流体力学心得体会.docx
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流体力学心得体会
流体力学心得体会
篇一:
流体力学创新实验(终稿)
实验项目名称:
溢洪道流速流态分布测量实验实验类型:
自主创新实验
姓名及学号:
方平3110103076
其他小组成员:
钱晨辉王坤王婕支颖
指导教师:
章军军老师实验地点:
安中实验大厅时间:
20XX.12.21
溢洪道流速流态分布测量实验
一、实验背景
本工程下水库库区面积较大,蓄洪能力较强,而天然洪水相对较小,2000年一遇洪水24h洪量仅387万m3,经过调洪演算分析,水库可利用蓄洪能力较强的特点,选择操作简便、安全的开敞式溢洪道作为水库主要泄洪设施。
下水库溢洪道布置在右岸,采用岸边开敞式,堰顶高程同正常蓄水位,自由溢流。
溢洪道由进水渠、溢流堰、泄槽、挑流鼻坎及出水渠等组成。
溢洪道的泄槽轴线与坝轴线成82.46°夹角,溢洪道全长约268.75m。
进水渠底板高程79.00m,长41.05m,底宽为6m,进水渠轴线由10.55m长的直线段、20.5m长圆弧段、5m长的渐变段和5m长的直线段组成,圆弧半径为24m,进水渠采用梯形断面,两侧边坡开挖坡比为1:
0.5。
渐变段以前渠底及两侧设30cm厚混凝土衬砌。
控制段堰顶宽度6m,堰顶高程81.00m,堰顶下游堰面采用wES幂曲线,曲线方程y=0.2898x1.85,堰面曲线与反弧段相连,反弧半径5.0m,反弧末端高程78.58m。
堰面曲线原点上游由椭圆曲线组成,并与堰上游面相切。
溢流堰与两侧闸墩作为一个整体结构,闸墩顶高程与坝顶高程相同,挡墙顶部设交通桥,桥宽8m。
溢洪道泄槽纵坡1:
7.85,泄槽横断面采用矩形断面,两侧开挖边坡坡比为1:
0.5,泄槽边墙为衡重式挡墙。
泄槽底宽6m,混凝土底板厚50cm,底板基础设置锚筋及排水系统。
泄槽段衡重式边墙高度为2.5m,边墙及底板每约15m长设置垂直缝,并设止水。
泄槽中段有仙人洞断裂F9横穿,拟对其进行槽挖后回填混凝土处理。
溢洪道采用挑流消能,挑流鼻坎长6m,连续挑坎坎顶高程58.49m,反弧半径5.0m,挑角25°。
由于挑流鼻坎附近岩体为薄层状的瘤状泥质灰岩、页岩、泥质粉砂岩,物理力学性质较差,易风化,抗冲刷能力差,因此鼻坎后设长9m的平护坦,护坦混凝土衬砌厚0.5m,之后设一预挖冲坑,采用宽浅式结构,前段部分坡比为1:
3,斜坡及底部采用混凝土衬护,厚度为50cm,预挖冲坑顶高程为52.00m。
预挖冲坑以1:
4的坡比与天然河床相连,底部采用60cm厚干砌石护底并铺设土工布,出水渠长度约为58.60m。
二、实验目的
(1)、验证两种流量情况下溢洪道的泄流能力;
(2)、观测溢洪道各部位的流态;(3)、分析各部分流速及流态,提出相应建议。
三、模型设计及实验装置
根据试验目的和要求及溢洪道水工模型试验的具体情况,模型选用几何比尺:
λl=30。
以水工(专题)模型实验规程SL156-165-95及水工(常规)模型实验规程SL155-95为标准。
开敞式溢洪道主要受重力作用,选用佛汝德准则即重力相似准则设计,试验采用正态水工模型。
模型试验布置:
为保证试验目的和要求,模型范围为上游库区溢洪道进水口左右两侧约150米(包括坝段)和进水渠上游150米,下游冲坑上下游约200米。
库区为定床模型,下游冲坑设为局部动床模型。
流量由模型进水阀门控制。
试验时9m高的平水塔经引水管道,经稳水墙,进入模型试验区,经试验模型系统后流向回水廊道。
考虑到糙率相似和制作工艺,库区以混凝土抹面,溢洪道用机玻璃制作。
流量测量用电磁流量计。
试验完成后保留模型3个月以上,试验在模型在征得设计单位其同意后再拆除。
观测仪器:
超声波管道流量计,旋桨流速仪,针式毕托管流速测量仪,压差式测压电测仪等。
四、实验内容
实验的主要内容为观测在设计和校核工况下溢流堰面、泄槽及挑流鼻坎段流速分布、水面线及水流流态。
具体操作如下:
①、实验前准备。
启动模型装置,模拟水库蓄满水,检核各个部分是否正常运行,保证整个装置达到实验要求。
②、调整进入库区的管道流量。
用超声波管道流量计,测量管道流量,调整阀门,使流量达到设计流量或校核工况流量。
③、测量进水渠流速。
进水渠选取4个断面和堰顶断面(图在下文标出),每个断面取9个均匀分布点,用旋桨流速仪测流速大小及方向。
④、测量泄洪口河床流速。
沿流速方向每隔17cm取4个断面,每个断面取大约10个点,点与点间隔17cm,用旋桨流速仪测流速大小及方向。
⑤、数据检核。
五、数据记录与处理
(1)、原始数据整理
①、溢洪道进水渠相关流速数据(模型)
②、泄洪口河床流速数据(模型)
(2)、换算过程
已知模型与实际溢洪道的比例尺为1:
30,即?
L?
30,在重力相似条件下,
.5
,故只需将模型流速按此比例放大即流速的换算比例公式为?
V?
?
0L?
为实际流速。
(3)、经过换算后的实际数据整理(直接标示在图上)
①、溢洪道进水渠相关流速数据(实际)
篇二:
流体力学流动状态
中国石油大学(华东)流体力学实验报告
实验日期:
20XX-11-11成绩:
班级:
信息09-3班学号:
09071329姓名:
姜宣羽教师:
同组者:
何洋洋
实验六、流动状态实验
一、实验目的
1.测定液体运动时的沿程水头损失(2.绘制流态曲线(
二、实验装置
本室验的装置如图6-1所示。
本实验所用的设备有流态实验装置、量筒、秒表、温度计及粘温表。
hf
)及断面的平均流速(v)。
lghf?
lgv
)图,找出下临界点并计算临界雷诺数(
Rec)的值。
图6-1流态实验装置
;;;;;;
三、实验原理
1.液体在同一管道中流动,当速度不同时有层流、紊流两种状态。
层流的特点是流体各质点互不掺混,成线状流动。
紊流的特点是流体的各质点相互掺混,有脉动现象。
不同的流态,其沿程水头损失与断面平均流速的关系也不相同。
层流的沿程水头损失与断面平均流速的一次方成正比;紊流的沿程水头损失与断面平均流速的m(m=1.75~2.0)次方成正比。
层流与紊流之间存在一个过渡阶段,它的沿程水头损失与断面平均流速的关系与层流、紊流的不同。
2.当稳压水箱一直保持溢流时,实验管路水平放置且管径不变,流体在管内的流动为稳定流,此种情况下a点、B点的断面平均流速相等,即v1?
v2。
这时从a点到B点的沿程水头损失
hf
可由能量方程导出:
vpv
hf?
(z1?
?
1)?
(z2?
2?
2)
?
2g?
2gpp?
(z1?
1)?
(z2?
2)
p1
22
?
?
?
h1?
h2?
?
h
(1-6-1)
式中h1,h2——分别为a点、B点的测压管水头,由压差计中的两个测压管读出。
3.根据雷诺数判断流体流动状态。
雷诺数Re的计算公式为:
Re?
dv
?
(1-6-2)
式中d—圆管内径;V—断面平均流速;?
—运动粘度。
当当
四、实验要求
1.有关常数:
实验装置编号:
实验管内径:
d=1.0×10-2;水温:
T=
水的密度:
?
=998.11kg/m3;动力粘度系数:
?
=0.9810×10-3Pa?
s;运动粘度系数:
?
=0.9829×10-6m2/s。
2.实验数据记录处理见表6-1。
表6-1流动状态实验数据记录处理表
Re?
Rec(下临界雷诺数)时,为层流,其中Rec?
2000~2320;Re?
Rec'(上临界雷诺函数)时,为紊流,其中Rec'?
4000~12000。
以其中一组数据写出计算实例。
以第四组数据为例:
由Q?
V
得管内水流量t
Q4?
V950?
10?
6
?
?
36.012m3st26.38
已知实验管内径,由v?
Q
,代入得:
21
?
d
v4?
Q?
45.875?
10?
2ms
?
22?
3.14?
(1.0?
10)
4
dv
最后由雷诺数Re的计算公式Re?
?
得
?
?
2?
2dv1.0?
1045.875?
10
?
?
?
3663Re.87
?
6?
0.9829?
10
3.要求:
(1)在双对数坐标纸上绘制hf?
v关系曲线图
(2)确定下临界点,找出临界点速度vc,并写出计算(:
流体力学心得体会)临界雷诺数Rec的过程。
答:
观察如上双对数曲线图变化趋势可知,层流到紊流变化的下临界点为(22.681,2.2)临界速度为vc?
22.861?
10?
2m/s,由雷诺数计算公式Re?
dv
?
,
1.0?
10?
2?
22.861?
10?
2
?
?
2216.29即Rec?
?
6?
1.0315?
10
dvc
五、实验步骤
1.熟悉仪器,打开水泵开关启动抽水泵。
2.向稳压水箱充水,使液面恒定,并保持少量溢流。
3.在打开流量调节阀前,检查压差计液面是否齐平。
若不平,则须排气。
4.将流量调节阀打开,直至流量最大。
5.待管内液体流动稳定后,用量筒量测水的体积,并用秒表测出时间。
记录水的体积及所用的时间,同时读取压差计的液柱标高。
6.调小流量,在调节流量的过程中要一直观察压差计的液面变化,直到调至合适的压差,然后再重复步骤5,公测18组数据。
7.测量水温,利用《水的密度和粘度表》(见附录B)查出动力粘度?
和密度?
。
8.关闭水泵电源和流量调节阀,并将实验装置收拾干净整齐。
六、注意事项
1.在实验的整个过程中,要求稳压水箱始终保持少量溢流。
2.本实验要求流量从大到小逐渐调整,同时在实验过程中针形阀不得逆转。
3.当实验进行到过渡段和层流段时,要特别注意针形阀的调节幅度一定要小,使流量及压差的变化间隔小。
4.实验点分配要合理,在层流段、紊流段各测5个点,在过渡状态测6~8个点。
七、问题分析
1.液体流动状态及其转变说明了什么本质问题?
答:
说明了流体阻力产生的根本原因,即流体流动的过程中,质点的摩擦所表现出的粘性和指点的撞击所表现出的惯性。
2.为什么在确定下临界雷诺数Rec的实验过程中要求从大流量到小流量慢慢调节,且中间不得逆转?
答:
因为当流体的流动状态在层流与紊流之间变化的过程中,雷诺数有一个变化过程,本实验需要确定流量由大到小变化时,层流与过渡状态界限处的下临界雷诺数,实验过程中逆转流量,会使得临界值变化,引入实验误差。
3.为什么将临界雷诺数Rec作为判断流态的准数?
你的实测值与标准是否接近?
答:
因为在雷诺数规定的两种流动状态,分别由粘性与惯性作为阻力的主要部分,在临界雷诺数Rec前后,流体的流态变化明显,分为层流与紊流,因而利用临界雷诺数判断流体的流动状态。
八、心得体会
通过这次实验,我学会了如何测定液体运动时的沿程水头损失(hf)及断面的平均流速(v),和如何绘制流态曲线(lghf?
lgv)图,怎样能找出下临界点并计算临界雷诺数(Rec)的值。
学会使用流量实验装置。
实验过程中,需要几人配合,分工合理,还需要有很大的耐心,测定体积时做到尽量减
篇三:
流体静力学
中国石油大学(华东)工程流体力学实验报告
实验日期:
20XX.4.4成绩:
班级:
学号:
教师:
同组者:
实验一、流体静力学实验
一、实验目的:
填空
1.掌握用液式测压计测量
2.验证不可压缩流体,加深对位置水头、压力水头和测压管水头的
理解;
3.观察真空度(负压)的产生过程,进一步加深对真空度的理解;4.测定油的相对密度;
5.通过对诸多的能力。
二、实验装置
1、在图1-1-1下方的横线上正确填写实验装置各部分的名称
本实验的装置如图所示。
1.;2.;3.;4.;5.;6.;
;
;
10.;11.
图1-1-1流体静力学实验装置图
2、说明
1.所有测管液面标高均以零读数为基准;
2.仪器铭牌所注?
B、?
c、?
d系测点B、c、d标高;若同时取标尺零点作为力学基本方程的基准,则?
B、?
c、?
d亦为zB、zc、zd;
3.本仪器中所有阀门旋柄管轴线为开。
三、实验原理在横线上正确写出以下公式
1.在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程形式之一:
(1-1-1a)
形式之二:
p?
p0?
?
h(1-1b)
式中z——被测点在基准面以上的位置高度;
p——被测点的静水压强,用相对压强表示,以下同;p0——水箱中液面的表面压强;?
——液体重度;
h——被测点的液体深度。
2.油密度测量原理
当U型管中水面与油水界面齐平(图1-1-2),取其顶面为等压面,有
p01?
?
wh1?
?
oH(1-1-2)另当U型管中水面和油面齐平(图1-1-3),取其油水界面为等压面,则有
p02?
?
wH?
?
oH即
p02?
?
?
wh2?
?
oH?
?
wH(1-1-3)
h1
h2
w
图1-1-2图1-1-3
由(1-1-2)、(1-1-3)两式联解可得:
代入式(1-1-2)得油的相对密度do
H?
h1?
h2
(1-1-4)
根据式(1-1-4),可以用仪器(不用额外尺子)直接测得do。
四、实验要求填空
1.记录有关常数实验装置编号
各测点的标尺读数为:
?
Bcm;?
ccm;?
dcm;
基准面选在带标尺的测压管零刻度处;zccm;zdcm;2.分别求出各次测量时,a、B、c、d点的压强,并选择一基准验证同一静止液体内的任意二点c、d的(z?
p
?
)是否为常数?
3.求出油的重度。
5.完成表1-1-1及表1-1-2。
五、实验步骤
?
o=n/m3
4.测出6#测压管插入小水杯水中深度。
?
h6=3.65cm
填空
1.搞清仪器组成及其用法。
包括:
1)各阀门的开关;2)加压方法
关闭所有阀门(包括截止阀),然后用打气球充气;3)减压方法
开启箱底减压放水阀11放水;4)检查仪器是否密封
加压后检查测压管1,2,8的液面高程是否恒定。
若下降,表明漏气,应查明原因并加以处理。
2.记录仪器编号、各常数。
3.实验操作,记录并处理实验数据,见表1-1-1和表1-1-2。
4.量测点静压强。
1)打开通气阀4(此时p0?
0),记录?
0和面标高?
H(此时?
0?
?
H);
2)关闭及截止阀8,加压使之形成p0?
0,测记?
0及?
H;
3)打开,使之形成p0?
0(要求其中一次
pB
?
?
0,即
?
H?
?
B),测记?
0及?
H。
5.测出测压管6插入小水杯中的深度。
6.测定油的相对密度do。
1)开启通气阀4,测记?
0;
2)关闭,打气加压(p0?
0,微调放气螺母使U形管中水面与油水交界面齐平(图1-1-2),测记?
0及?
H(此过程反复进行3次)。
3)打开通气阀4,待液面稳定后,关闭所有阀门;然后开启降压(p0?
0,使U形管中的水面与油面齐平(图1-1-3),测记p0?
0(此过程亦反复进行3次)。
六、注意事项(填空)
1.用打气球加压、减压需缓慢,以防液体溢出以及及油珠吸附在管壁上;打气后务必关闭打气球下端阀门,以防漏气。
2.在实验过程中,装置的气密性要求保持良好。