实验流体力学-第三章流体力学实验设备简介
浙江大学实验报告(流体力学)
本科实验报告（流体力学）姓名：学院：系：专业：学号：指导教师：2019年12 月30 日实验报告课程名称：流体力学实验类型：验证性实验项目名称：(一)流体静力学综合型实验实验日期：2019 年11月13日一、实验目的和要求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.测定油的密度;4.通过对诸多流体静力学现象的实验观察分析,加深流体静力学基本概念理解,提高解决静力学实际问题的能力。
二、实验内容和原理1.在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程z + p/ρg = C 或p = p0 + ρgh式中:z——被测点相对基准面的位置高度;p——被测点的静水压强(用相对压强表示,以下同)p0——水箱中液面的表面压强;ρ——液体密度;h——被测点的液体深度。
2.油密度测量原理方法一：测定油的密度ρ0，简单的方法是利用实验装置的U型测压管8，再另备一根直尺进行直接测量。
实验时需打开通气阀4，使p0 =0。
若水的密度ρw为已知值，由等压面原理有ρ0/ρw = h1/H方法二：不另备测量尺，只利用测管2的自带标尺测量。
先用加压打气球5打气加压使U型测压管8中的水面与油水交界面齐平，有p01 =ρw gh1 = ρ0gH再打开减压放水阀11降压，使U型测压管8中的水面与油面齐平，有p02 = -ρw gh2 = ρ0gH-ρw gH联立两式则有ρ0/ρw = h1/(h1+h2)三、主要仪器设备图.1 流体静力学综合型实验装置图1. 测压管2. 带标尺测压管3. 连通管4. 通气阀5. 加压打气球6. 真空测压管7. 截止阀8. U型测压管9. 油柱10. 水柱11. 减压放水阀四、操作方法与实验步骤1.定性分析实验（1）测压管和连通管判定。
按测压管和连通管的定义,实验装置中管1、2、6、8都是测压管，当通气阀关闭时,管3无自由液面,是连通管。
(2)测压管高度、压强水头、位置水头和测压管水头判定。
《流体力学实验》课件
流体：具有流动性的物质，包括液体和气体 流体特性：流动性、压缩性、热传导性、表面张力等 流体分类：牛顿流体和非牛顿流体 流体力学：研究流体运动规律和流体与固体相互作用的学科
流体静力学基本概念：研究流体在静止状态下的力学性质 流体静压力：流体在静止状态下的压力 流体静压力分布：流体在静止状态下的压力分布规律 流体静压力与流体深度的关系：流体静压力随流体深度的增加而增加
误差控制措施：提 高测量精度、优化 实验设计、减少系 统误差等
误差分析结果：误 差大小、误差分布、 误差影响因素等
实验结果：流体力学实验的结果分析 应用领域：流体力学在工程、科学、技术等领域的应用 展望未来：流体力学的发展趋势和前景 结论：流体力学实验结果的意义和价值
实验前，确保所有设备、仪器和材料都处于良好状态 实验过程中，遵守操作规程，避免操作失误 实验结束后，及时清理实验现场，确保无安全隐患 实验过程中，注意环保，避免污染环境
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汇报人：
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流体力学实验是工程学科的重要课程之一 实验内容涵盖了流体力学的基本原理和实践操作 实验目的是培养学生对流体力学的理解和应用能力 实验课件可以帮助学生更好地理解和掌握实验内容
演示流体力学实验的操作步 骤和注意事项
介绍流体力学的基本概念和 原理
帮助学生理解和掌握流体力 学实验的方法和技巧
实验改进建议：增加实验步骤的详细说明，完善实验数据记录，明确实验结论，提高实验的可操作性和准确性。
流体力学实验技术的发展趋势
实验方法的创新与改进
添加标题
添加标题
实验设备的更新与升级
添加标题
添加标题
实验结果的应用与推广
汇报人：
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。
流体力学综合实验实验报告
流体力学综合实验实验报告一、实验目的1. 了解流体力学原理。
2. 学习流体力学实验的方法，掌握实验的技能。
3. 通过实验，明白流体力学中流体的各种属性及其产生的作用。
二、实验原理流体力学综合实验主要通过实验装置与实验方法，研究流体力学的基本原理，掌握压力、压降、流量、冲力等参数的测量方法，以及流体间的力学特性（如阻力、压力损失率、混合性等），量化表征流体运动规律，有助于进一步深入研究流体力学的原理。
三、实验设备流体力学综合实验装置由以下部分组成：1.供水管2.压力表3.流量计4.定压调节装置5.实验室水压测试系统6.实验室水压实验系统四、实验步骤1. 打开供水管，启动实验装置，并记录初始温度和流量。
2. 根据实验要求，调整定压调节装置，使实验装置持续运行。
3. 逐步记录实验装置的运行参数，如流量、压力、温度等。
4. 观察实验装置的运行状态，及时记录实验数据。
5. 根据实验结果，归纳总结实验意义，完成实验报告。
五、实验结果实验中测量的参数如下：1. 流量：1.32mL/min；2. 压力：2.45MPa；3. 温度：18℃。
六、实验分析通过实验，可以看出，流量、压力和温度是流体力学中非常重要的参数，改变这些参数，可以影响流体的运动状态，从而得出实验结论。
根据实验，我们可以得出以下结论：1. 压力的变化可以影响流体的流动状态。
随着压力的增加，流体的物理特性也发生了改变，即流量也相应增大。
2. 温度的变化也会影响流体的流动状态。
随着温度的升高，流量会增加。
七、实验总结本实验通过实验装置，和测量方法，了解流体力学的基本原理，掌握压力、压降、流量、冲力等参数的测量方法，以及流体间的力学特性，我们可以从中得出流体受到压力、温度等影响而发生变化的结论。
流体力学流动演示实验
流体力学流动演示实验流体力学演示实验包括流线流谱演示实验、流动演示实验两部分。
各实验具体内容如下：第1部分流线流谱演示实验1.1 实验目1)了解电化学法流动显示原理。
2)观察流体运动流线和迹线，了解各种简单势流流谱。
3)观察流体流经不同固体边界时流动现象和流线流谱特征。
1.2 实验装置实验装置见图1.1。
图1.1 流线流谱实验装置图说明：本实验装置包括3种型号流谱仪，Ⅰ型演示机翼绕流流线分布，Ⅱ型演示圆柱绕流流线分布，Ⅲ型演示文丘里管、孔板、突缩、突扩、闸板等流段纵剖面上流谱。
流谱仪由水泵、工作液体、流速调节阀、对比度调节旋钮及正负电极、夹缝流道显示面、灯光、机翼、圆柱、文丘里管流道等组成。
- 1 - / 71.3 实验原理流线流谱显示仪采用电化学法电极染色显示技术，以平板间夹缝式流道为流动显示平面，工作液体在水泵驱动下从显示面底部流出，工作液体是由酸碱度指示剂配制水溶液，在直流电极作用下会发生水解电离，在阴极附近液体变为碱性，从而液体呈现紫红色。
在阳极附近液体变为酸性，从而液体呈现黄色。
其他液体仍为中性橘黄色。
带有一定颜色流体在流动过程中形成紫红色和黄色相间流线或迹线。
流线或迹线形状，反映了机翼绕流、圆柱绕流流动特性，反映了文丘里管、孔板、突缩、突扩、闸板等流道内流动特性。
流体自下而上流过夹缝流道显示面后经顶端汇流孔流回水箱中，经水泵混合，中和消色，循环使用。
实验指导及分析如下：1)Ⅰ型演示仪。
演示机翼绕流流线分布。
由流动显示图像可见，机翼右侧即向天侧流线较密，由连续方程和能量方程可知，流线密，表明流速大、压强低；而机翼左侧即向地侧流线较稀疏，表明速低、压强较高。
这表明机翼在实际飞行中受到一个向上合力即升力。
本仪器通过机翼腰部孔道流体流动方向可以显示出升力方向。
此外，在流道出口端还可以观察到流线汇集后，并无交叉，从而验证流线不会重和特性。
2)Ⅱ型演示仪。
演示圆柱绕流流线分布。
当流速较小时，零流线在前驻点分成左右2支，经90°点后在圆柱后部后驻点处二者又合二为一。
流体力学实验
一、实验名称观察流体流动现象二、实验目的观察流水速度从大到小直至呈断续状的过程中水流的形态三、实验装置水龙头圆柱瓶罐四、实验步骤1、将水龙头打开，调节到有较大的水流量，观察水流的流动状态；2、缓慢调节水流量减小，观察水流流动状态的变化，直至水流出现不连续流动。
3、再将水流量缓慢调大，直至观察到水流的流动状态发生变化。
4、调节水流量大小使其出现一段较长的光滑水柱。
5、重复其过程，观察现象是否一致。
五、实验现象记录1、水流量较大时，水流状态较混乱，各流体微团间强烈地混合与掺杂，不仅有沿着主流方向的运动，而且还有垂直于主流方向的运动。
2、随着水流量减小到一定程度，靠近水龙头的水流状态变得比较稳定，形态比较光滑，远离水龙头的水流状态依然比较混乱。
3、随着水流量的不断减小，光滑水柱越来越长，水流中各流体微团彼此平行地分层流动，互不干扰与混杂。
六、实验结果分析当水流流速较慢时，水流形态呈现出层流的流体状态；当水流流速较快时，水流形态呈现出紊流的流体状态。
一、实验名称观察流体流动现象二、实验目的观察流水速度从大到小直至呈断续状的过程中水流的形态三、实验装置水龙头圆形瓶罐四、实验步骤1、将水龙头水流调节至一定大小，使光滑水柱较长。
2、将圆柱形物体水平放置，使其圆柱外表面缓慢靠近光滑水柱，观察水流现象。
3、再将圆柱形物体倾斜放置，使其圆柱外表面缓慢靠近光滑水柱，观察水流现象。
五、实验现象记录1、圆柱形物体横放靠近水流，在与水流表面略微接触后，水流不再沿竖直向下的方向流动，而是绕着圆柱表面流动，形成圆弧形轨迹；2、圆柱形物体倾斜放置与光滑水柱接触后，水流不再沿竖直方向向下流动，而是被吸附在圆柱形物体表面上沿着一段螺旋线轨迹流动，并且水流的流速也有所减慢。
六、实验结果分析当水流靠近圆柱形物体表面时，水流有离开本来的流动方向，改为随著凸出的物体表面流动的倾向。
机械1006班林攀。
流体力学实验所需装置
1、沿程压力水头损失实验1.自循环高压恒定全自动供水器；2.实验台；3．回水管：4.水压差计；5.测压计；6.实验管道；7.水银压差计；8．滑动测量尺；9．测压点；10．实验流量调节阀；11．供水管与供水阀；12.旁通管与旁通阀；13.水封器图11．自动水泵与稳压器为避免因水泵直接向实验管道供水而造成的压力波动等影响，离心泵的输水是先进入稳压器的压力罐，经稳压后再送向实验管道。
稳定供水是所有力学实验都需要的。
2.旁通管与旁通阀由于本实验装置所采用水泵的特性，在供小流量时有可能时开时停，从而造成供水压力的较大波动。
为了避免这种情况出现，供水器设有与蓄水箱直通的旁通管(图中未标出)，通过分流可使水泵持续稳定运行。
旁通管中设有调节分流量至蓄水箱的阀门，即旁通阀，实验流量随旁通阀开度减小(分流量减小)而增大。
实际上旁通阀又是本装置用以调节流量的重要阀门之一图23.水封器为了简化排气，并防止实验中再进气，在传感器后连接2只充水(不满顶)的密封立筒构成的水封器。
4.电测仪由压力传感器和主机两部分组成。
经由连通管将其接入测点(图2)。
压差读数（以米厘米柱为单位)通过主机显示。
原理：22f L v h d gλ=速度由流量测出 由能量方程对水平等直径圆管可得()12/f h p p γ=-2、 局部压力损失实验实验装置为自循环系统，包括供水箱、水泵、突然扩大实验压力管道、突然缩小实验压力管道、测压管、调节阀、接水盒、盛水容器、回水系统。
实验仪器为两种，一种是传 统的量测方法，仪器为测压排、量筒、钢尺和秒表；另一种为自动化的量测方法，仪器为 导水抽屉、限位开关、双通道差压传感器、称重传感器、排水泵及水位流量电测仪组成。
水位流量电测仪可显示重量、时间、压差。
相比沿程压力损失实验装置，多出突然扩大压力管道和突然缩小压力管道，所以在装置接头处至少要能安装着三种管道。
局部损失表达式：22j v h gζ= j h 为局部水头损失，ζ为局部水头损失系数，即局部阻力系数，它是流动形态与边界形状的函数。
流体力学实验设备
英国TecQuipment流体力学实验设备
公司简介
TecQuipment成立于1958年，公司总部位于英国诺丁汉，是一家集设计、研发、制造为一体的工程教育类实验设备供应商，其产品涉及领域广泛，包括：空气动力学、流体力学、控制工程等等，一直以来致力于为客户提供高质量的产品、完善的客户服务、高品质的配送服务以及相应的技术支持。
总结
流体力学，是研究流体(液体和气体)的力学运动规律及其应用的学科。
主要研究在各种力的作用下，流体本身的状态，以及流体和固体壁面、流体和流体间、流体与其他运动形态之间的相互作用的力学分支。
流体力学是力学的一个重要分支，它主要研究流体本身的静止状态和运动状态，以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的规律。
北京青铄鑫业科技有限公司是英国TecQuipment公司在中国的独家代理商。
本公司主要经营销售国内外知名品牌的教学及科研实验设备，产品涵盖能源与动力设备、航电设备、机电一体化、测控技术等相关系列产品。
流体力学实验设备。
实验流体力学-第三章流体力学实验设备简介
• 主要应用方向：
702所
深水拖曳水池
• 常规试验项目： 阻力试验(含高速滑行艇、气垫船、 水翼艇、水上飞机、地效翼船、水 下模型); • 自航试验（单桨及多桨船）; 敞水试验（常规及导管组合桨）; 流场测量; 三维流场测试; 船体波形阻力测量; 顶浪状态的波浪试验和外载荷实验 ; 海洋工程、水下机器人潜水训练以 及基础水动力学试验研究; • 精密测速仪及测压传感器的标 定.
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深水拖曳水池
• 主要性能指标： 水池主尺度：474(L) ,14(W)，7m(H) 拖车车速范围：0.01～20m/s 造波机：频率0.3～1.2Hz， • • 波高250mm 深水拖曳水池实验室主要从事舰 船等各类水中运动体水动力特性理论 研究及实验测试，广泛开展流场分析、 船舶性能预测、水中运动体型线优化 等工作。
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低速风洞
• 主要性能指标： 试验段：截面为3.0m×3.0m去八角 形，长8.5 m 风速范围：3~93m/s连续可调 • 常规试验项目： 水动力/气动力测力试验 舵铰链力矩试验 三维流场特性测试 表面流态显示试验 表面压力/动态压力试验 风/流载荷测试试验 风/流致振动测试
702所
50
低速风洞
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水下工程结构实验室
• 主要性能指标： 最大工作压力 90兆帕 最大筒径 3.2m 最大筒深 8m • 主要应用方向： 主要从事潜艇、潜器等各类水下 建/构造物水下结构强度、刚度、 稳定性、密封性等方面的理论研 究、结构模型和实体试验测试及 优化工作。 702所
29
水下工程结构实验室
• 常规试验项目： 结构件耐压静压力试验 结构件极限载荷测试 结构件刚度试验 结构件动载荷试验 结构件密封性试验 结构件疲劳试验 702所
流体力学实验设备介绍
流体力学是力学的一个分支，它主要研究流体本身的静止状态和运动状态，以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的规律。
流体力学中研究得最多的流体是水和空气。
它的主要基础是牛顿运动定律和质量守恒定律，常常还要用到热力学知识，有时还用到宏观电动力学的基本定律、本构方程和物理学、化学的基础知识。
对于流体力学的学习往往要借助于实验设备进行试验演示。
以下就给大家简单介绍一下试验设备。
名称：自循环沿程阻力综合实验型号：MGH-ZY 2-8-3主要功能：1、流量电测实时显示与手测功能并存，实验内容多功能；2、定量测量实验——层流区域与湍流区域沿程水头损失因数测量与分析；3、定性分析实验——设计测定实验管段平均当量粗糙度的实验；主要配置及技术参数：1、美国原装进口精密传感器，教学专用实时数显管道式流量仪与压差仪各一套，经重量法标定误差1%FS；2、数字温度传感器测温范围-50℃—110℃；3、开关层流测压计的专用电磁水阀一套；4、配置不锈钢离心泵：额定扬程8m、额定流量3M3/h，可提供实验管段压差水头≥6.5m（实验测试报告证明）；5、自循环稳压供水系统，配置有双稳压型的特种稳压装置，有机玻璃蓄水箱；6、有滑尺与校准镜面的可调式多管测压计，毫米刻度；7、配有沿程阻力实验仪流量；8、计算机型实验桌。
9、高教社出版的教材，（毛根海教授主编）10、拥有原创自主知识产权，全功能数据处理软件；提供实验报告测试样本（可作调试验收标准）名称：自循环流动演示实验型号：MGH-ZL1-1-3规格及功率：壁挂分体式，1450×274×100×7台/套，220V，100W×7台/套。
主要功能：1、能显示如下30余种流谱图案及相关原理：逐渐扩散、逐渐收缩、突然扩大、突然收缩、壁面冲击、直角弯道、文丘里流量计、孔板流量计、园弧进口管嘴流量计、壁面冲击、园弧形弯道、30°弯头、直角园弧弯头、直角弯头、45°弯头、非自由射流、分流、合流、YF—溢流阀、闸阀、蝶阀、明渠逐渐扩散、单圆柱绕流及卡门涡街、多圆柱绕流、明渠渐扩、桥墩形钝体绕流、流线体绕流、正反流线体绕流等流段上的湍流流动图谱；2、“双稳放大射流阀”流动原理显示，包括射流附壁效应、边界层分离等。
流体力学综合实验装置
• c)平衡水位。关闭阀(4)、(5)、(3)，然后打 开(1)和(2)两个阀门，让水进入玻璃管至平 衡水位(此时系统中的出水阀门始终是关闭 的，管路中的水在零流量时，U形管内水位 是平衡的。)压差计即处于待用状态
• d)调节管路总出口阀，则被测对象在不同流 量下对应的差压，就反应为倒U型管压差计 的左右水柱之差。
24
• 4．引压：打开对应实验管路的手阀,然后适当调 节流量大小，看是否倒U形压差计可以正常指示。
• 5．流量调节：手控出水闸阀，,然后开启管路出 口阀，调节流量，让流量从小到大或从大到小变 化。每次改变流量，待流动达到稳定后，记下对 应的压差值，主要获取实验参数为：流量Q、测 量段压差P，及流体温度t；管内径d和测量段管长 L为给定的装置参数。按上步操作，由小到大或由 大到小调节管路总出口阀，待各参数显示稳定后， 读取各项数据，共作8－10组实验点。
性ρ、μ)，及实验时测定的流量V、液柱压差
计的读数R，通过上述公式求取管件
• 或阀门的局部阻力系数。
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• 三、实验装置与流程 • 1、实验装置 • 实验装置如图1所示：
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• 1－水箱；2－离心泵；3－进口压力表；4－出口压力表； 5－涡轮流量计；6－闸阀；7－球阀； 8－倒U形压差计； 9－均压环；10－球阀； 11－局部阻力管上的闸阀；12－ 出水管路闸阀；13－水箱放水阀；14-温度计
中的直管长度与管件、阀门的当量长度合
并在一起计算，则流体在管路中流动时的 总机械能损失 为：
l
h f d
le u2 2
9
• (2)阻力系数法
• 流体通过某一管件或阀门时的机械能损失 表示为流体在小管径内流动时平均动能的 某一倍数，局部阻力的这种计算方法，称 为阻力系数法。即：
《流体力学》实验教案(全)
《流体力学》实验教案（一）word版一、实验目的1. 理解流体力学的基本概念和原理；2. 掌握流体力学实验的基本方法和技能；3. 培养观察、分析和解决问题的能力。
二、实验原理1. 流体的定义和分类；2. 流体力学的守恒定律：质量守恒定律、动量守恒定律；3. 流体的粘滞性和湍流。
三、实验设备与材料1. 流体容器；2. 流量计；3. 压力计；4. 流速计；5. 粘度计；6. 计算机及数据采集系统。
四、实验内容与步骤1. 流体容器中的静压和动压测量；2. 流体流动的粘滞性实验；3. 流体流动的湍流实验；4. 流量计和流速计的使用；5. 数据采集与处理。
五、实验报告要求1. 实验目的、原理、设备与材料介绍；2. 实验步骤与过程描述；3. 实验数据的采集与处理；4. 实验结果分析与讨论；5. 实验结论。
《流体力学》实验教案（二）word版六、实验目的1. 学习使用流量计和流速计；2. 研究流体流动的连续性方程；3. 探究流体流动的伯努利方程。
七、实验原理1. 流体流动的连续性方程：质量守恒定律在流体流动中的应用；2. 伯努利方程：流体流动中的能量守恒定律。
八、实验设备与材料1. 流体容器；2. 流量计；3. 压力计；4. 流速计；5. 计算机及数据采集系统。
九、实验内容与步骤1. 流量计和流速计的使用方法；2. 流体流动的连续性方程实验；3. 流体流动的伯努利方程实验；4. 数据采集与处理；5. 实验结果分析与讨论。
十、实验报告要求1. 实验目的、原理、设备与材料介绍；2. 实验步骤与过程描述；3. 实验数据的采集与处理；4. 实验结果分析与讨论；5. 实验结论。
《流体力学》实验教案（三）word版十一、实验目的1. 研究流体流动的阻力与压力损失；2. 学习使用压力计测量流体压力；3. 分析流体流动中的摩擦阻力。
十二、实验原理1. 流体流动的阻力与压力损失：摩擦阻力和局部阻力；2. 达西-魏斯巴赫方程：描述流体流动中压力损失的公式。
流体力学实验室伯努利(能量)方程实验设备
伯努利（能量）方程实验是流体力学中基本实验，通过该实验提高学生对流体力学等诸多水力学现象的实验分析能力。
通过定量测试实验，进一步掌握有压管流中动水力学的能量转换特性，验证流体恒定总流的伯努利方程，掌握绘制测压管水头线和总水头线的方法。
通过设计性试验，训练理论分析与研究相结合的科研能力。
关于流体力学实验室伯努利（能量）方程实验小编先给大家介绍了解一下。
一、实验名称：自循环伯努利方程综合实验仪型号：MGH-ZN 2-2-3规格及功率：1560*550*1380，220V，100W主要功能：流量电测实时显示与手测功能并存，实验内容多功能；定量测量实验——验证伯努利方程；定性分析实验——演示测压板直接显示的总水头线与测压管水头线，均匀流与非均匀流断面上动压强分布以及沿程能量转换规律等；设计性实验——变水位对喉管真空度影响；主要配置及技术参数：美国原装进口0.5级密度传感器，实时数显1级精度管道式流量仪，计算机型实验桌，自循环供水系统，低噪环保型水泵，可控硅无级调速器，有机玻璃蓄水箱与恒压供水器，测流速毕托管7只，有12测点的变高程变管径的实验管道，自循环管阀，有滑尺与校准镜面的可调式19管测压计，高教社出版的配套教材。
提供实验报告测试样本（可作调试验收标准）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。
二、数字型伯努利方程综合实验型号：MGH-ZN 2-2-3D，具体配置请详询。
三、计算机测控型伯努利方程综合实验型号：MGH-ZN 2-2-4D，具体配置请详询。
流体力学实验中，能量方程实验部分涉及的有上水箱、能量方程实验管道、水阀门、调节阀门、水泵、测压管和计量水箱等。
实验步骤和方法：1. 开启水泵，全开上水阀门使水箱注满水。
2. 再调节上水阀门，使水箱水位始终保持不变，并有少量溢出。
3. 检查在实验过程调节流速的调节阀门，使其开至适当位置。
4. 调节出水阀门至一定开度测定能量方程实验管的四个断面四组测压管的液柱高度，并利用计量水箱和秒表测定流量。
流体力学流动演示实验
流体力学流动演示实验流体力学演示实验包括流线流谱演示实验、流动演示实验两部分。
各实验具体内容如下: 第1部分流线流谱演示实验1、1 实验目的1)了解电化学法流动显示原理。
2)观察流体运动的流线与迹线,了解各种简单势流的流谱。
3)观察流体流经不同固体边界时的流动现象与流线流谱特征。
1、2 实验装置实验装置见图1、1。
图1、1 流线流谱实验装置图说明:本实验装置包括3种型号的流谱仪,Ⅰ型演示机翼绕流流线分布,Ⅱ型演示圆柱绕流流线分布,Ⅲ型演示文丘里管、孔板、突缩、突扩、闸板等流段纵剖面上的流谱。
流谱仪由水泵、工作液体、流速调节阀、对比度调节旋钮与正负电极、夹缝流道显示面、灯光、机翼、圆柱、文丘里管流道等组成。
1、3 实验原理流线流谱显示仪采用电化学法电极染色显示技术,以平板间夹缝式流道为流动显示平面,工作液体在水泵驱动下从显示面底部流出,工作液体就是由酸碱度指示剂配制的水溶液,在直流电极作用下会发生水解电离,在阴极附近液体变为碱性,从而液体呈现紫红色。
在阳极附近液体变为酸性,从而液体呈现黄色。
其她液体仍为中性的橘黄色。
带有一定颜色的流体在流动过程中形成紫红色与黄色相间的流线或迹线。
流线或迹线的形状,反映了机翼绕流、圆柱绕流流动特性,反映了文丘里管、孔板、突缩、突扩、闸板等流道内流动特性。
流体自下而上流过夹缝流道显示面后经顶端的汇流孔流回水箱中,经水泵混合,中与消色,循环使用。
实验指导与分析如下:1)Ⅰ型演示仪。
演示机翼绕流的流线分布。
由流动显示图像可见,机翼右侧即向天侧流线较密,由连续方程与能量方程可知,流线密,表明流速大、压强低;而机翼左侧即向地侧流线较稀疏,表明速低、压强较高。
这表明机翼在实际飞行中受到一个向上的合力即升力。
本仪器通过机翼腰部孔道流体流动方向可以显示出升力方向。
此外,在流道出口端还可以观察到流线汇集后,并无交叉,从而验证流线不会重与的特性。
2)Ⅱ型演示仪。
演示圆柱绕流流线分布。
当流速较小时,零流线在前驻点分成左右2支,经90°点后在圆柱后部后驻点处二者又合二为一。
流体力学教学实验设备
流体力学目录
H1 重力液压台
H1D 容积液压台
H2 浮体稳定性实验装置
H4 孔口出流实验装置
H5 文丘里流量计
H6 流量调节与排放实验装置
H7 管道摩擦实验装置
H8 射流冲击实验装置
H9 赫尔-肖氏模型实验装置
H10 流量测量实验装置
H11 压力中心实验装置
H12 5米流动实验台
H13 旋涡实验装置
H16 管道损失实验装置
H18 法式水轮机
H19 水斗式水轮机
H23 2.5米流动实验台
H31 水锤泵实验装置
H34 局部损失实验装置
H40 流量校准仪
H40a 皮托管流量计
H40b 文丘里流量计
H40c 孔口流量计
H40d 喷嘴流量计
H47 离心泵测试实验装置
H83 离心泵综合实验装置
H215 雷诺数测定实验装置
H311 沉降分层实验装置
H312 渗透水箱实验装置
H314 流体静力学实验装置
H400 气穴现象演示实验装置H405 脉动和水锤实验装置
H408 流动摩擦实验装置
H410 阻力系数测定实验装置MFP100 通用功率计
MFP102 轴流泵实验装置
MFP103 容积泵实验装置
MFP103a 活塞泵
MFP103b 齿轮泵
MFP103c 叶片泵
MFP103d 斜盘式泵
TE58 蓄水池与调压塔实验装置。
流体力学实验
一 实验目的
标定文丘里流量计的流量系数。 验证能量方程的正确性。
二 实验装置
在文丘里流量计的两个测量断面上，分别有 4个测压孔与相应的均压环连通，经均压环 均压后的断面压强由气—水多管压差计9测 量（亦可用电测仪量测）。再装置图如下图 所示：
二 实验装置
供水流量由无级调速器调控使恒压水箱4始 终保持微溢流的程度，以提高进口前水体稳 定度。本恒压水箱还设有多道稳水隔板，可 使稳水时间缩短到3 ~5分钟。有色水经有 色水水管5注入实验管道8，可据有色水散开 与否判别流态。为防止自循环水污染，有色 指示水采用自行消色的专用色水。
三 实验操作
的液面高差Δh。
令
则上式可写成
三 实验原理
因此，测出测压计水位高差Δh后，即可求出 计算流量Q。 由于实际上所取的两个断面之间存在着水头 损失，所以实际流量Q 一般要略小于计算流量Q，若令
则μ是一小于1的数，称为流量系数。
三 实验原理
本实验的目的就是用实验的方法确定流量系 数μ的具体数值。实际流量Q 用体积法测定。 V为Δt时间内由管道流入计量箱内的体积。
流体力学实验
目录
雷诺实验 文丘里实验 沿程阻力系数的测定 沿程阻力系数的测定
雷诺实验
一 实验目的
1、实际观察流体的两种型态，加深对层流和 紊流的认识。 2、测定液体（水）在园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 实验装置
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.有色水水管；6.稳水孔板；7.溢流板； 8.实验管道；9.实验流量调节阀。
流体力学实验室建设设备之文丘里(文透利)实验装置
文丘里原理较为复杂，其涉及流体物理学中的连续性方程及伯努力原理。
即当一定流量的氧气通过横截面积较小的射流孔后流速增大形成高速气流，产生一定负压，进而卷入周围空气，最终形成高流量的空氧混合气流。
这种效应就如同当一列高速的火车驶过时,在其周围形成的气流会将路旁的树叶“吸”向列车一样。
流体力学中的的文丘里现象的应用也很广泛。
下面就给大家介绍一款研究文丘里流量计的实验设备。
名称：自循环文丘里综合实验仪型号：MGH-ZW 2-3-3一、主要功能：1、流量电测实时显示与手测功能并存，实验内容多功能。
2、定量测量实验——文丘里流量计的率定及流量因数的测量。
3、定性分析实验——文丘里流量计结构与布置；多孔均压环构造。
4、设计性实验——文丘里流量计最大允许过流量的理论分析与实验。
二、主要配置及技术参数：1、美国原装进口精密传感器，教学专用实时数显管道式流量仪，经重量法标定误差1%FS。
2、数字温度传感器测温范围-50℃—110℃。
3、计算机型实验桌，规格1500×550×800，自循环供水系统，抗腐蚀ABS 全封闭防水绝缘安全外壳水泵，功率30W,扬程2m，有机玻璃蓄水箱与恒压供水器。
4、多孔均压环结构文丘里流量计，自循环管阀。
5、有滑尺与校准镜面的可调式多管倒U型测压计，毫米刻度。
6、配套高教社出版的，并由公司董事长及技术领衔人毛根海教授主编的配套教材7、能自动绘制水头线的数据处理软件。
8、拥有原创自主知识产权。
提供实验报告测试样本。
（可作调试验收标准）9、配套文丘里综合实验WEB网络版实验虚拟仿真CAI软件，基于互联网+，电脑、IPAD、手机都可通过其上的WEB浏览器访问做实验，不需下载APP，网上实验真正做到了24小时全开放，方便学生实验虚实结合，真实具有网络虚拟仿真测量，记录，后台强大的逻辑计算功能，随时随地进行实验预习和复习。
10、配套文丘里综合实验WEB网络版实验虚拟仿真CAI软件，具备真正用户实验交互操作，实时仿真实验数据、动画反馈的功能；可供学生利用网络做各项实验的过程操作、数据采集和成果分析，还设有实验提示、错误纠正等功能，以辅导学生按正确途径深入有序进行实验。
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16
适航性水池
• 主要性能指标： 水池主尺度：长69m，宽46m； 水深：4m； 拖车：最大速度4m/s。
• 常规试验项目： 舰船波浪中水动力测量。
• 船舶以及海洋结构物波浪中运动特 性测试 系泊、靠泊系统的运动、受力（包括 缆绳拉力、护舷碰撞力）测试
最大波高可达0.6m；造
流系统能产生最大流速为
0.2m/s；造风系统能产
生的最大风速可达
14
水坝设计
• 低水头的水流溢流现象 十分复杂，如果坝面设 计的不好，会导致水面 漂浮的污物无法排走
河床侵蚀试验
• In many situations it is the complex two- or threedimensional flow in an open channel that is of interest (as opposed to uniform channel flow). Such flows are often very difficult to analyze theoretically.
损失的能量全部由动力系统通过风扇提供。当然， 动力系统本身和风扇也存在一个效率问题。
41
风洞能量的估计
42
中大风洞功 率估计
风洞 特性
实验段型式
最大速度 直径
实验段 扩压段 蜂窝器
紊流网 收缩段
收缩比 总损失 K0
开口
65m/s 0.5m
0.0434 0.0511
0.05
0.0307 0.0062
3
自由降落式水洞
稳定段 收缩段 实验段
4
回流式水洞
5
柏林-米特尔区水洞
6
拖曳式水槽
拖曳水池常规实验类型
• 船模阻力试验 • 螺旋桨敞水试验 • 船模自航试验 • 流速仪检定试验 • 沉管拖曳沉放
8
配备了造波机的拖曳水池
• 船舶耐波性实验 • 波浪发电 • 海洋平台设计 • 防波堤消波消浪
p0i
AiVi
K0i
1 2
VT2
AiVi
K0i
1 2
VT2 ATVT
K0i
1 2
VT3 AT
39
风洞能量比
•整个风洞功率损失：
E
Ei
K0i
1 2
VT3 AT
K0i ---------各段压力损失系数之和
1 2
VT3
AT
--------单位时间通过实验段气流动能
40
风洞能量比
• 气流在风洞管道内流动时必然有能量损失。这种损失来 自几个方面： 一是气流与固壁、拐角导流片、蜂窝器以及实验模 型之间摩擦引起的； 二是气流在壁面分离，引起旋涡、紊流等引起的； 三是在直流式风洞中，气流从扩散段排入大气，其 动能损失引起的； 在开口实验段中，射流也会引起能量损失。
• 气流速度可从10-100m/s进行 无极调节，流场品质极佳。
701所
52
其它型式的低速风洞
汽车风洞
• 汽车风洞式专门为了研究汽车 的稳定性、升力、阻力、噪声、 污染、散热和风档刮水器等而 建造的。
• 汽车风洞能模拟雨、雪、雹和 太阳辐射，并安装有天平测量 升力、阻力等。
• 风洞底板是可运动的，能模拟 汽车和地面之间的相对运动。
702所
28
水下工程结构实验室
• 主要性能指标： 最大工作压力 90兆帕 最大筒径 3.2m 最大筒深 8m
• 主要应用方向： 主要从事潜艇、潜器等各类水下 建/构造物水下结构强度、刚度、 稳定性、密封性等方面的理论研 究、结构模型和实体试验测试及 优化工作。
702所
29
水下工程结构实验室
• 常规试验项目： 结构件耐压静压力试验 结构件极限载荷测试 结构件刚度试验 结构件动载荷试验 结构件密封性试验 结构件疲劳试验
蜂窝器、阻尼网
实验段
拐角
36
风洞能量比
问题： 1. 试验段气流的动能来自何方？ （1）消耗了电能获得了动能； （2）由压力能转化为动能。
2. 风扇的作用是什么？ （1）增加气流速度（2）增加静压（3）增加能量
37
风洞能量比
结论： • 风洞试验段内的动能来自压力能。 • 风扇的作用是给气流提供能量，提高总压，克服损耗。------损耗表
21
循环水槽实验室
• 常规试验项目： 水动力和脉动压力测量（均
匀流场和非均匀流场） 噪声测量 空化起始测试 速度分布测量 流态显示 • 主要应用方向：
主要从事水面舰船、水下物 体及附体的水动力、噪声和振 动等方面的试验研究。
702所
22
旋臂水池实验室
• 设施主要性能指标： 水池直径48m，水深4.5m 旋臂最大旋转角度为1rad/s
• 常规试验项目： 结构件强度静拉伸试验 结构件疲劳试验 结构件刚度试验 结构件极限载荷测试
• 主要应用方向： 船舶结构实验室主要从事建/构
造物结构强度、刚度、稳定性、疲 劳等方面的理论研究、结构模型和 实体试验测试及优化工作。
702所
27
空泡水筒实验室
• 常规试验项目： 推进器空泡试验; 船体诱导脉动压力测量; 调距桨的叶片转叶力矩测量; 对转桨、导管桨及节能推进器的 性能和空泡试验; 螺旋桨、轴支架与舵组合体的空 泡试验; 用LDV测量螺旋桨周围的速度场; 用LDV测量叶剖面的环量; 轴流泵试验; 水翼试验; 噪声测量 ;
船等各类水中运动体水动力特性理论 研究及实验测试，广泛开展流场分析、 船舶性能预测、水中运动体型线优化 等工作。
702所
深水拖曳水池
• 常规试验项目： 阻力试验(含高速滑行艇、气垫船、 水翼艇、水上飞机、地效翼船、水 下模型);
• 自航试验（单桨及多桨船）; 敞水试验（常规及导管组合桨）; 流场测量; 三维流场测试; 船体波形阻力测量; 顶浪状态的波浪试验和外载荷实验; 海洋工程、水下机器人潜水训练以 及基础水动力学试验研究;
旋臂水池示意图
波浪水池
11
主要功能
• 试验测定模型作圆周运动时的水动力特性（与拖曳水池只能走直 线对比）
• 广泛用于水面船舶和各种潜水体（如潜艇、鱼雷、水下发射的导 弹等）的水动力研究
12
上海交大风浪流水槽
主要性能指标： 尺度：50(L)×0.8(W)×1.2m (H) 造波能力：最大波高为40cm 造流能力：最大流速（在45cm
49
低速风洞
• 主要性能指标： 试验段：截面为3.0m×3.0m去八角 形，长8.5 m 风速范围：3~93m/s连续可调
• 常规试验项目： 水动力/气动力测力试验 舵铰链力矩试验 三维流场特性测试 表面流态显示试验 表面压力/动态压力试验 风/流载荷测试试验 风/流致振动测试
702所
50
低速风洞
• 精密测速仪及测压传感器的标 定.
702所
20
循环水槽实验室
• 主要性能指标： 试验段 尺度：10.50 (L)×2.20(W)×2.00m (H)
压力：10～400kpa 水速：0.80～15m/s 速度不均匀度：＜1.0% 空泡数：0.07(水速15.00m/s，顶部压 力10kpa)
702所
702所
30
蛟龙号
31
深水水下机器人
第三章 实验 装置
一、低速风洞、水洞
原理：定常、不可压、伯努利方程，连续性方程
p0
p
1 2
V
2
AV 常数
注意问题：风扇作用，扩散段作用，能量比。
单回流式低速风洞
扩压段
风扇
调压孔
蜂窝器、阻尼网
实验段
导流片
34
直流式低速风洞
35
风洞能量比
扩压段
风扇
调压孔
现为总压下降。
38
风洞能量比
（1）能量损失
• 单位体积流体的总机械能 ＝ 压力能 + 动能
• 能量损失 P0 = P01 - P02
压力损失系数，水力学定义： Pi=Ki 0.5V2i (等截 面)
风洞定义： P0i=K0i • 0单.5位V时2间T (内变第截面i 段) 能量损失（功率损失）：
Ei
• 主要应用方向： 主要从事舰船、船用推进器、水 中兵器等水中运动体水动力特性 研究与试验。同时广泛开展各类 船桨设计及性能优化工作。
702所
24
空泡水洞
Cavitating propeller in a water tunnel experiment at the David
Taylor Model Basin
• 主要应用方向： • 适航性水池实验室主要从事舰船、海洋工程装备等波
浪中运动性能理论研究、实验测试及优化。
18
深水拖曳水池
• 主要性能指标： 水池主尺度：474(L) ,14(W)，7m(H) 拖车车速范围：0.01～20m/s 造波机：频率0.3～1.2Hz，
• 波高250mm • 主要应用方向： • 深水拖曳水池实验室主要从事舰
第一部分 实验方法概论
内容
第一章 绪论 第二章 基本理论和方法 第三章 实验设备
第三章 实验 装置
水动力学设备 空气动力学设备
低速风洞 跨声速风洞
实
多相流体力学设备
超声速风洞
验
设
地球流体力学设备
备 环境流体力学设备
生物力学设备
2
第三章 实验 装置
一、低速风洞、水洞
原理：定常、不可压、伯努利方程，连续性方程。
2.13
• 1917年 （德）普朗特
2.28
35 m/s