流体力学实验报告Word格式.docx

1、重大事故要同时保护好现场，迅速向有关部门报告，事故后尽快写出书面报告交上级有关部门，不得隐瞒事实真相。九、试验完毕要做好整理工作，将试剂、药品、工具、材料及公用仪器等放回原处。洗刷器皿，清扫试验场地，切断电源、气源、水源，经指导教师检查合格后方可离开。十、各类实验室可根据自身特点，制定出切实可行的实验守则，报经系（院）主管领导同意后执行，并送实验室管理科备案。1984年5月制定2014年4月再修订中国矿业大学能源与动力实验中心 流体静力学实验一、实验目的要求1. 掌握用测压管测量流体静压力的技能；2. 验证不可压缩流体静力学基本方程；3. 通过诸多流体静力学现象的实验分析和研讨，进一步提高解决

2、流体静力学实际问题的能力。二、实验装置本实验的装置如图1.1所示。图1.1 流体静力学实验装置图1. 测压管 2. 带标尺测压管 3. 连通管 4. 通气阀 5. 加压打气球 6. 真空测压管7. U型测压管 8. 截止阀 9. 油柱 10. 水柱 11. 减压放水阀说明：1. 所有测管液面标高均以标尺（测压管2）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静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顺管轴线为开。三、实验原理1. 在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程或 （1.1）式中： 被测点在基准面的相对位置高

3、度；被测点的静水压力，用相对压力表示，以下同；水箱中液面的表面压力；液体容重；被测点的液体深度。另对装有水油（图1.2及图1.3）的U型测管，应用等压面可得油的比重有下列关系：* （1.2）图1.2 图1.3据此可用仪器（不用另外尺）直接测得。四、实验方法与步骤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5充气；3） 减压方法 开启筒底阀11放水；4） 检查仪器是否密封 加压后检查测管1、2、7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. 记录仪器号及各常数（记入表1.1）。3. 量测点静压力（各点压力用厘米水

4、柱高表示）。1） 打开通气阀4（此时），记录水箱液面的标高0和测管2液面标高H（此时0=H）；2） 关闭通气阀4及截止阀8，加压使之形成，测记0及H；3） 打开放水阀11，使密闭箱体内形成（要求其中一次，即），测记0及H。4. 测出真空测压管6插入小水杯中的深度。5. 测定油比重S0。1） 开启通气阀4，测记0；2） 关闭通气阀4，打气加压（），微调放气螺母使U型管中水面与油水交界面齐平（图1.2），测记0及H（此过程反复进行3次）；3） 打开通气阀，待液面稳定后，关闭所有阀门；然后开启放水阀11降压（），使U型管中的水面与油面齐平（ 图1.3），测记0及H（此过程亦反复进行3次）。五、实验成

5、果及要求1. 记录有关常数。 实验装置台号 各测点的标尺读数为：B= cm， C= cm， D= cm， N/cm3。2. 分别求出各次测量时，A、B、C、D点压力，并选择一基准检验同一静止液体内的任意二点C、D的是否为常数。3. 求出油的容重。表1.1 流体静压强测量记录及计算表 单位： cm实验条件次序水箱液面0测压管液面H压强水头测压管水头123（其中一次）注：表中基准面选在 ，zC= cm， zD cm表1.2 油溶重测量记录及计算表 单位：条 件标尺读数测压管2液面标尺读数Hh1h2且U型管中水面与油水交界面齐平且U型管中水面与油面齐平六、实验分析与讨论1. 同一静止液体内的测压管水

6、头线是根什么线？2. 当时，试根据记录数据确定水箱内的真空区域。3. 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定4. 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？5. 过C点作一水平面，相对测压管1、2、7及水箱中液体而言，这个水平面是不是等压面？哪一部分是同一等压面？6. 用图1.1装置能演示变液位下的定常流实验吗？7. 该仪器在加气增压后，水箱液面将下降而测压管液面将升高H，实验时，若以时的水箱液面作为测量基准，试分析加气增压后，实验压力（H+）与视在压力H的相对误差值。本仪器测压管内径为0.8cm，箱体内径为20cm。雷诺实验1. 观察层流、紊流的流态及其转换特征；2. 测定临界雷诺数，

7、掌握园管流态判别准则；3. 学习古典流体力学中应用无量纲参数进行实验研究的方法，并了解其实际意义。本实验的装置如图3.1所示。图3.1 自循环雷诺实验装置图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. 有色水水管； 6. 稳水孔板； 7. 溢流板； 8. 实验管道； 9. 实验流量调节阀。供水流量由无级调速器调控，使恒压水箱4始终保持轻微溢流的程度，以提高进口前水体稳定度。本恒定水箱还设有多道稳水隔板，可使稳水时间缩短35分钟。有色水经有色水水管5注入实验管道8，可据有色水散开与否判别流态。为防止自循环水污染，有色指示水采用自行消色的专用色水。；1.

8、测记本实验的有关常数。2. 观察两种流态。打开调速器3的开关使水箱充水至溢流水位，经稳定后，微微开启调节阀9，使颜色水流入实验管内并使颜色水流成一直线。通过颜色水质点的运动观察管内水流的层流流态，然后逐步开大调节阀，通过颜色水直线的变化观察层流转变到紊流的水力特征，待管中出现完全紊流后，再逐步关小调节阀，观察由紊流转变为层流的水力特征。3. 测定下临界雷诺数（1） 将调节阀打开，使管中呈完全紊流，再逐步关小调节阀使流量减小，当流量调节到使颜色水在全管刚呈现出一稳定直线时，即为下临界状态；（2） 待管中出现临界状态时，用体积法测定流量；（3） 根据所测流量计算下临界雷诺数，并与公认值（2000）

9、比较，偏离过大，需重测；（4） 重新打开调节阀，使其形成完全紊流，按照上述步骤重复测量不少于三次；（5） 同时用水箱中的温度计测记水温，从而求得水的运动粘度。注意：a. 每调节阀门一次，均需等待稳定几分钟；b. 在关小阀门过程中，只许逐渐关小，不许开大；c. 随出水流量减小，应适当调小调速器3的开关（右旋）使供水量减少，以减轻由溢流量引发的扰动。4. 测定上临界雷诺数。逐渐开启调节阀，使管中水流由层流过渡到紊流，当色水刚开始散开时，即为上临界状态，测定上临界雷诺数12次。 五、实验成果及要求1. 记录、计算有关常数：管径d= cm， 水温 t= 计算常数K= s/cm3运动粘度 cm2/s2.

10、 整理、记录计算表表3.1 记录计算表实验颜色水线形态水体积V（cm3）时间T（s）流量Q（cm3/s）雷诺数Re阀门开度增（）或减（）备注45实测下临界雷诺（平均值） =颜色水形态指：稳定直线，稳定略弯曲，直线摆动，直线抖动，断续，完全散开。1. 流态判据为何采用无量纲参数，而不采用临界流速？2. 为何认为上临界雷诺数无实际意义，而采用下临界雷诺数作为层流与紊流的判据？实测下临界雷诺数与公认值偏离多少？原因何在？3. 雷诺实验得出的园管流动下临界雷诺数为2320，而目前有些教科书中介绍采用的下临界雷诺数是2000，原因何在？4. 为什么在测定Rec调小流量过程中，不许有反调？5. 分析层流和紊流在运动学特性和动力学特性方面各有何差异？