流体力学孔口管嘴出流实验报告.doc

流体力学实验报告 开课实验室： 2013年5 月 17日学院 城环学院年级、专业、班 11环工2班姓名 成绩课程名称流体力学实验实验项目名 称孔口管嘴出流实验指导教师教师评语教师签名：年 月 日一、实验目的1. 理解射流与孔口出流的特点。2. 掌握管嘴出流的水力现象。3. 灵活应用静力学的基本知识，由测压管读数推求作用水头。4. 掌握孔口、管嘴出流的流量计算公式与流量系数的大小。2、 实验原理 三、使用仪器、材料 实验仪器： 孔口与管嘴出流实验仪仪器元件：自循环供水器、实验台、无级调速器、水箱、溢流板、稳水孔板、孔口、管嘴、挡水旋板、移动触头、上回水槽、标尺、测压管、接水盒、回水管等。流体介质：水、气，实验装置如图：四、实验步骤 1、记录参数d1=1.20cm,d2=1.20cm,d3=1.20cm,d4=1.20cm;z1=z2=19cm,z3=z4=12cm。 2、通电充水逐一打开1-4#孔口管嘴，待液面稳定后分别测记H、Q。 3、用游标卡尺测读孔口收缩断面处直径d。 4、关闭电源，将仪器恢复到实验前状态。5、 实验过程原始记录(数据、图表、计算 1.记录计算有关参数圆角形管嘴d1=1.20cm，直角形嘴d2=1.20cm，圆锥形嘴d3=1.20cm；出口高程读数Z1=Z2=19cm，出口高程读数Z3=Z4=12cm， 孔口d4=1.20cm。2.实验记录与计算分类项目1圆角形管嘴2直角形管嘴3圆锥形管嘴4孔口水面读数H1/cm42.1042.4542.3942.10体积V/cm28802940316631142946304628322742时间t/s12.9513.0015.6015.0011.3011.2016.7015.80流量Q/（cm/s）222.39226.15202.95207.60260.71217.96169.58173.54平均流量Q/（cm/s）224.27205.28266.34171.56作用水头Ho/cm23.1023.4530.3930.10面积A/ cm1.131.131.131.13流量系数u0.9330.8470.9660.625测管读数H2/cm1.82真空度Hv/cm17.18收缩直径dc/cm0.972收缩断面Ac/cm0.742收缩系数1.01.01.00.66流速系数0.930.850.970.95阻力系数0.160.380.060.11流股形态光滑水柱、无收缩不光滑、紊乱水柱光滑水柱扭变光滑水柱、侧收缩 六、结果及分析1、分析孔口出流与管嘴出流量系数的影响因素。 孔口的流量系数：1、孔口的形状：不同形状的孔口，其出流时的局部阻力和断面收缩情况有所不同，从而影响 的大小。但对于小孔口，孔口的形状对流量系数 的影响不大。2、孔口的边缘情况：厚壁孔口出流与薄壁孔口出流的差别在于收缩系数和边壁性质有关，孔边修圆后，收缩减小，收缩系数和流量系数增大。3、孔口离容器边界的距离：边壁的整流作用会影响收缩系数进而影响流量系数。 管口的流量系数：管嘴收缩断面处，形成真空，变相地加大了作用水头，从而流量和流量系数增大。2、 在哪些管嘴中容易出现真空，为什么? 1）圆柱形外管嘴：Ho=9m H2O,压差大，真空度大，但在此范围内的压差不会造成空气被吸入管嘴破坏真空。管嘴长度L=（3-4）d,管嘴合适，流束收缩后扩大到满嘴出流，形成真空区。 2）圆锥形扩张管嘴：它在收缩断面处的真空度随圆角 的增大而增大，因此能形成较大的真空度，并具有较大的过流能力和较低的出口速度。 3)直角形管嘴：流股发生收缩，收缩断面前后与管壁分离，中间形成漩涡区，产生负压，出现了管嘴真空现象。3、分析为什么三种