伯諾里方程實驗
一部分:實驗預習報告
一 、實驗目的要求
1.掌握恆定總流的能量方程。
2.掌握有壓管流中水動力學的能量轉換特性。
3.掌握漸變流過流斷面壓強分布。
4.認識離心慣性力對動水壓強的影響。
5.掌握管流流量、壓強等水動力學要素的實驗量測方法。
6.掌握有壓管流總水頭線、測壓管水頭線的繪製方法。
二、實驗原理
均勻流或漸變流過水斷面上的壓強分布服從於水靜力學規律。而當水流沿彎管運動時,由於離心慣性力作用,外側壓強大,內側壓強小,過水斷面上的壓強分布不再服從於水靜力學規律。
在實驗管路中沿管內水流方向取n個過水斷面。可以列出進口斷面至另一斷面的伯諾里方程式,從已設定的各斷面的測壓管中讀出測壓管水頭值,測出通過管路的流量,即可計算出斷面平均流速及流速水頭,從而即可得到各斷面測壓管水頭和總水頭。。
三、主要儀器裝置及耗材
主要實驗裝置:自迴圈能量方程實驗儀。實驗耗材:塑料管、調速器、量筒、秒錶等。
四、實驗方法與步驟
1.準備熟悉實驗裝置,記錄有關常數。
2.開啟水幫浦。
3.關閉調節閥,檢查所有測壓管水面是否齊平。如不平則需查明原因並加以排除。
4.開啟調節閥,觀察1)測壓管水頭線和總水頭線的變化趨勢;2)位置水頭、壓強水頭之間的相互關係;3)漸變流斷面上測點(2)、(3)的測壓管水頭是否相同;4)彎管斷面上測點(10)、(11)的測壓管水頭是否相同;5)當流量變化時測壓管水頭線和總水頭線如何變化。
5.當調節閥接近全開時,測計各測壓管液面讀數,同時用體積法測計流量。
6.改變流量,重複上述測量2次。
7.實驗完畢,關閉水幫浦,清理實驗桌面及場地。
第二部分:實驗過程記錄
水箱液面高程▽0= cm; 上管道軸線高程▽1= cm
管徑記錄表
測計測壓管水頭z+p/γ數值表單位:cm
第三部分:結果與討論
1. 計算流速水頭和總水頭。
流速水頭v2/2g計算表
總水頭z+p/γ+ v2/2g計算表單位:cm
2. 繪製最大流量下的總水頭線、測壓管水頭線。
動量定律實驗
一部分:實驗預習報告
一 、實驗目的要求
1.驗證恆定總流的動量方程;
2.通過對動量與流速、流量等因素間相關性的分析,進一步掌握動量守恆原理。
3.了解動量定律實驗儀原理、構造,進一步啟發與培養創造性思維的能力。
二 、實驗原理
根據恆定總流的動量方程
實驗中,在平衡狀態下,只要測得流量q和活塞形心水深h,由給定的管嘴直徑d和活塞直徑d,代入上式,便可驗證動量方程,並率定射流的動量修正係數β值。其中,測壓管的標尺零點已固定在活塞的圓心處,因此液面標尺讀數,即為作用在活塞圓心處的水深。
三、主要儀器裝置及耗材
主要實驗裝置:自迴圈動量定律實驗儀。實驗耗材:塑料管、調速器、水桶、秒錶、盤秤等。
四、實驗方法與步驟
1. 準備熟悉實驗裝置,記錄有關常數。
2. 開啟水幫浦。
3. 調整測壓管位置,使其垂直。
4. 測讀測壓管水位。
5. 用體積法測量流量,每次時間要求大於20秒。
6. 改變水頭重複實驗3次。
第二部分:實驗過程記錄
管嘴內徑d= cm 活塞直徑d= cm
γ=980 dny/ cm3 ρ=1g/ cm3
畢託管測速實驗
一部分:實驗預習報告
一 、實驗目的要求
1.通過對管嘴淹沒出流點流速係數的測量,掌握用畢託管測量點流速的技能;
2.了解畢託管的構造和適應性,並檢驗其測量精度。
二 、實驗原理
u= c= k
k= c
式中 u──畢託管測點處的點流速;
c──畢託管的校正係數;
h──畢託管全壓水頭與靜水壓頭差;
g=980 cm/s 2 。
u= 聯解上兩式可得c
式中 u──測點處流速,由畢託管測定;
── 測點流速係數;
h── 管嘴的作用水頭。
三、主要儀器裝置及耗材
主要實驗裝置:自迴圈畢託管測速實驗儀。實驗耗材:塑料管、調速器等。
四、實驗方法與步驟
1.準備熟悉實驗裝置,記錄有關常數。
2.開啟水幫浦。
3.對畢託管、比壓計進行排氣。
4.將畢託管放入靜水匣中,檢查畢託管比壓計是否齊平。
5.去掉靜水匣,將畢託管安放在正確位置上。
6.測讀測壓管讀數。
7.改變水頭重複實驗3次。
8.實驗完畢,關閉水幫浦,清理實驗桌面及場地。
第二部分:實驗過程記錄
記錄計算表
g=980cm/s2
雷諾實驗
一 、實驗目的要求
1.觀察實際液體流動的兩種形態——層流與紊流;
2.掌握臨界雷諾數的測定方法。
二 、實驗原理
re = = = kq
k =三、主要儀器裝置及耗材
主要實驗裝置:自迴圈雷諾實驗儀。實驗耗材:塑料管、調速器、量筒、秒錶、化學試劑等。
四、實驗方法與步驟
1.準備熟悉實驗裝置,記錄有關常數。
2.開啟水幫浦。
3.觀察實際液體流動的兩種形態——層流與紊流。
4.測定下臨界雷諾數。
(1)將調節閥全開,使管中呈完全紊流,再逐步關小調節閥使流量減小,當顏色水在全管剛呈現一穩定直線時,即為下臨界狀態。
(2)待管中呈現臨界狀態時,用體積法測定流量。
(3)根據所測定流量計算下臨界雷諾數。
(4)重複以上步驟測量不少於三次。
(5)同時測量水溫,從而求得水的運動粘度。
5.測定上臨界雷諾數。
逐步開啟調節閥,使管中水流由層流過渡到紊流,當顏色水剛開始散開時,即為上臨界狀態,測定上臨界雷諾數。
6.實驗完畢,關閉水幫浦,清理實驗桌面及場地。
第二部分:實驗過程記錄
記錄表第三部分:結果與討論
計算表孔口、管嘴出流實驗
一 、實驗目的要求
1.掌握孔口、管嘴出流的流速係數、流量係數、收縮係數、區域性阻力係數的量測技能;
2.通過對不同管嘴與孔口的流量係數測量分析,了解進口形狀對出流能力的影響。
二 、實驗原理
q=εa=μa
流量係數
收縮係數
流速係數
阻力係數1
三、主要儀器裝置及耗材
主要實驗裝置:自迴圈孔口、管嘴出流實驗儀。實驗耗材:塑料管、調速器、水桶、秒錶等。
四、實驗方法與步驟
1.準備熟悉實驗裝置,記錄有關常數。
2.開啟水幫浦。
3.開啟1#園角管嘴,待水面穩定後,測記水箱水位,用體積法測定流量,測量完畢,先旋轉水箱內的旋板,將1#園角管嘴進口蓋好,再塞緊橡皮塞。
4.依照上法,開啟2#直角管嘴,測記水箱水位和流量,觀察直角管嘴出流的真空。
4.依照上法,開啟3#圓錐形管嘴,測記水箱水位和流量以及直角管嘴出流的真空度。
5.依照上法,開啟4#孔口,測記水箱水位和流量,以及孔口收縮斷面直徑。
6.實驗完畢,關閉水幫浦,清理實驗桌面及場地。
第二部分:實驗過程記錄
記錄表第三部分:結果與討論
計算表明渠流動實驗
一 、實驗目的要求
1.掌握基本的測速工具(畢託管)和水位測量工具(測針)的效能和使用方法。
2.了解比壓計的構造、原理,掌握比壓計的使用方法。
3.掌握通過測量各垂線上的流速、水位,計算明渠斷面上的平均流速和流量的方法。
4.掌握明渠斷面上的流速分布的特徵。
二、實驗原理
畢託管、比壓計及水槽簡圖如下圖所示。
畢託管是由兩根同心圓的小管所組成。a管通頭部頂端小孔,b管與離頭部頂端為3d的斷面上的環形孔相通。環形孔與畢託管的園柱表面垂直,因此它所測得的是水流的勢能。
而a管卻正對流向,它所測得的是包括水流動能在內的全部機械能,在比壓計上所反映的水面差即為測點的流速水頭。
為了提高量測的精度,將比壓計斜放成角,若兩測壓管水面之間的讀數差為,則有,從而可以求得測點的流速表示式:
式中 c—流速修正係數,對不同結構的畢託管,其值由率定得之。
本實驗使用的畢託管,經率定。
1.垂線平均流速的計算
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