、相同作用水头下圆柱形外管嘴流量比孔口大的原因。
比较孔口与管嘴出流，前者收缩断面在大气中，而后者收缩断面为真空区，真空高度达作用水头的0.75倍，相当于把孔口的作用水头增加了75%，这就是相同直径、相同作用水头下圆柱形外管嘴流量比孔口大的原因。
6．依照上法，打开孔口，测记水箱水位和流量，以及孔口收缩断面直径。
7．实验完毕，关闭水泵，清理实验桌面及场地。
第二部分：实验过程记录（可加页）（包括实验原始数据记录，实验现象记录，实验过程发现的问题等）
记录表
园角管嘴
直角管嘴
圆锥管嘴
孔口
出口直径d(cm)
1.2
1.2
1.2
1.2
出口中心高程Z (cm)Biblioteka 242424
24
水面读数Z0(cm)
50.0
50.0
50.0
50.0
体积V(mL)
4773.8
4168.8
4907.2
3138.0
时间T(s)
19.9
19.9
20.5
20.1
测管读数H1(cm)
—
4.5
—
—
收缩直径dc(cm)
—
—
—
0.952
教师签字__________
第三部分结果与讨论（可加页）
一、实验结果分析（包括数据处理、实验现象分析、影响因素讨论、综合分析和结论等）