流体力学实验指导书.doc

流体力学泵与风机实验指导书实验一 阻力系数的测定实验实验名称：沿程阻力系数的测定实验目的：（1）测定不同雷诺数Re时的沿程阻力系数；（2）掌握沿程阻力系数的测定方法。实验原理：对I、两断面列能量方程式，可求得L长度上的沿程水头损失 根据达西公式先根据单位时间流过体积计算流量，并算出断面平均流速v，即可求得沿程阻力系数。令实验设备：多功能水力学实验台，秒表。（右图仅供参考）实验步骤：1、准备工作记录仪器常数d、L，并算出k值。检查测压计管3、4测面是否水平（此时Q=0），如果不在同一水平面上，必须将橡皮管内空气排尽，使两测压管的测面处于水平状态。关闭无关测点的小阀门打开设计流管相关阀门关小总阀门 2、进行实验开泵，打开秒表，此时相关测压管中应出现较小高差。缓慢调节总阀门，记录相关压强高度、高度差、时间、体积等。实验数据处理(下表仅参考)： d= m l= mNO.h3(cm)h4(cm)(cm)(s)Q(l/s)v(m/s)12345注意事项：1 若测压管中液位较高，可调节压强控制球，使液位降至中部，以增大量测范围。2 如出现测压管冒泡现象，不必惊慌，可调节流量或停泵重做。思考题：1 本实验的理论依据是什么？2 本实验已知量（可测量）和未知量都有哪些，数量关系如何？实验二 文丘里流量计校正实验实验目的：1、在文丘里管收缩段和扩张段，观察压力水头、速度水头沿程的变化规律，加深对伯努利方程的理解。2、了解文丘里流量计的工作原理。3、掌握文丘里管流量系数的测定方法。实验装置：稳压水箱、压差板、测点、供水箱、供水泵、文丘里、上水管、溢流管、计量水箱、回水管、实验桌等。实验原理及方法（P69）：原理：利用在管道中造成流速差，引起压强变化，通过压差的量测来求出流速和流量。组成：文丘里流量计由渐缩管、喉管、渐扩管三部分所组成。当主管水流通过此流量计时，由于喉管断面缩小，流速增加，压强相应减低，用压差计测定压强水头的变化h，即可计算出流速和流量。取1、2两渐变流断面，写理想流体能量方程式：移项得：由连续性方程可得： 代入能量方程得： 流量为：对于一定的流量计，令由于推导过程采用了理想流体的力学模型，求出的流量值较实际为大。为此，乘以值来修正。值根据实验确定，称为文丘里流量系数。它的值约在0.950.98之间，则：注意：在文丘里流量计的喉管中，或在某些水流的局部区域中，由于出现巨大的流速，会发生压强在该处局部显著地降低，可能达到和水温相应的汽化压强，这时水迅速汽化，使一部分液体转化为蒸汽，出现了蒸汽气泡的区域，气泡随水流流入压强较高的区域而破灭，这种现象称为空化。空化限制了压强的继续降低和流速的增大，减少了流通面积，从而限制了流量的增加，影响到测量的准确性。空化现象在设计中是必须注意避免的。空化现象对水力机械的有害作用称为气蚀。实验步骤1. 侧记各有关常数。2. 打开电源开关，全关阀12，检核测管液面读数h1h2是否为，不为时，需查出原因并予以调整。3. 全开调节阀检查各有关测管液面是否都处在滑尺读数范围内？4. 全开调节阀门12，待水流稳定后，读取各有关测压管的液面读数，并用秒表、量筒测定流量。5. 逐次关小调节阀，改变流量57次，重复步骤，注意调节阀门应缓慢。6. 把测量值记录在实验表格内，并进行有关计算。7. 如测管内液面波动时，应取时均值。8. 实验结束，需按步骤校核压差计是否回零。实验记录表格1 .记录计算有关常数。d1=cm，d2= cm， 水温t= C， = cm/s，2. 整理记录计算表(下表仅供参考)记录表次序测压管读数（cm）水 量（cm）测量时间（s）h1h2123456789计 算 表 Kcm2.5/s 次序Q（c