流体流型的观察与测定(包括误差分析及思考题答案)
流体流型的观察与测定
流体流型的观察与测定首先，观察流体流型可以利用实验室中的设备进行。
比如，通过在流体中加入颜料或者荧光粉等物质，可以观察流体流动时的颜色和亮度变化，从而了解流体运动的特性。
此外，还可以利用流线管和涡流计等仪器来观察流体流动的线条和涡旋状况。
这些设备可以帮助我们直观地了解流体的流型。
其次，测定流体流型需要借助一些测量仪器和技术。
最常用的技术之一是测速仪器。
测速仪器可以用来测定流体流动的速度和方向，根据流体速度的分布可以得到流体流动的轨迹和流型。
其中，常见的测速仪器有激光多普勒测速仪、超声波测速仪和热线测速仪等。
这些仪器可以通过测量流体中流动粒子或者声波的频率和位移来计算出流体的速度和方向。
此外，还可以利用压力传感器和压力测量仪器来测定流体流型。
流体流动时的压力分布与流体的速度和方向有密切的关系，通过测量不同位置处的压力，并结合流场方程和质量守恒定律等基本理论，可以计算出流体的速度和流型。
一种常见的压力测量方法是利用测压法来确定流体流动的静压和动压。
此外，还可以利用摄影和高速摄像技术来观察和记录流体流型。
通过高速摄像机可以捕捉流体流动时的细微变化，比如湍流的形成和消失，从而对流体流型进行定量分析。
这种技术非常适用于研究高速流动和复杂流动现象。
最后，还可以借助数值模拟和计算流体力学方法来观察和测定流体流型。
数值模拟是利用计算机模拟流体流动的过程和行为，通过求解流体力学方程和边界条件，可以得到流体流动的速度、压力和流型等信息。
这种方法尤其适用于复杂的三维流动和非定常流动。
总之，流体流型的观察与测定是流体力学中重要的研究内容。
通过实验观察、测速仪器、压力测量、摄影和数值模拟等方法，我们可以了解和测定流体流动的速度、压力和流型等信息，从而深入研究流体力学的各个方面。
这些技术和方法在航空、水利、化工等领域有着广泛的应用和研究价值。
流体力学实验-参考答案
断面分别为1-1、2-2计算断面，列能量方程得 则
cmH2O 即实验中最大流量时，文丘里管喉颈处真空度 cmH2O，而由本实验 实测约为60cm。 进一步分析可知，若水箱水位高于管轴线4m左右时，实验中文丘里 管喉颈处真空度可达7mH2O左右。
两点法是测量局部阻力系数的简便有效办法。它只需在被测流段 （如阀门）前后的直管段长度大于（20～40）的断面处，各布置一个测 压点便可。先测出整个测量段上的总水头损失，有 式中：----分别为两测点间不干扰的各个局部阻力段的阻力损失；
----被测段的局部阻力损失； ----两测点间的沿程阻力损失。
然后，把被测段（如阀门）换上一段长度及联接方法与被测段相 同，内径与管道相同的直管段，再测出相同流量下的总水头损失，同样 有 所以
流动演示仪1-7型可显示突扩、突缩、渐扩、渐缩、分流、合流、 阀道、绕流等三十多种内、外流的流动图谱。据此对于局部阻力损失的 机理分析如下： 从显示的图谱可见，凡流道边界突变处，形成大小不一的漩涡区。漩涡 是产生损失的主要根源。由于水质点的无规则运动和激烈的紊动，相互 磨擦，便消耗了部分水体的自储能量。另外，当这部分低能流体被主流 的高能流体带走时，还须克服剪切流的速度梯度，经质点间的动能交 换，达到流速的重新组合，这也损耗了部分能量。这样就造成了局部阻 力损失。
略。 4．分析层流和紊流在运动学特性和动力学特性方面各有何差异？
流动状态
运动学特性
动力学特性
质点有规律地作分层流动 流层间无质量传输
层流
断面流速按抛物线分布 运动要素无脉动现象
流层间无动量交换
单位质量的能量损失与流 速的一次方成正比
流体力学实验思考题解答
流体力学实验思考题解答（一）流体静力学实验1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指γpZ +，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。
测压管水头线指测压管液面的连线。
从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。
2、 当0<B p 时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。
答：以当00<p 时，第2次B 点量测数据（表1.1）为例，此时06.0<-=cm p Bγ，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。
（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。
（3）在测压管5中，自水面向下深度为0∇-∇=H AP γ的一段水注亦为真空区。
这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为0∇-∇=H AP γ。
3、 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。
答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度w h 和o h ，由式o o w w h h γγ=，从而求得o γ。
4、 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算式中，σ为表面张力系数；γ为液体的容重；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。
常温（C t ︒=20）的水，mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ，3/98.0mm dyn =γ。
水与玻璃的浸润角θ很小，可认为0.1cos =θ。
于是有一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。
另外，当水质不洁时，σ减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机玻璃作测压管时，浸润角θ较大，其h 较普通玻璃管小。
流体力学实验思考题解答(全)
流体力学课程实验思考题解答（一）流体静力学实验1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指γpZ +，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。
测压管水头线指测压管液面的连线。
从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。
2、 当0<B p 时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。
答：以当00<p 时，第2次B 点量测数据（表1.1）为例，此时06.0<-=cm p Bγ，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。
（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。
（3）在测压管5中，自水面向下深度为0∇-∇=H AP γ的一段水注亦为真空区。
这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为0∇-∇=H AP γ。
3、 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。
答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度w h 和o h ，由式o o w w h h γγ=，从而求得o γ。
4、 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算式中，σ为表面张力系数；γ为液体的容重；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。
常温（C t ︒=20）的水，mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ，3/98.0mm dyn =γ。
水与玻璃的浸润角θ很小，可认为0.1cos =θ。
于是有一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。
另外，当水质不洁时，σ减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机玻璃作测压管时，浸润角θ较大，其h 较普通玻璃管小。
流体思考题参考答案
部分思考题参考答案流速测定实验思考题1、直读式光电流速仪显示的流速值是质点流速还是空间点流速？答：空间点流速2、为什么每个测点要读三次读数，并取算术平均值？答：减小水体紊流脉动影响，提高实验精度。
3、为什么在使用光电传感器时要避免振动？答：振动会引起测针产生位移，损坏仪器。
流量测量实验思考题1、答：理想流体的h ∆比实际流体的小。
2、答：因为有水头损失存在。
体积法的精度高。
3、答：影响因素有εν,,,,21T d d 等，其中最为敏感的是21,d d能量方程（伯努利方程）实验1、答：总水头线总是沿程下降，而测压管水头线有时下降，有时升高，取决于管路中动能与势能的相互转化。
2、答：降低。
因为流量增大，速度变大，动能增大，相应的测压管水头减小。
3、答：测点2、3为恒定渐变流断面上两个测点，压强符合静水压强分布规律。
测点10，11为恒定急变流断面上两个测点，压强不符合静水压强分布规律。
不能取该断面列能量方程。
4、答：措施有：增大管径;减小流量;降低水箱水位。
水箱水位降低，则喉管处压强减小。
5、答：毕托管所测流速为探头对准点的速度，而不等于断面的平均速度，所以毕托管水面与总水头线略有差异，只有当测点距管壁0.12d 时，两速度才近似相等，误差才会较小。
动量方程实验1、答：原因：①调节水箱水位时，系统为非定常流动，未待系统稳定就开始读数，引起系统误差，②体积法测流量时，接水与计时存在偶然误差，③测压管读数误差2、答：无关。
因为此时所获得的力矩在沿x轴方向的投影为零，对沿x轴方向的动量力就没有影响3、答：若出流角度偏离90°角，会引起x轴方向上的动量分量不为零。
实验要求出流角度与入流角度成90°角。
所以出流角度对实验有影响。
沿程阻力系数测定实验1、答：对定常均匀流动，断面平均速度沿程不变，即两断面上动能相等，所以沿程损失等于测压管水头之差。
管道倾斜安装不影响实验结果。
2、答：管径、断面平均速度、水的密度和粘度、水体温度、管壁粗糙度。
(完整版)化工原理实验思考题答案汇总
流体流动阻力的测定1.在测量前为什么要将设备中的空气排尽？怎样才能迅速地排尽？为什么？如何检验管路中的空气已经被排除干净？答：启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。
关闭出口阀后，打开U形管顶部的阀门，利用空气压强使U形管两支管水往下降，当两支管液柱水平，证明系统中空气已被排除干净。
2.以水为介质所测得的λ~Re关系能否适用于其他流体？答：能用，因为雷诺准数是一个无因次数群，它允许d、u、、变化3.在不同的设备上（包括不同管径），不同水温下测定的λ~Re数据能否关联在同一条曲线上？答:不能,因为Re=duρ/μ，与管的直径有关离心泵特性曲线的测定1.试从所测实验数据分析，离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门？本实验中，为了得到较好的实验效果，实验流量范围下限应小到零，上限应到最大，为什么？答：关闭阀门的原因从试验数据上分析：开阀门意味着扬程极小，这意味着电机功率极大，会烧坏电机（2）启动离心泵之前为什么要引水灌泵？如果灌泵后依然启动不起来，你认为可能的原因是什么？答：离心泵不灌水很难排掉泵内的空气，导致泵空转而不能排水；泵不启动可能是电路问题或是泵本身已损坏，即使电机的三相电接反了，泵也会启动的。
（3）泵启动后，出口阀如果不开，压力表读数是否会逐渐上升？随着流量的增大，泵进、出口压力表分别有什么变化？为什么？答：当泵不被损坏时，真空表和压力表读数会恒定不变，水泵不排水空转不受外网特性曲线影响造成的恒压过滤常数的测定1.为什么过滤开始时，滤液常常有混浊，而过段时间后才变清？答：开始过滤时，滤饼还未形成，空隙较大的滤布使较小的颗粒得以漏过，使滤液浑浊，但当形成较密的滤饼后，颗粒无法通过，滤液变清。
?2.实验数据中第一点有无偏低或偏高现象？怎样解释？如何对待第一点数据？答：一般来说，第一组实验的第一点Δθ/Δq会偏高。
因为我们是从看到计量桶出现第一滴滤液时开始计时，在计量桶上升1cm时停止计时，但是在有液体流出前管道里还会产生少量滤液，而试验中管道里的液体体积产生所需要的时间并没有进入计算，从而造成所得曲线第一点往往有较大偏差。
流体力学实验思考题解答
流体力学实验思考题解答（一）流体静力学实验1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指γpZ +，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。
测压管水头线指测压管液面的连线。
从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。
2、 当0<B p 时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。
答：以当00<p 时，第2次B 点量测数据（表1.1）为例，此时06.0<-=cm p Bγ，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。
（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。
（3）在测压管5中，自水面向下深度为0∇-∇=H AP γ的一段水注亦为真空区。
这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为0∇-∇=H AP γ。
3、 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。
答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度w h 和o h ，由式o o w w h h γγ=，从而求得o γ。
4、 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算式中，σ为表面张力系数；γ为液体的容重；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。
常温（C t ︒=20）的水，mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ，3/98.0mm dyn =γ。
水与玻璃的浸润角θ很小，可认为0.1cos =θ。
于是有一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。
另外，当水质不洁时，σ减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机玻璃作测压管时，浸润角θ较大，其h 较普通玻璃管小。
《化工原理》 实验思考题题目及答案
实验一流体流动阻力测定1、倒∪型压差计的平衡旋塞和排气旋塞起什么作用? 怎样使用?平衡旋塞是打开后，可以进水检查是否有气泡存在，而且能控制液体在U型管中的流量而排气旋塞，主要用于液柱调零的时候使用的，使管内形成气-水柱操作方法如下：在流量为零条件下，打开光滑管测压进水阀和回水阀，旋开倒置U型管底部中间的两个进水阀，检查导压管内是否有气泡存在。
若倒置U型管内液柱高度差不为零，则表明导压管内存在气泡，需要进行赶气泡操作。
开大流量，使倒置U型管内液体充分流动，以赶出管路内的气泡；若认为气泡已赶净，将流量阀关闭；慢慢旋开倒置U型管上部的放空阀，打开底部左右两端的放水阀，使液柱降至零点上下时马上关闭，管内形成气-水柱，此时管内液柱高度差应为零。
然后关闭上部两个放空阀。
2、如何检验测试系统内的空气已经排除干净？在流量为零条件下，打开光滑管测压进水阀和回水阀，旋开倒置U型管底部中间的两个进水阀。
若倒置U型管内液柱高度差不为零，则表明导压管内存在气泡，需要进行赶气泡操作。
知道，U型管高度差为零时，表示气泡已经排干净。
3、U型压差计的零位应如何调节？操作方法如下：在流量为零条件下，打开光滑管测压进水阀和回水阀，旋开倒置U型管底部中间的两个进水阀，检查导压管内是否有气泡存在。
若倒置U型管内液柱高度差不为零，则表明导压管内存在气泡，需要进行赶气泡操作。
开大流量，使倒置U型管内液体充分流动，以赶出管路内的气泡；若认为气泡已赶净，将流量阀关闭；慢慢旋开倒置U型管上部的放空阀，打开底部左右两端的放水阀，使液柱降至零点上下时马上关闭，管内形成气-水柱，此时管内液柱高度差应为零。
然后关闭上部两个放空阀。
4、测压孔的大小和位置、测压导管的粗细和长短对实验有无影响？为什么？有，有影响。
跟据公式hf=Wf/g=λlu平方/2d也就是范宁公式，是沿程损失的计算公式。
因此，根据公式，测压孔的长度，还有直径，都是影响测压的因素。
再根据伯努利方程测压孔的位置，大小都会对实验有影响。
化工原理实验课后思考题答案及习题——2023年整理
实验一流体流动阻力的测定1.进行测试系统的排气工作时，是否应关闭系统的出口阀门？为什么？答：在进行测试系统的排气时，不应关闭系统的出口阀门，因为出口阀门是排气的通道，若关闭，将无法排气，启动离心泵后会发生气缚现象，无法输送液体。
2.如何检验系统内的空气已被排除干净？答：可通过观察离心泵进口处的真空表和出口处压力表的读数，在开机前若真空表和压力表的读数均为零，表明系统内的空气已排干净；若开机后真空表和压力表的读数为零，则表明，系统内的空气没排干净。
3.在U形压差计上装设“平衡阀”有何作用？在什么情况下它是开着的，又在什么情况下它应该关闭的？答：用来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的，其作用对象是系统的阻力，平衡阀能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配，各支路同时按比例增减，仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求，起到平衡的作用。
平衡阀在投运时是打开的，正常运行时是关闭的。
4.U行压差计的零位应如何校正？答：打开平衡阀，关闭二个截止阀，即可U行压差计进行零点校验。
5.为什么本实验数据须在对数坐标纸上进行标绘？答：为对数可以把乘、除因变成加、减，用对数坐标既可以把大数变成小数，又可以把小数扩大取值范围，使坐标点更为集中清晰，作出来的图一目了然。
6.本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法，它们有什么特点？答：测流量用转子流量计、测压强用U形管压差计，差压变送器。
转子流量计，随流量的大小，转子可以上、下浮动。
U形管压差计结构简单，使用方便、经济。
差压变送器，将压差转换成直流电流，直流电流由毫安表读得，再由已知的压差~电流回归式算出相应的压差，可测大流量下的压强差。
7.是否要关闭流程尾部的流量调节答：不能关闭流体阻力的测定主要根据压头来确定；尾部的流量调解阀；起的作用是调解出流量；由于测试管道管径恒定；根据出流量可以确定管道内流体流速；而流速不同所测得的阻力值是不同的；这个在水力计算速查表中也有反映出的。
流体流型的观察与测定(包括误差分析及思考题答案)
实验二 流体流型观测及临界雷诺数的测定一.实验数据记录1.实验设备基本参数： 试验导管内径d=Φ23mm转子流量计 公称通径=25mm2.实验数据记录：二1.查表知18℃水的相关物理参数如下： 密度ρ= m 3 黏度μ=2-⋅⋅m s mN2.数据处理17.88)898885908988(61616111=+++++==∑=ii Q Q L ·h -1 33.188)208181180191190180(61616222=+++++==∑=i i Q Q L ·h -1由u d Q 24π=,μρdu =Re 知，dQ μπρ4Re =代入数据得：12821023100559.136005.9981017.884Re 3331332=⨯⨯⨯⋅⋅⨯⨯⋅⨯⋅⨯⨯=------mm s N m kg s m π下27381023100559.136005.9981033.1884Re 3233133=⨯⨯⨯⋅⋅⨯⨯⋅⨯⋅⨯⨯=------mm s N m kg s m π上三.实验误差分析Re 文献理论值： 下临界值为下Re =2000，上限临界值为上Re =4000 实验产生误差的主要原因：1.实验中未调节红墨水流量。
红墨水的注射速度应与主体流速相随，随水流速增加，需相应增加红墨水的注射流量。
这是实验产生误差的主要原因。
2.每次调节后，都要等到流动型态稳定后，再记录数据，这是实验产生误差的一个重要原因。
3.由于个人对流体流型的判断差异，也是实验产生误差的主要原因。
4.实验前未对转子流量计进行标定，由于转子流量计具有恒压差，需进行系统读数校正，这也是引起读数误差的一个主要原因。
5.稳压水槽中的溢流水量，随着操作流量的改变需相应调节，既不能让水位下降亦不能发生泛滥。
稳压水槽中的水位变化会使流速不稳定也会产生一定误差。
6.实验中碰撞设备，操作应轻巧缓慢，大声说话等都会干扰流体的稳定状态。
流体实验答案[精品文档]
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流体力学实验思考题解答（一）流体静力学实验1、 当0<B p 时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。
答：以当00<p 时，第2次B 点量测数据（表1.1）为例，此时06.0<-=cm p Bγ，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。
（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。
（3）在测压管5中，自水面向下深度为0∇-∇=H A P γ的一段水注亦为真空区。
这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为0∇-∇=H A P γ。
2、 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。
答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度w h 和o h ，由式o o w w h h γγ=，从而求得o γ。
3、 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算γθσd h cos 4= 式中，σ为表面张力系数；γ为液体的容重；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。
常温（C t ︒=20）的水，mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ，3/98.0mm dyn =γ。
水与玻璃的浸润角θ很小，可认为0.1cos =θ。
于是有 dh 7.29= ()mm d h 单位均为、 一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。
另外，当水质不洁时，σ减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机玻璃作测压管时，浸润角θ较大，其h 较普通玻璃管小。
如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。
流体力学实验思考题解答
流体力学实验思考题解答（一）流体静力学实验1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指γpZ +，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。
测压管水头线指测压管液面的连线。
从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。
2、 当0<B p 时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。
答：以当00<p 时，第2次B 点量测数据（表1.1）为例，此时06.0<-=cm p Bγ，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。
（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。
（3）在测压管5中，自水面向下深度为0∇-∇=H A P γ的一段水注亦为真空区。
这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为0∇-∇=H AP γ。
3、 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。
答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度w h 和o h ，由式o o w w h h γγ=，从而求得o γ。
4、 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算γθσd h cos 4= 式中，σ为表面张力系数；γ为液体的容重；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。
常温（C t ︒=20）的水，mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ，3/98.0mm dyn =γ。
水与玻璃的浸润角θ很小，可认为0.1cos =θ。
于是有 dh 7.29= ()mm d h 单位均为、 一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。
化工原理实验思考题参考答案
实验一:流体流动形态的观察与测定1、影响流体流动型态的因素有哪些?主要有流体的物理性质如密度、粘度、流速和流体的温度，管子的直径、形状和粗糙度等。
２、如果管子不是透明的,不能直接观察来判断管中的流体流动型态，你认为可以用什么办法来判断？可通过测试流体的流量求出其平均流速，然后求出Ｒe,根据Re 的大小范围来判断。
３、有人说可以只用流速来判断管中流体流动型态,流速低于某一具体数值时是层流,否则是湍流，你认为这种看法对否？在什么条件下可以由流速的数值来判断流动型态？这种看法不确切，因为只有管子的尺寸和流体的基本形状确定不变的情况下，此时Re 的大小只与流速有关,可以直接采用流速来判断。
实验二 柏努利方程实验1、 关闭阀A ，各测压管旋转时，液位高度有无变化?这一现象说明什么? 这一高度的物理意义又是什么？ 关闭阀A,各测压管旋转时,液位高度无变化;液位高度代表各测压点的总能量，即位压头、静压头之和，这一现象说明，流速为0,各点总能量不变，守恒.2、 点４的静压头为什么比点3大？点3的位置较点4高一些，即H ３位>H 4位,两点的总压头相等, Ｈ3静＜H 4静3、在测压孔正对水流方向时，各测压管的液位高度的物理意义是什么?流体流动时的总压头=静压头+动压头＋位压头4、为什么对同一点H >H '？为什么距离水槽越远,（H-H ')的差值越大?这一差值的物理意义是什么？Ｈ 代表阀门关闭时（u=0）时的液位高度,即为该测压点的总压头,为高位槽的高度H ０(基准面的总压头),H’为阀门打开时(u>０）时测压孔正对水流方向的液位高度，H‘=静压头+动压头+位压头，由于流体的流动产生一定的阻力损失H ｆ,造成总压头的降低，因此Ｈ＞Ｈ’。
H-H ’=H ｆ，即为损失压头，阻力损失与管子的长度成正比，因此距离水槽越远，（H-H ')的差值越大。
５、测压孔正对水流方向，开大阀A 流速增大,动压头增大，为什么测压管的液位反而下降？测压孔正对水流方向，Ｈ”＝静压头＋动压头+位压头＝Ｈ0-H f ,开大阀Ａ流速增大，动压头增加,由于Ｈf 与流速的平方成正比，流速增加，H f 增加，即部分静压头转化为阻力损失，H 0(基准面的总压头)不变时,测压点总压头减少，测压管的液位反而下降．6、将测压孔由正对水流方向转至与水流方向垂直，为什么各测压管液位下降？ 下降的液位代表什么压头?1、3两点及2、３两点下降的液位是否相等?这一现象说明什么?测压孔正对水流方向,H”＝静压头＋动压头+位压头;将测压孔与水流方向垂直,H”’=静压头+位压头, 测压管液位下降。
【实验】流体力学实验分析答案
【关键字】实验流体力学实验思考题解答（一）流体静力学实验1、同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？答：测压管水头指，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。
测压管水头线指测压管液面的连线。
从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。
2、当时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。
答：以当时，第2次B点量测数据（表1.1）为例，此时，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。
（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。
（3）在测压管5中，自水面向下深度为的一段水注亦为真空区。
这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为。
3、若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定。
答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度和，由式，从而求得。
4、如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算式中，为表面张力系数；为液体的容重；为测压管的内径；为毛细升高。
常温（）的水，或，。
水与玻璃的浸润角很小，可认为。
于是有一般说来，当玻璃测压管的内径大于时，毛细影响可略而不计。
另外，当水质不洁时，减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机玻璃作测压管时，浸润角较大，其较普通玻璃管小。
如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。
因为测量高、低压强时均有毛细现象，但在计算压差时。
相互抵消了。
5、过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平是不是等压面？哪一部分液体是同一等压面？答：不全是等压面，它仅相对管1、2及水箱中的液体而言，这个水平面才是等压面。
流体流动形态的观察与测定（雷诺实验）
实验一 流体流动形态的观察与测定（雷诺实验）一、实验目的：1、实际观察流体在管内作层流、湍流流动时的流动形态，并观察层流和湍流时的速度分布形式。
2、确立雷诺准数与层流和湍流的联系，并测出临界雷诺准数的大小。
3、初步掌握流动形态对化工过程的影响。
二、实验原理的说明：1、液体作滞流流动时，其质点作直线运动，且互相平行；湍流时质点紊乱地向各个方向作不规则运动，但流体的主体向一定的方向流动。
2、利用少量的带色指示液加入透明的玻璃管中，即通过指示液的流动形态来确定管道中流体的流动形态。
3、雷诺准数是确定流体流动类型的准数。
若流体在圆形管子内流动，则雷诺准数用下式表示。
μρμρ⋅⋅⋅=⋅⋅=s d V d u S Re 式中：d －管子内径[m]； s －管子的横截面积[m 2]； u －管内流速[m/s]； ρ－流体密度[kg/m 3]； μ－流体粘度[Pas]；Vs －流体的流量[m 3/s]对于一定温度的流体，在特定的圆管内流动，雷诺准数（Re)仅与流速有关。
改变流量，即可改变流速，也可改变流动的形态。
当流体的流动形态由层流转变为过渡流或湍流时，其雷诺准数即为临界雷诺准数；而其流速即是临界流速。
当管内流速高于临界值时，即有可能转变为湍流。
三、设备及流程说明实验装置如图所示，图中大槽为水槽，试验时水即由此进入玻璃管(玻璃管系观察流体流动的形态和层流时导管中流速分布之用)。
槽内之水由自来水管供给，水量由阀A 调节，槽内设有进水稳流袭置及溢流箱。
用以维持平稳而又恒定的液面，多余之水由溢流管排入水沟。
试验时打开阀C ，水即由高位槽进入玻璃管，经转子流量计后，排向排水管，可用C 阀调节水量，流量由转子流量计测出。
高位墨水瓶供贮存墨水之用，墨水由此经阀B 流入玻璃管，阀B 即墨水量的调节阀。
四、实验步骤1、检查水箱5中是否有水，高位墨水瓶中是否有沉淀；转子流量计中转子是否在下部，针孔有无堵塞。
在测试时，必须保证有溢流现象．2、观摩层流、湍流流动形态和层流、湍流时的速度分布。
流体力学实验报告思考题答案(2)
流体力学试验陈述思虑题答案试验三流量测量2、为什么Q盘算与Q现实不相等？因为Q盘算是在不斟酌水头损掉情形下,即按幻想液体推导的,而现实流体消失粘性必引起阻力损掉,从而减小过流才能.3、本试验中,影响文透利管流量系数大小的参数及身分有哪些？哪个参数最迟钝？试验五恒定流能量方程试验1、测压管水头线和总水头线的变更趋向有何不合？为什么？测压管水头线沿程可升可降,线坡可正可负.总水头线沿程只降不升,线坡恒为正.水在流淌进程中,根据必定鸿沟前提,动能和势能可互相转换.2、流量增长,测压管水头线有何变更？为什么？3、测点2..3和测点10.11的测压管读数分离说清楚明了什么问题？测点2.3位于平均流断面,标明平均流各断面上,其动水压强按静水压强纪律散布.测点10.11在弯管的遽变流断面上,标明遽变流断面上离心惯性力对测压管水头影响很大.4、答案：（1）减小流量.（2）增大喉管管径（3）下降相干管线的装配高程（4）改变水箱中的液体高度管道喉管的测压管水头随水箱水位同步升高,但水箱水位的升高对进步喉管的压强后果不显著.试验七管道局部阻力系数测定试验产生突扩局部阻力损掉的重要部位在突扩断面的后部.产生突缩水头损掉的重要部位是在突缩断面后.为了减小局部阻力损掉,在设计变断面管道几何鸿沟外形时应流线型化或试验八管道沿程阻力系数测定试验1、为什么压差计的水柱差就是沿程水头损掉？试验管道向下竖直装配,是否影响试验成果？在管道中的水头损掉直接反响与水头压力,测力水头两头压差就等于水头损掉.不影响试验成果.但压差计应垂直,假如在特别情形下无法垂直,可乘以竖直角度转化值.3、现实工作中的钢管中的流淌,大多为滑腻紊流或紊流过渡区,而水电站泄洪洞的流淌,大多为紊流阻力平方区,其原因安在？4、管道的当量光滑度若何测得？5、本次试验成果与莫迪图吻合与否？试剖析其原因.试验九雷诺试验2、雷诺数的物理意义是什么？为什么雷诺数可以用来判别流态？雷诺数等号右边的分子分母部分分离反应了流淌流体的惯性力和粘滞力的大小,是惯性力对粘滞力的比值.雷诺数小,反应了粘滞力感化大,对流体质点活动起束缚感化,到必定程度,质点互不混掺,呈层流;反之,则呈湍流.因为雷诺数表征流体流淌状况的特点,所以可用来判别流态.4、流态判据为何采取无量纲参数,而不采取临界流速？从广义上看,V不克不及作为流态改变的判据.式（1）能用指数的乘积来暗示,即个中K为某一无量纲系数.式（2）的量纲关系为于是无量纲数便成为了合适于任何管径,任何牛顿流体的流态改变的判据.根据试验测定,上临界雷诺数实测值在3000-5000规模内,与操纵快慢,水箱的紊动度,外界干扰等亲密相干,现实水流中,干扰老是消失的,故上临界雷诺数为不定值,无现实意义.。
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实验二 流体流型观测及临界雷诺数的测定
一.实验数据记录
1.实验设备基本参数： 试验导管内径d=Φ23mm
转子流量计 公称通径=25mm
2.实验数据记录：
二.1.查表知18℃水的相关物理参数如下：
密度 ρ= 998.5kg/m 3 黏度μ=1.05592
-⋅⋅m s mN
2.数据处理
17.88)898885908988(6
1
616111=+++++==∑=i i Q Q L ·h
-1
33.188)208181180191190180(6
1
6
16
2
22
=+++++==∑=i i Q Q L ·h
-1
由u d Q 24
π
=
,μ
ρ
du =
Re 知，d Q μπρ4Re =
代入数据得：
12821023100559.136005.9981017.884Re 333
1332
=⨯⨯⨯⋅⋅⨯⨯⋅⨯⋅⨯⨯=------m
m s N m kg s m π下
27381023100559.136005.9981033.1884Re 3
233
133=⨯⨯⨯⋅⋅⨯⨯⋅⨯⋅⨯⨯=------m
m s N m kg s m π上
三.实验误差分析
Re 文献理论值： 下临界值为下Re =2000，上限临界值为上Re =4000 实验产生误差的主要原因：
1.实验中未调节红墨水流量。
红墨水的注射速度应与主体流速相随，随水流速增加，需相应增加红墨水的注射流量。
这是实验产生误差的主要原因。
2.每次调节后，都要等到流动型态稳定后，再记录数据，这是实验产生误差的一个重要原
因。
3.由于个人对流体流型的判断差异，也是实验产生误差的主要原因。
4.实验前未对转子流量计进行标定，由于转子流量计具有恒压差，需进行系统读数校正，这也是引起读数误差的一个主要原因。
5.稳压水槽中的溢流水量，随着操作流量的改变需相应调节，既不能让水位下降亦不能发生泛滥。
稳压水槽中的水位变化会使流速不稳定也会产生一定误差。
6.实验中碰撞设备，操作应轻巧缓慢，大声说话等都会干扰流体的稳定状态。
7.实验中未检查针头。
针头位置应与液体流速平行且应位于管轴线上方为佳。
四.思考题
1．雷诺数的物理意义是什么？
答：雷诺数的物理意义是表征惯性力与黏性力之比。
惯性力加剧湍动，黏性力拟制湍动。
若流体的流速大或黏度小，Re 便大，表示惯性力占主导地位；雷诺数愈大，湍动程度愈激烈。
若流体的速度小或黏度大，Re 便小，小到临界值以下，则黏性力占主导地位。
2．有人说可以只用流体的速度来判断管中流体的流动形态，当流速低于某一具体数值是层流，否则是湍流，你认为这种看法对否,在什么条件下可以用流速来判断流体的流动形态？ 答：不对。
()μρ,,,Re u d f =，仅通过流体的速度来判断流体流型是不合理的。
只有对某一确定的流体，在相同的条件下，在一定的管径内流动时，才可以用流速u 来判断流体的流动形态。