水力学实验报告

开课实验室：城环学院2011年　5月　28日 学院 土木工程学院 年级、专业、班 姓名 成绩 课程名称 流体力学实验 实验项目名称 流体静力学 指导教师 教师评语 教师签名：年月日 一、实验目的1.验证静力学的基本方程。2.学会使用测压管与U型测压计的量测技能。3.理解绝对压强与相对压强及毛细管现象。4.灵活应用静力学的基本知识进行实际工程量测。二、实验原理 1.静力学基本方程静止流体中任意点的测压管水头相等，即式子为重力作用下的流体平衡方程，也成静力学基本方程。在重力作用下，静止流体中任一点的静压强p也可以写成如下形式第二个式子反映出静止液体中，任意点的静压强p随淹没深度h按线性规律变化。2.等压面连续的同种介质中，静压强值相等的各点组成的面称为等压面。质量力只为重力时，静止液体中，位于同一淹没深度的各点静止压强相等，因此在重力作用下静止液体中等压面是水平面，必须强调，等压面须是在同种均质且连续的静止液体中。3.绝对压强与相对压强流体压强的测量和标定有两种不同的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ，一种以完全真空时的绝对零压强为基准来计量的压强值称为绝对压强；另一种以当地大气压强为基准来计量的压强值称为相对压强。相对压强与绝对压强的关系是 三、使用仪器、材料盛水密闭容器、连通管、测压管、U型测压管、真空测压管、通气阀、截止阀、加压打气球、减压阀图1-2流体力学试验仪四、实验步骤1.熟悉仪器的使用方法2.记录仪器和各点标高，确立测试基准面测点标高：A、B、C点相对于带标尺测压管2的零点高程A=2.1cmB=－2.9cmC=－5.9cm测点位能：以容器底部D点的水平面为基准面，单位重量流体具有的位置势能为ZA=8cmZB=3cmZC=0水的容重：γ=ρg=9.807N/cm33.测量各点静压强①关闭放水阀，打开通气阀，记录水箱液面标高o和测管液面标高H②关闭通气阀和截止阀，捏压加压打气球，使PO>0，加压3次，测记o及H③关闭通气阀和截止阀，开启减压放水阀，使PO<0，减压3次，测记o及H4.测定油容量①开启通气阀，使PO=0，即测压管液面与水箱液面齐平后再关闭通气阀和截止阀，加压打气球，使PO>0，并使U型测压管中的油水界面略高于水面，然后微调加压打气球的微调螺母，使U型测压管中的油水界面齐平于水面，测记o及H，，此过程重复3次，3次的测试误差控制在小于2mm，取平均值，计算H－o=h1②开启通气阀，使PO=0，即测压管液面与水箱液面齐平后再关闭通气阀和截止阀，开启放水阀减压，使PO<0，并使U型测压管中的油面略高于水面，然后微调加压打气球的微调螺母，使U型测压管中的油面齐平于水面，测记o及H，，此过程重复3次，3次的测试误差控制在小于2mm，取平均值，计算H－o=h1图1-3油水界面齐平于水面图1-4水面与油面齐平五、实验过程原始记录(数据、图 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 、计算等)流体静压强测量记录及计算表如下 液面条件 序号 水箱液面 测压管液面 压强水头 测压管水头 p0=0 1 7.8 7.8 5.7 10.7 13.7 13.7 13.7 p0>0 1 7.8 11.8 9.71 14.71 17.71 17.71 17.71 2 7.8 14.3 12.2 17.2 20.2 20.2 20.2 3 7.8 18.55 16.45 21.45 24.45 24.45 24.45 p0<0 1 7.8 6.94 4.84 9.84 12.84 12.84 12.84 2 7.8 5.85 3.75 9.758 11.75 11.75 11.75 3 7.8 4.68 2.58 7.58 10.58 10.58 10.58 液面条件 序号 水箱液面 测压管液面 p0>0 1 7.8 20.6 12.8 12.9 2 7.8 20.75 12.95 3 7.8 20.7 12.9 p0<0 1 7.8 4.9 2.9 2.857 2 7.8 4.95 2.85 3 7.8 4.98 2.82 六、实验结果 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 及讨论实验结果讨论1为了避免毛细管的影响，测压管管径应该大于10mm，同时在读数时以凹液面的底部为准，视线水平。2静止液流中，不同断面测压管水头相等。3等压面：,在重力作用下静止液体中等压面是水平面；若有惯性力，等压面为一斜面；若流体做匀速转动，等压面为旋转抛物面。4当，当，实验结果分析（1）通过实验再次深刻理解静力学的基本方程。（2）本次实验学会使用测压管与U型测压计，以及绝对压强，相对压强，真空值的转换（3）对等压面也有了深刻的理解。在重力作用下静止液体中等压面是水平面；若有惯性力，等压面为一斜面；若流体做匀速转动，等压面为旋转抛物面。能量方程实验报告开课实验室：城环学院2011年05月　31日 学院 土木 年级、专业、班 姓名 成绩 课程名称 流体力学实验 实验项目名称 能量方程实验 指导教师 教师评语 教师签名：年月日 一、实验目的1、当流体在管内作定常流流动时，观察压力水头（）和速度水头（）的沿途变化规律，从而加深对能量方程的理解。2、观察测量流体流动时的水头变化,验证能量方程的正确性。 二、实验原理实际流体在流动过程中处理遵循质量守恒定律外，必须遵循动量定理。质量守恒定律在一维总流中的应用连续性方程，动能定理在一维总流中的应用为能量方程：连续性方程：Q1=Q2=V1A1=V2A2能量方程：能量方程必须满足的条件：①总流为匀质不可压缩的恒定流体；②质量力只有重力；③所选取的计算断面必须为渐变流断面或均匀流断面，但两断面之间可以有急变流段；④总流没有机械能的输入与输出;⑤总流没有分流与汇流。三、使用仪器、材料浙江大学水力学实验装置，测压管，毕托管，水箱，电源，漏斗，电子天平，水桶。如图2-2能量方程试验仪四、实验步骤1：记录实验参数▽0=47.5cm，▽上=47.5cm，▽下=0，d1=1.37cm,d2=1.00cm,d3=2.00cm.2:通电之后，是水箱充水，全部排开水箱以及管道中的气体，校零，允许误差小于等于1mm.3：测试：全开阀门，待流动稳定后测定各点的测压管水头记录入表一，测量流量。4：测试：调小流量，待流动稳定后测定6/7,8/9,12/13,14/15,16/17,18/19的值记录入表二中。5：比较均匀流与非均匀流断面的测压管水头值。五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等) 数据记录以及计算如下表: 测点 位置水头Z 压强水头P/γ 流速水头V2/(2*ρ) 测压管水头HP=Z+P/γ 总水头H=HP+V2/(2*ρ) 测压管水头差▽HP=HP前-HP后 水头损失▽H=H前-H后 1 / ／ ／ ／ ／ ／ ／ 2 20 15.7 9.16 36.2 45.36 -0.2 0.2 3 20 16.0 9.16 36.0 45.16 -1.0 1.00 4 20 15.0 9.16 35.0 44.16 -1.1 1.10 5 20 13.9 9.16 33.9 43.06 -27.48 4.31 6 20.5 / / / / 7 20 -13.6 32.27 6.42 38.69 13.48 9.17 8 20.5 / / / / 9 20 0.4 9.16 20.4 29.56 0 0 10 20 0.4 9.16 20.4 29.56 ／ ／ 11 20 -7.4 9.16 12.6 21.76 ／ ／ 12 10 / / / / 13 10 6.3 9.16 16.3 25.46 -0.7 0.7 14 0.5 / / / / / 15 0 9.6 9.16 9.6 18.76 3.00 4.14 16 0 / / / / 17 0 12.6 2.02 12.6 14.62 -8.6 1.40 18 0 / / / / / 19 0 4.0 9.16 4.0 13.16 / 测点 6（7） 8（9） 12（13） 14（15） 16（17） 18（19） 毕托管读数 44.5 30.5 26.4 19.2 16.2 14.8 测压管读数 6.42 20.4 16.3 9.6 12.6 4.0 流速水头 273.2 140.7 140.6 137.2 84 145.5测压管水头线与总水头线如图六、实验结果分析及讨论实验思考题讨论：（1）均匀流断面压强分布服从静止液体压强分布规律；渐变流断面压强分布基本服从静止液体压强分布规律；急变流断面压强分布不服从静止液体压强分布规律。（2）实际液流总水头不可能上升，但测压管水头有可能上升，流速沿程随截面而变化，各部分能量可以相互转化。（3）结合能力方程和连续性方程就可以求解个点的流速。（4）在误差范围内还可以应用。（5）局部水头损失产生在流动边界急剧变化的急变流段，沿程水头损失产生在边界沿程不变的均匀流和渐变流段。《局部水头损失》实验报告开课实验室：城环学院2011年06月07日 学院 土木工程学院 年级、专业、班 姓名 成绩 课程名称 流体力学实验 实验项目名称 局部水头损失实验 指导教师 教师评语 教师签名：年月日 一、实验目的1;了解局部水头的概念。2：掌握局部水头损失的测验方法，加深局部水头损失的概念。3：加深对局部阻力损失机理的理解。二、实验原理1.突然扩大　　　理论 公式：2．突然缩小　经验公式：           三、使用仪器、材料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.溢流板；6．稳水孔板；7．突然扩大实验管段；8．测压计；9．滑动测量尺；10．测压管；l1.突然收缩实验管段；12．实验流量调节阀四、实验步骤1：接通电源，全开阀门，排空水箱里面的空气，关闭阀门，等待一段时间，直到1-6管的液面齐平，开始实验。2：打开阀门，待各管液面下降，控制6管的液面在恰好可以读数且不大的范围，记录此时各管的液面高度。3：用水头接水管10秒钟内流过的水，称量水的质量。4：减小流量，使得6管的液面上升1.5cm左右，记录各管的液面高度。5：重复步骤4五次，记录入表格中。6：关闭阀门，检查所有的水管的，发现液面齐平，实验结果合理，实验结束。 五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)原始记录如下：D1=0.96cm,D2=1.97cm,D3=0.98cm. 序号 体积V/cm3 时间t/s 流量Q/(cm3/s) 1 2 3 4 5 6 1 2322 22.3 104.12 16.2 19.9 19.6 19.5 5.1 3.4 2 1824 17.6 103.64 17.0 20.6 20.4 20.3 6.4 4.9 3 1846 18.4 100.33 17.8 21.3 20.1 19.9 7.6 6.1 4 2458 22.8 107.81 18.4 21.8 21.5 21.3 8.6 7.2 5 2262 23.5 96.26 19.2 22.4 22.2 22.1 9.9 8.4数据处理结果如下表： 前断面 后断面 实测局部hj 实测局部ξ 理论hj 序号 流量Q V2/(2g) 总水头H V2/(2g) 总水头H 前后断面沿程阻力hf 突扩 1 104.12 10.557 26.27 0.5953 20.50 0.075 5.695 9.567 6.138 2 103.64 10.460 27.46 0.5899 21.19 0.05 6.220 10.54 6.082 3 100.33 9.8023 27.60 0.5528 21.85 0.30 5.450 9.859 5.700 4 107.81 11.319 29.72 0.6383 22.44 0.075 7.205 11.29 6.551 5 96.26 9.023 28.22 0.5089 22.91 0.05 5.260 10.34 5.246 突缩 1 104.12 0.5953 20.10 9.721 14.82 0.1 5.18 0.533 3.655 2 103.64 0.5899 20.89 9.632 16.03 0.1 4.76 0.494 3.622 3 100.33 0.5528 20.45 9.027 16.63 0.2 3.62 0.401 3.394 4 107.81 0.6383 21.94 10.423 19.02 0.2 2.72 0.261 3.919 5 96.26 0.5089 22.61 8.309 18.21 0.1 4.30 0.518 3.124理论扩大ξ=0.581理论缩小ξ=0.376六、实验结果及分析（1）突然扩大：突然缩小：（2）突然扩大的局部阻力系数与雷诺数的大小无关。（3）当A1/A2>0.5时，;当A1/A2<0.5时，;(4)局部水头损失主要在于流束边界的变化引起的漩涡区。（5）本次试验数据合理，达到了预期的目的，对局部水头损失的测量以及局部水头损失的概念有了一个更加深刻的认识和理解。《不可压缩液体恒定流动量方程与孔口管嘴出流》实验报告开课实验室：城环学院2011年06月14日 学院 土木工程学院 年级、专业、班 姓名 成绩 课程名称 流体力学实验 实验项目名称 恒定孔口管嘴出流实验 指导教师 教师评语 教师签名：年月日 1、实验目的孔口管嘴出流实验目的：1、掌握测定薄壁孔口与管嘴出流的断面收缩系数ε、流量系数μ的测量方法；2、观察各种典型孔口及管嘴自由出流的水力现象，并通过对不同管嘴与孔口的流量系数测量分析，了解进口形状对过流能力的影响，及相关水力要素对孔口出流能力的影响。2、实验原理孔口管嘴出流实验原理在盛有液体的容器侧壁上开一小孔，液体质点在一定水头作用下，从各个方向流向孔口，并以射流状态流出，由于水流惯性作用，在流经孔口后，断面发生收缩现象，在离孔口1/2直径的地方达到最小值，形成收缩断面。若在孔口上装一段短管，此时水流的出流现象便为典型的管嘴出流。当液流经过管嘴时，在管嘴进口处，液流仍有收缩现象，使收缩断面的流速大于出口流速在恒定流条件下，应用能量方程可得孔口与管嘴自由出流方程：Q=A(2g)1/2=A(2g)1/2流量系数μ=Q/[A(2g)1/2]收缩系数ε=d2c/d2 3、使用仪器、材料孔口管嘴出流实验装置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、供水管；6、回水管；7、孔口管嘴：8、防溅旋板；9、测量孔口射流收缩直径的移动触头；10、回水槽；11、标尺；12、测压管。动量方程实验装置1.自循环供水器；2.实验台；3.可控硅无级调速器；4.水位调节阀；5.恒压水箱；6．管嘴7.集水箱；8.带活塞的测压管；9.带活塞和翼片的抗冲平板；10．上回水管4、实验步骤孔口管嘴出流实验步骤：1、记录实验常数，各孔口管嘴用橡皮塞塞紧。2、打开调速器开关，使恒压水箱充水，至溢流后，再打开圆角管嘴，待水面稳定后，测定水箱水面高程标尺读数H，用体积法测定流量Q（时间尽量长些，要在15秒以上，以求准确)。3、依照上法，打开管嘴，测记水箱水面高程标尺读数H及流量Q。4、依次打开圆锥形管嘴，测量H及Q。5、打开孔口。观察孔口出流现象，测量H及Q，并测记孔口收缩断面的直径。然后改变孔口出流的作用水头，观察孔口收缩断面直径随水头变化的情况。6、关闭开关，清理实验桌面及场地。不可压缩液体恒定流动量方程实验步骤1.开启水泵：打开调速器开关，水泵启动2～3分钟后，关闭2～3秒钟，以利用回水排除离心式水泵内滞留的空气。　　2.调整测压管位置：待恒压水箱满顶溢流后，松开测压管固定螺丝，调整方位，要求测压管直、螺丝对准十字中心，使活塞转动松快。然后旋转螺丝固定好。　　3.测读水位：标尺的零点已固定在活塞圆心的高程上。当测压管内液面稳定后，记下测压管内液面的标尺读数，即hc值。　　4.测量流量：利用体积法，在上回水管的出口处测量射流的流量，流量时间要求在15～20秒以上，可用塑料桶等容器，通过活动漏斗接水，再用重量法测定流量。　　5.改变水头重复实验：逐次打开不同高度上的溢水孔盖，改变管嘴的作用水头。调节调速器使溢流量适中，待水头稳定后，按3—5步骤重复进行实验。　　 五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)实验原始数据记录如下：D1=D3=1.19D2=D4=1.20H1=H2=19.00H3=H4=12.00 次数 体积 实际流量 水箱液面读数 作用水头 理论流量 流量系数 1 3362 16.2 226.05 23.55 238.91 0.946 2 3242 16.2 200.12 23.55 424.95 0.824 3 4208 16.6 253.49 30.5 271.45 0.934 4 2682 16.5 162.55 30.5 276.03 0.589Q1=V1/T1=3386/15.80=214.30Q=其余的重复计算六、实验结果及分析（1）孔口出流与管嘴出流流量系数综合反映了水流收缩和水头损失对流量的影响。（2）圆锥型管嘴已形成真空，流束发生收缩，流体与管壁分离，形成漩涡场产生真空现象。（3）不同管嘴的不同，因此流量系数也不同。越大越小。