流体力学实验指导书.docx

流体力学实验指导书.docx流体力学卖验指导书2013年5月流体力学实验是《流体力学》课程教学的重要环节。通过实验,可以对课堂讲授的理论知识加以巩固和进一步的验证,加强理论和实践的结合,同时可以培养学生实际动手能力和分析问题、解决问题的能力,为今后的科学研究打下基础。本实验指导书是根据教学大纲的要求,并结合实验室的具体设备编写的。实验内容包括水静压强实验,不可压缩流体定常流动动量方程实验,雷诺实验,管路沿程阻力实验,管路局部阻力实验,毕托管测速实验,文丘里流量计实验。这些实验可以使学生掌握流体力学的实验技术和测量技巧,为进行科学实验研究做准备。由于编者水平有限和实验设备的限制,书屮不足Z处在所难免,敬请读者批评指正。编者2013年4月实验1水静压强实验 1实验2不可压缩流体定常流动动量方程实验 3实验3 雷诺实验 6实验4管路沿程阻力实验 8实验5管路局部阻力实验 12实验6 毕托管测速实验 15实验7文丘里流量计实验 17实验8孔口与管嘴出流实验 18实验1水静压强实验一、 实验目的加深理解流体静力学基本方程及等压面的概念。理解封闭容器内静止液体表面压强及其液体内部某空间点的压强。观察压强传递现象。二、 。、实验原理对密封容器(即水箱)的液体表面加压时,设液体表面压强为Po,则Po>Pa,几为大气压强。从U形管中可以看到有压差产生,U形管与密封水箱上部连通的一面,液面下降,而与大气相通的一面,液面上升。密闭水箱内液体表面压强仇为:Po=几+加式中y——液体的重度;h一一U形管中液面上升的高度。当密闭水箱内压强Po下降时,U形管内的液面呈现相反的现象,即Po<P“这时密闭水箱内液面压强仇为:Po=几-加式中h一一U形管中液面下降的高度。四、 实验步骤关闭排气阀,用加压器缓慢加压,U形管出现压差ZV?。在加压的同时,观察左侧A、B管的液柱上升情况。由于水箱内部的压强向各个方向传递,在左侧的测压管中,可以看到由于A、B两点在水箱内的淹没深度h不同,在压强向各点传递时,先到A点后到B点。在测压管中反应出的是A管的液柱先上升,而B管的液柱滞后一点也在上升,当停止加压时,A、B两点在同一水平面上。打开排气阀,使液面恢复到同一水平面上。关闭排气阀,打开密闭容器底部的水门,放出一部分水,造成容器内压力下降,观察U形管屮液柱的变化情况。五、 分析和讨论液体表而压强几与表压强、真空度有什么关系?用该实验装置是否可以测出其他液体的重度?为什么?实验2不可压缩流体定常流动动量方程实验一、 实验目的测定管嘴喷射水流对平板或曲面板所施加的冲击力。测定动量修正系数,以及实验分析射流出射角度与动量力的相关性。将测出的冲击力与动量方程计算岀冲击力进行比较,加深对动暈方程的理解。二、 。设备性能与主要技术参数该实验设置主要由:流量计、水泵、实验水箱、管嘴、蓄水箱和平衡称等组成。流量计采用LZS—15(60—600)L/h0、水泵为增压泵,最高扬程:10m,最大流量:12L/min,转速2800r/min,输入功率120W。量器为平衡杆称,上面刻度每小格为2nun,秤上平衡游码为150go实验水箱由有机玻璃制成,顶部装有称重装置,内部则有实验平板与管嘴,英屮管嘴距平板距离为35mm,。容积:22Lo实验原理本实验装置给11!计算杠杆为平衡杆秤。讣算每个状态下的体积流量和质量流量、体积流量通过转子计算流量计直接得出读数,质量流量2v其中水的密度P”•可根据水温查的。计算每个状态下水射流冲击模型的当地速度u。由公式W0=2v/A) (m/s)计算管嘴出口处的水流速度,其中A。为喷嘴出口截面积(加)。在地心引力的作用下,水射流离开喷嘴后要减速,当水流射到模板上时,当地速度u应根据垂直向上抛运动的公式进行修正,即u=b_2和,式中s为从喷嘴出口到模板实际接触距离。六、实验流程图自循环供水装置由增压水泵和蓄水箱组合而成。水泵的开启、流量大小的调节均由阀门控制。水流经供水管供给实验水箱,溢流水经回水管流回蓄水箱。流经管嘴的水流形成射流,冲击试验平板,抗冲平板在射流冲力处于平衡状态。即水流动力F。冲击后的弃水经集水箱汇集后,再经上冋水管流出,最后经冋水流管流冋蓄水箱。七、试验方法与步骤1、 准备熟悉实验装置各部分名称、结构特征、作用性能,记录有关常数。2、 记录管嘴直径、实验模板直径和作用力力臂。3、 安装平面板,调节平衡锤位置,使杠杆处于水平状态接通电源启动泵,打开泵出口阀,使水从管嘴***向平板,导致计量杆的不平衡。记录下流量计的读数以及电子称的度数。重复步骤4,逐档调大进水流量,至少应调节5次这样