流体力学实验报告材料.docx
《流体力学实验报告材料.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《流体力学实验报告材料.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
流体力学实验报告材料
重庆大学
学生实验报告
实验课程名称流体力学实验
开课实验室流体力学实验室
学院动力工程学院
年级10级专业班热能4班
学生姓名王鹏学号20103966
开课时间2011至2012学年第二学期
总成绩
教师签名
城环学院制
《流体力学》实验报告
开课实验室：
流体力学实验室2012年 4月 7日
学院
动力工程学院
年级、专业、班
10级热能4班
姓名
成绩
课程
名称
流体力学实验
实验项目
名称
流体静力学实验
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形测压计的量测技能。
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、重力作用下不可压缩流体静力学方程Z+p/γ=C
2、静压强分布规律p=po+γh
三、使用仪器、材料
流体静力学实验仪、烧杯、漏斗、水、煤油。
四、实验步骤
1、记录参数：
测点标高abc
基准面选在：
自由液面，测点位能ZaZbZc
水容重：
9.807×10-3N/cm3
2、步骤
（1）p0=0,测0、H
打开通气阀，是水箱液面与大气相通，此时p0=0，测水箱液面高程0，测压管液面高程H（此时0=H）
（2）p0>0，共加压3次，每次测定0、H（累计加压）
（3）p0<0，共减压3次，每次测定0、H（累计加压）
3、油容重的测定：
（1）测计h1，共测三次0、H，计算h1=|0-H|
关闭通气阀，大气加压，使U型管内水面与油水界面齐平，测
（2）测计h2，共测三次0、H，计算h2=|0-H|
关闭通气阀，打开放水阀，慢慢防水，直至U型管内水面与油面齐平，关闭放水阀，测
计算h2。
五、实验过程原始记录（数据、图表、计算等）
表1.1流体静压强测量记录表单位：
cm
液面
条件
序
号
水箱液面
▽0
测压管2页面
▽2
测压管水头
压强水头
pa/γ=▽2-▽a
pb/γ=▽2-▽b
pc/γ=▽2-▽c
Za+pa/γ
Zb+Pb/γ
Zc+pc/
γ
P0=0
1
P0>0
1
2
3
P0<0
1
2
3
表1.2油容重测量记录表
条件
序号
水箱液面▽0
测压管液面▽2
|▽2-▽0|
|▽2-▽0|的平均值
γｓ＝
γ
（ Ｎ／ｃｍ３）
P0>0且Ｕ型管中水面与油水交界面齐平
1
h1=
2
3
P0<0且Ｕ型管中水面与油水交界面齐平
1
h2=
2
3
计算：
以水箱液面为基准面。
由公式：
Z+p/γ可以计算出各点的压强水头，结果如表。
由公式：
γｓ＝
γ，又γ=0.009807Ｎ／ｃｍ３。
结果如下表：
六、实验结果及分析
《流体力学》实验报告
开课实验室：
DA1262011年4月 18日
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
不可压缩流体恒定流动的能量方程实验
指导教师
教师评语
教师签名：
年月日
一、实验目的
1、掌握均匀流的压强分布规律以及非均匀流的压强分布特点；
2、验证不可压缩流体恒定流动中各种能量间的相互转换；
3、学会使用测压管与测速管测量压强水头、流速水头与总水头；
4、理解毕托管测速原理。
二、实验原理
流线为平行线的流动为均匀流，流线不平行的流动为非均匀流。
对于恒定均匀流，元流上流体流速沿程不产生变化，无加速度产生。
非均匀流相反，元流上流通流速不断变化，有加速度产生，由此引起的惯性力不容忽略。
根据流线变化是否强烈，非均匀流又分为急变流与突变流，近似平行时，称渐变流；流线变化剧烈时称急变流。
均匀流、非均匀流上的压强分布规律各自不同。
由于渐变流流线变化较缓并近似平行，通常近似按均匀流处理。
均匀流、渐变流同一断面的压强分布规律满足如下的计算公式：
z+p/
g=c但是非均匀流同一断面的压强不满足此式，也不能用能量方程求解，它根据流线弯曲方向不同而不同。
当其惯性力与重力出现叠加时压强增大，这种情况出现在流体流动的凹岸；当惯性力与重力出现削减时压强减少，它出现再流体流动的凸岸，因此，凹岸压强大，凸岸压强小。
实际流体在流动过程中除遵循质量守恒原理外，必须遵循动量定理，质量守恒原理在一维总流中的应用为总流的连续性方程，动能定理在一维总流中的应用为能量方程。
如下所示
实际流体中，总水头线始终沿程降低，实验中可以从测速管的液面相对于基准面的高度读出。
测压管水头等于总水头减其流速水头。
Z+p/
g=H-a
/2g,断面平均流速用总水头减去该断面的测压管水头得到：
av
/2g=H-（z+p/
g）.
三、使用仪器、材料
自循环供水器、恒压水箱、溢流板、稳水孔板、可控硅无级调速器、实验管道、流量调节阀、接水阀、接水盒、回水管测压计。
四、实验步骤
1、熟悉实验仪器，分清普通测压管和测速管及两者功能上的区别。
2、打开电源，启动供水系统，水箱供水至溢流，排净实验管道内的空气后关闭流量调节阀。
检查所有的测压管液面是否齐平，若不平需查明原因并排除气体。
3、全开流量调节阀，使测压管19液面尽可能接近标尺零点，待流动稳定后记录测压管与测速管液面读数，同步定时测量时段流出水体的体积，并计算流量2至3次取平均。
4、逐级调剂流量调节阀的开度，调节流量，待流动稳定后，测读测压管与测速管页面读数，按与步骤3相同的方法同步测量流量。
改变流量调节阀的开度，测取3组不同的流量，计入表。
5、实验完毕后，先关闭流量调节阀，检查所有的测压管页面是否齐平，若不表明实验有故障，应排除故障重新实验。
确认无误后关闭电源，将仪器回复到实验前状态。
6、比较均匀流与非均匀流断面的测压管水头值。
7、分析计算各断面的流速水头、测压管水头与总水头，从而计算沿程水头损失与局部水头损失，并比较突然扩大与突然缩小的测压管水头及其水头损失。
8、在均匀流断面上，推求测速管处的流速，将测试与计算成果列于表中。
水箱面高程
=47.60cm直径
五、实验过程原始记录（数据、图表、计算等）
测点液面读数于断面能量转换的测算表单位：
cm
测点
管径d
位置水头
Z
压强水头p/γ
流速水头v
/2g
测压管水头z+p/γ
总水头H
测压管水头差△（z+p/γ）
水头损失h
=-
=
1
1.37
20.00
20.44
6.86
40.44
47.30
2
1.37
20.50
15.70
6.86
36.20
43.06
11.40
4.66
3
1.37
20.00
16.40
6.86
36.40
43.26
-0.20
-0.02
4
1.37
20.00
15.50
6.86
35.50
42.36
0.90
0.90
5
1.37
20.00
14.20
6.86
34.20
41.06
1.30
1.30
6
1.00
20.00
12.92
12.88
32.92
45.80
7.52
1.50
7
1.00
20.00
-14.0
12.88
6.00
18.88
28.20
22.18
8
1.37
20.00
13.04
6.86
23.04
29.90
9.88
15.90
9
1.37
20.00
14.40
6.86
24.40
31.26
-8.40
-12.38
10
1.37
20.00
15.00
6.86
25.00
31.86
11
1.37
10.00
2.90
6.86
12.90
19.76
12
1.37
10.00
9.94
6.86
19.94
26.80
4.10
3.10
13
1.37
0.00
16.50
6.86
16.50
23.36
-3.60
-4.60
14
1.37
0.00
12.74
6.86
12.74
19.60
0.16
7.20
15
1.37
0.00
9.80
6.86
9.80
16.66
6.70
6.70
16
2.00
0.00
13.18
3.22
13.18
16.40
-0.44
3.50
17
2.00
0.00
12.80
3.22
12.80
16.02
-3.00
0.44
18
1.37
0.00
7.84
6.86
7.84
14.70
5.34
1.70
19
1.37
0.00
3.90
6.86
3.90
10.76
-8.90
5.26
毕托管测速计算表
编号
6
8
12
14
16
18
备注
测速管读速
45.10
34.60
31.90
26.00
23.70
22.40
测压管读速
16.80
27.30
24.10
18.90
21.40
14.70
点流速u
2.35
0.85
0.87
0.83
0.47
0.92
五、实验过程原始记录（数据、图表、计算等）
测点液面读数于断面能量转换的测算表单位：
cm
测点
管径d
位置水头
Z
压强水头p/γ
流速水头v
/2g
测压管水头z+p/γ
总水头H
测压管水头差△（z+p/γ）
水头损失h
=-
=
1
1.37
20.00
20.44
6.86
40.44
47.30
2
1.37
20.50
15.70
6.86
36.20
43.06
11.40
4.66
3
1.37
20.00
16.40
6.86
36.40
43.26
-0.20
-0.02
4
1.37
20.00
15.50
6.86
35.50
42.36
0.90
0.90
5
1.37
20.00
14.20
6.86
34.20
41.06
1.30
1.30
6
1.00
20.00
12.92
12.88
32.92
45.80
7.52
1.50
7
1.00
20.00
-14.0
12.88
6.00
18.88
28.20
22.18
8
1.37
20.00
13.04
6.86
23.04
29.90
9.88
15.90
9
1.37
20.00
14.40
6.86
24.40
31.26
-8.40
-12.38
10
1.37
20.00
15.00
6.86
25.00
31.86
11
1.37
10.00
2.90
6.86
12.90
19.76
12
1.37
10.00
9.94
6.86
19.94
26.80
4.10
3.10
13
1.37
0.00
16.50
6.86
16.50
23.36
-3.60
-4.60
14
1.37
0.00
12.74
6.86
12.74
19.60
0.16
7.20
15
1.37
0.00
9.80
6.86
9.80
16.66
6.70
6.70
16
2.00
0.00
13.18
3.22
13.18
16.40
-0.44
3.50
17
2.00
0.00
12.80
3.22
12.80
16.02
-3.00
0.44
18
1.37
0.00
7.84
6.86
7.84
14.70
5.34
1.70
19
1.37
0.00
3.90
6.86
3.90
10.76
-8.90
5.26
毕托管测速计算表
编号
6
8
12
14
16
18
备注
测速管读速
45.10
34.60
31.90
26.00
23.70
22.40
测压管读速
16.80
27.30
24.10
18.90
21.40
14.70
点流速u
2.35
0.85
0.87
0.83
0.47
0.92
六、实验结果及分析
《流体力学》实验报告
开课实验室：
流体力学实验室2012年 4月 27日
学院
动力工程学院
年级、专业、班
10级热能4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、掌握三点法、四点法测量局部水头损失与局部阻力系数的技能；
2、验证圆管突然扩大局部阻力系数公式及突然缩小局部阻力系数经验公式；
3、加深对局部水头损失机理的理解。
二、实验原理
1、突然扩大，实测：
hje=[（Z1+p1/γ）+ν12/2g]-[（Z2+p2/γ）+ν22/2g]+hf1-2
g=980cm/s2hf1-2=1/2hf2-3ξe=hje/（ν12/2g）
理论：
ξe’=（1-A1/A2）2hje’=ξe’（ν12/2g）
2、突然缩小，实测：
hjs=[（Z4+p4/γ）+ν42/2g]-[（Z5+p5/γ）+ν52/2g]-（hf4-B+hfB-5）
hf4-B=1/2hf3-4hfB-5=hf5-6ξs=hjs/（ν52/2g）
经验：
ξs’=1/2（1-A5/A3）hjs’=ξs’（ν52/2g）
三、使用仪器、材料
局部水头损失实验仪由自循环供水器（循环水泵）、实验台、无极调速器、水箱、溢流板
稳水孔板、突然扩大与突然缩小实验管道、测压管、流量调节阀、接水盒、回水盒等组成。
四、实验步骤
1、通水排气，启动水泵，全开调节阀，待实验管道中空气排净后，关闭调节阀；
2、校核测压计。
各管液面稳定后，任意两管液面高差不超过1mm即可；
3、测流量Q（用重量法测Q，接水）和各管液面高程h1~h6，连续测5次。
第一次，全开调节阀（
注意，第六管液面要能读数），测Q和h1~h6，以后每次都是在前一次的基础上，关小调节阀，使第六管的液面上升1.5cm左右，测Q和h1~h6；
4、校核测压计，同2。
否则，重新测试；
5、填写参数、填表；
五、实验过程原始记录（数据、图表、计算等）
表7.1测试数据记录表
序号
体积V/cm3
时间t/s
流量Q/（cm3/s）
测压管读数
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
计算：
由公式：
1、突然扩大，实测：
hje=[（Z1+p1/γ）+ν12/2g]-[（Z2+p2/γ）+ν22/2g]+hf1-2
g=980cm/s2hf1-2=1/2hf2-3ξe=hje/（ν12/2g）
理论：
ξe’=（1-A1/A2）2hje’=ξe’（ν12/2g）
2、突然缩小，实测：
hjs=[（Z4+p4/γ）+ν42/2g]-[（Z5+p5/γ）+ν52/2g]-（hf4-B+hfB-5）
hf4-B=1/2hf3-4hfB-5=hf5-6ξs=hjs/（ν52/2g）
经验：
ξs’=1/2（1-A5/A3）hjs’=ξs’（ν52/2g）
代人数据计算得结果如下表：
六、实验结果及分析
升级会员 