流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板

1、流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：不可壓縮流體恒定流能量方程（伯努力方程）實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、 驗(yàn)證流體恒定總流的能量方程；2、 通過對(duì)動(dòng)水力學(xué)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)分析研討，進(jìn)一步掌握有壓管流中動(dòng)水力學(xué)的能量轉(zhuǎn)換特性；3、 掌握流速、流量、壓強(qiáng)等動(dòng)水力學(xué)水力要素的實(shí)驗(yàn)量測(cè)技能。二、 實(shí)驗(yàn)裝置1.自循環(huán)供水器 2. 實(shí)驗(yàn)臺(tái) 3.調(diào)速器 4.溢流板 5.穩(wěn)水孔板 6.恒壓水箱 7.測(cè)壓計(jì) 8.滑動(dòng)測(cè)量尺 9.測(cè)壓管10.實(shí)驗(yàn)管道 11.測(cè)壓點(diǎn) 12.畢托管 13.流量調(diào)節(jié)閥本儀器測(cè)壓管有兩種：1、 畢托管測(cè)壓管（表2.1中標(biāo)*的測(cè)壓管），用以測(cè)讀畢托管探頭對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)的總水頭（），須注意一般情況于斷面總水頭

2、H（）不同（因一般），它的水頭線只能定性表示總水頭變化趨勢(shì)；2、 普通測(cè)壓管（表2.1未標(biāo)*者），用以定量量測(cè)測(cè)壓管水頭。實(shí)驗(yàn)流量用閥13調(diào)節(jié)，流量由體積時(shí)間法（量筒、秒表另備）、重量時(shí)間法（電子稱另備）或電測(cè)法測(cè)量。三、 實(shí)驗(yàn)原理在實(shí)驗(yàn)管路中沿管內(nèi)水流方向取n個(gè)過水?dāng)嗝妗？梢粤谐鲞M(jìn)口斷面（1）至另一斷面（i）的能量方程式（i2，3，n）取，選好基準(zhǔn)面，從已設(shè)置的各斷面的測(cè)壓管中讀出值，測(cè)出通過管路的流量，即可計(jì)算出斷面平均流速及，從而即可得到各斷面測(cè)管水頭和總水頭。四、 實(shí)驗(yàn)方法與步驟1、 熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備，分清哪些測(cè)管是普通測(cè)壓管，哪些是畢托管測(cè)壓管，以及兩者功能的區(qū)別。2、 打開開關(guān)供水，使

3、水箱充水，待水箱溢流，檢查調(diào)節(jié)閥關(guān)閉后所有測(cè)壓管水面是否齊平。如不平則需查明故障原因（例連通管受阻、漏氣或夾氣泡等）并加以排除，直至調(diào)平。3、 打開閥13，觀察思考1）測(cè)壓管水頭線和總水頭線的變化趨勢(shì)；2）位置水頭、壓強(qiáng)水頭之間的相互關(guān)系；3）測(cè)點(diǎn)（2）（3）測(cè)管水頭同否？為什么？4）測(cè)點(diǎn)（12）（13）測(cè)管水頭是否不同？為什么？5）當(dāng)流量增加或減少時(shí)測(cè)管水頭如何變化？4、 調(diào)節(jié)閥13開度，待流量穩(wěn)定后，測(cè)記各測(cè)壓管液面讀數(shù)，同時(shí)測(cè)記實(shí)驗(yàn)流量（畢托管供演示用，不必測(cè)記讀數(shù)）。5、 改變流量2次，重復(fù)上述測(cè)量。其中一次閥門開度大到使19號(hào)測(cè)管液面接近標(biāo)尺零點(diǎn)。五、 實(shí)驗(yàn)成果及要求1、 記錄有關(guān)常

4、數(shù)均勻段 cm 縮管段 cm 擴(kuò)管段 cm表2.1 管徑記錄表測(cè)點(diǎn)編號(hào)1*23456*78*9101112*1314*1516*1718*19管徑 cm兩點(diǎn)間距cm4466413.5610291616注：（1） 測(cè)點(diǎn)6、7所在斷面內(nèi)徑為，測(cè)點(diǎn)16、17為，余均為。（2） 標(biāo)“*”者為畢托管測(cè)點(diǎn)（測(cè)點(diǎn)編號(hào)見圖2.2）。（3） 測(cè)點(diǎn)2、3為直管均勻流段同一斷面上的兩個(gè)測(cè)壓點(diǎn)，10、11為彎管非均勻流段同一斷面上的兩個(gè)測(cè)點(diǎn)。2、 記錄各點(diǎn)液面高程。3、 測(cè)量（）并記入表2.2。表2.2 測(cè)記（）數(shù)值表 基準(zhǔn)面選在標(biāo)尺的零點(diǎn)上 單位cm測(cè)點(diǎn)編號(hào)23457913151719Q/s實(shí)驗(yàn)次序124、 計(jì)算流

5、速水頭和總水頭5、 繪制上述成果中最大流量下的總水頭線E-E和測(cè)壓管水頭線P-P（軸線尺寸參見圖2.2，總水頭線和測(cè)壓管水頭線可以繪在圖2.2上）。圖2.2提示：1、 P-P線依表2.2數(shù)據(jù)繪制，其中測(cè)點(diǎn)10、11、13數(shù)據(jù)不用；2、 E-E線依表2.3（2數(shù)據(jù)繪制，其中測(cè)點(diǎn)10、11數(shù)據(jù)不用；3、 在等直徑管段E-E與P-P平行。 六、成果分析及討論1、 測(cè)壓管水頭線和總水頭線的變化趨勢(shì)有何不同?為什么？2、 流量增加，測(cè)壓管水頭線有何變化?為什么？3、 測(cè)點(diǎn)2、3和測(cè)點(diǎn)10、11的測(cè)壓管讀數(shù)分別說明了什么問題？4、 試問避免喉管（測(cè)點(diǎn)7）處形成真空優(yōu)哪幾種技術(shù)措施？分析改變作用水頭（如抬高

6、或降低水箱的水位）對(duì)喉管壓強(qiáng)的影響情況。5、 畢托管所顯示的總水頭線與實(shí)測(cè)制的水頭線一般都略有差異，試分析其原因。表2.3計(jì)算數(shù)值表（1）流速水頭管徑d（cm）Q （/s）Q （/s）Q （/s）A()v(cm/s)(cm)A()v(cm/s)(cm)A()v(cm/s)(cm)(2) 總水頭（） 單位：cm測(cè)點(diǎn)編號(hào)Q（/s）實(shí)驗(yàn)次序不可壓縮流體恒定流動(dòng)量定律實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、 驗(yàn)證不可壓縮流體恒定流的動(dòng)量方程；2、 通過對(duì)動(dòng)量與流速、流量、出射角度、動(dòng)量矩等因素間相關(guān)性的分析研討，進(jìn)一步掌握流體動(dòng)力學(xué)的動(dòng)量守恒定理；1.自循環(huán)供水器 2.實(shí)驗(yàn)臺(tái) 3.可控硅無級(jí)調(diào)速器 4.水位調(diào)節(jié)閥

7、5.恒壓水箱 6.管嘴 7.集水箱 8.帶活塞的測(cè)壓管 9.帶活塞和翼片的抗沖平板10.上回水管3、 了解活塞式動(dòng)量定律實(shí)驗(yàn)儀原理、構(gòu)造，進(jìn)一步啟發(fā)與培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的能力。二、 實(shí)驗(yàn)裝置自循環(huán)供水裝置1由離心式水泵和蓄水箱組合而成。水泵的開啟、流量大小的調(diào)節(jié)均由調(diào)速器3控制。水流經(jīng)供水管供給恒壓水箱5，溢流水經(jīng)回水管流回蓄水箱。流經(jīng)管嘴6的水流形成射流，沖擊帶活塞和翼片的抗沖平板9，并以與入射角成90°的方向離開抗沖平板?？箾_平板在射流沖力和測(cè)壓管8中的水壓力作用下處于平衡狀態(tài)?；钊涡乃羁捎蓽y(cè)壓管8測(cè)得，由此可求得射流的沖力，即動(dòng)量力Fo沖擊后的棄水經(jīng)集水箱7匯集后，再經(jīng)上回水管

8、10流出，最后經(jīng)漏斗和下回水管流回蓄水箱。 為了自動(dòng)調(diào)節(jié)測(cè)壓管內(nèi)的水位，以使帶活塞的平板受力平衡并減小摩擦阻力對(duì)活塞的影響，本實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)用了自動(dòng)控制的反饋原理和動(dòng)摩擦減阻技術(shù)，其構(gòu)造如下： 帶活塞和翼片的抗沖平板9和帶活塞套的測(cè)壓管8如圖所示，該圖是活塞退出活塞套時(shí)的分部件示意圖。活塞中心設(shè)有一細(xì)導(dǎo)水管a，進(jìn)口端位于平板中心，出口端伸出活塞頭部，出口方向與軸向垂直。在平板上設(shè)有翼片b活塞套上設(shè)有窄槽。 工作時(shí)，在射流沖擊力作用下，水流經(jīng)導(dǎo)水管a向測(cè)壓管加水。當(dāng)射流沖擊力大于測(cè)壓管內(nèi)水柱對(duì)活塞的壓力時(shí)，活塞內(nèi)移，窄槽關(guān)小，水流外溢減小，使測(cè)壓管內(nèi)水位升高，水壓力增大。反之，活塞外移，窄槽開大，水

9、流外溢增多，測(cè)壓管內(nèi)水位降低，水壓力減小。在恒定射流沖擊下，經(jīng)短時(shí)段的自動(dòng)調(diào)整，即可達(dá)到射流沖擊力和水壓力的平衡狀態(tài)。這時(shí)活塞處在半進(jìn)半出、窄槽部分開啟的位置上，過a流進(jìn)測(cè)壓管的水量和過外溢的水量相等。由于平板上設(shè)有翼片b，在水流沖擊下，平板帶動(dòng)活塞旋轉(zhuǎn)，因而克服了活塞在沿軸向滑移時(shí)的靜摩擦力。 為驗(yàn)證本裝置的靈敏度，只要在實(shí)驗(yàn)中的恒定流受力平衡狀態(tài)下，人為地增減測(cè)壓管中的液位高度，可發(fā)現(xiàn)即使改變量不足總液柱高度的±5（約0.51mm），活塞在旋轉(zhuǎn)下亦能有效地克服動(dòng)摩擦力而作軸向位移，開大或減小窄槽，使過高的水位降低或過低的水位提高，恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)。這表明該裝置的靈敏度高達(dá)0.

10、5%，亦即活塞軸向動(dòng)摩擦力不足總動(dòng)量力的5。三、 實(shí)驗(yàn)原理恒定總流動(dòng)量方程為 因滑動(dòng)摩擦阻力水平分力，可忽略不計(jì)，故x方向的動(dòng)量方程化為即 式中： 作用在活塞形心處的水深； 活塞的直徑； 射流流量； 射流的速度； 動(dòng)量修正系數(shù)。 實(shí)驗(yàn)中，在平衡狀態(tài)下，只要測(cè)得流量和活塞形心水深，由給定的管嘴直徑活塞直徑，代入上式，便可率定射流的動(dòng)量修正系數(shù)值，并驗(yàn)證動(dòng)量定律。其中，測(cè)壓管的標(biāo)尺零點(diǎn)已固定在活塞的圓心處，因此液面標(biāo)尺讀數(shù)，即為作用在活塞圓心處的水深。四、 實(shí)驗(yàn)方法與步驟1、 準(zhǔn)備 熟悉實(shí)驗(yàn)裝置各部分名稱、結(jié)構(gòu)特征、作用性能，記錄有關(guān)常數(shù)。2、 開啟水泵 打開調(diào)速器開關(guān)，水泵啟動(dòng)23分鐘后，關(guān)閉2

11、3秒鐘，以利用回水排除離心式水泵內(nèi)滯留的空氣。3、 調(diào)整測(cè)壓管位置 待恒壓水箱滿頂溢流后，松開測(cè)壓管固定螺絲，調(diào)整方位，要求測(cè)壓管垂直、螺絲對(duì)準(zhǔn)十字中心，使活塞轉(zhuǎn)動(dòng)松快。然后旋轉(zhuǎn)螺絲固定好。4、 測(cè)讀水位 標(biāo)尺的零點(diǎn)已固定在活塞圓心的高程上。當(dāng)測(cè)壓管內(nèi)液面穩(wěn)定后，記下測(cè)壓管內(nèi)液面的標(biāo)尺讀數(shù)，即值。5、 測(cè)量流量 用體積法或重量法測(cè)流量時(shí)，每次時(shí)間要求20秒左右。均需重復(fù)測(cè)三次再取平均值。6、 改變水頭重復(fù)實(shí)驗(yàn) 逐次打開不同高度上的溢水孔蓋，改變管嘴的作用水頭。調(diào)節(jié)調(diào)速器，使溢流量適中，待水頭穩(wěn)定后，按3-5步驟重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。五、 實(shí)驗(yàn)成果及要求1、 記錄有關(guān)常數(shù)。管嘴內(nèi)徑= ，活塞直徑= 。2、 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)參數(shù)記錄、計(jì)算表，并填入實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。六、 實(shí)驗(yàn)分析與討論1、 實(shí)測(cè)（平均動(dòng)量修正系數(shù)）與公認(rèn)值（=1.021.05）符合與否，如不符合，試分析原因。2、 帶翼片的平板在射流作用下獲得力矩，