工程的流体力学试验报告材料

1、实用标准文案工程流体力学实验报告学院： 交通运输工程学院 班级： 交 通 设 备 1206 姓名： 邱瑞玢精彩文档实用标准文案学号：1104120907雷诺数测定实验【实验目的】1. 观察水的层流和紊流的形态及特征；2. 学习测量和计算流体的雷诺数和临界雷诺数。【实验原理】雷诺数是流体惯性力 与黏性力 v2 的比值，它是一个无因次化的量。LL22Re = Vl = V l22V /l）l 2雷诺说较小时， 粘滞力对流场的影响大于惯性力， 流场中流速的扰动会因粘滞力而衰减， 流 体流动稳定，为层流；反之，若雷诺数较大时，惯性力对流场的影响大于粘滞力，流体流动 较不稳定，流速的微小变化容易发展、增

2、强，形成紊乱、不规则的紊流流场。【实验内容】1. 缓慢调节水量控制阀，观察透明水管中红色水流线的变化。观察水的层流态、紊流态的 特征。2. 找出层流和紊流转换临界点，在临界点测量水的流速，往复测量三次。3. 根据测量数据计算出水的临界雷诺数。【实验现象】1. 当水流流速较低时，水管中水流处于层流状态，示踪剂（红色墨水）呈线状，无分散；精彩文档实用标准文案2. 逐渐开大控制阀，水流速度加大，呈线状流动的红色墨水开始出现波动，逐渐散开，这时水流处于过渡状态；3. 再开大控制阀，水流速度继续增大，红色墨水消失，此时水流处于紊流状态。层流状态紊流状态实验结果】项目组别1时间（ s）水量（ mL）流量（

3、 mL/s）60流量均值201200从层流到紊流22011005559.1320125062.513060020从紊流到层流23070023.322.433072024精彩文档实用标准文案4qv实 验 中 ，水 流 束 的 特 征 长 度 l=D=3CM, 流 速 由 公 式 Vv2 求 得 ，得 到DV1=0.032m/s,V2=0.084m/s ， 而 水 在 标 准 大 气 压 ， 室 温 时 的 动 力 粘 度-31.000 10 pa?s ，则雷诺数VDRe1 =960VDRe2 =2520【结果分析】查阅资料可知一般管道雷诺数 Re4000 为紊流状态， Re2000 4000 为

4、过渡状态。而本次实验所测得的紊流状态下的雷诺数比理论值小，产生误差的原因为：1. 偶然误差：观察出现偏差，将水流处于由层流向紊流的过渡状态当作紊流状态，从而测 得的水流速度偏小，造成所计算的雷诺数偏小。2. 系统误差：示踪剂(红色墨水)很容易在水中扩散，当处于过渡状态时，由于水流开始 产生搅动，从而将红色墨水打散，扩散在水中，造成水流已处于紊流状态的假象，导致 误差产生。文丘里管实验【实验目的】观察文丘里效应，学习文丘里管测量流量的原理和方法。【实验原理】文丘里效应，以其发现者，意大利物理学家文丘里(Giovanni Battista Venturi )命名。这精彩文档实用标准文案种效应是指在

5、高速流动的气体附近会产生低压， 从而产生吸附作用。 利用这种效应可以做出 文丘里管。文丘里管在现今科技发展中得到应用，因为其制造和维护成本比较低。1 2 1 2P1+ 2 v1 + gh1= P2 + 2 v2 + gh2+基于文丘里效应制造的设备，叫做文丘里 xxxx ，如文丘里水膜除尘器、文丘里扩散管、文 丘里收缩管、文丘里喷射泵、文丘里流量计等。【实验内容】1. 认识文丘里管，并观察透明文丘里管内水流产生的文丘里效应。2. 通过调节流量控制阀，设定高中低三种水流速度，分别测量对应流速下文丘里管的最大压差，并且用量杯和秒表分别测量水流的真实流量。3. 通过文丘里管和伯努利方程计算出水流速度

6、，与用量杯秒表测量的真实流速对比，评估文丘里管测量流量的准确性，讨论消除误差的方法。实验数据】组别时间/s水量/mLh1/cmh2/cmh/cm12572034.332.81.5220110031.4264.63109502612.213.8数据处理】本次实验中， d1=40mm ， d2=10mm精彩文档实用标准文案2v+ gh=C 可 求 得h/cmV1(cm/s)V2(cm/s)V1实测值(cm/s)1.53.454.42.34.65.994.44.413.810.3164.87.6由伯努利方程P+结果分析】本次实验， 由水柱高度差所求得的管内流速 （非缩颈处） 均比由水管出水流量所求得

7、的管内 流速大，其误差原因来源于两方面：1. 偶然误差：（1） 在读取 h1 与h2 的高度值时，读书出现偏差（仰视读数，俯视读数） ，造成h 存在 偏差，进而导致 v1 ，v2 的计算出现误差；（2 ） 在用量杯测取水量时，量杯的接入滞后于秒表开始记时，导致量杯水量偏少，进而 所求得的 v1 实测值偏小。2. 系统误差：实验室器材老化严重，在文丘里管缩颈与立管连接的地方，漏水较为严重， 也就是说， 所测 得的 h2 要偏小，故 h 偏大，所求得的 v1 ，v2 也随之偏大。漏水导致从水管末端接入量杯 的水减少，由此求得的 v1 实测值也将偏小。要提高文丘里管的测量精度， 首先应该着眼于提高文

8、丘里管的密封性， 使其密封性达到一个 相对来说密闭的状态； 其次在文丘里管内部， 在主管与缩颈的连接处应采用光滑连接， 内壁 尽量采用对流体粘滞力的材料，以减少水头损失，提高测量精度。精彩文档实用标准文案皮托管及伯努利方程应用实验【实验目的】1. 学习皮托管的使用方法。2. 增强对伯努利方程的理解和认识。【实验原理】1. 伯努利方程： 流体在忽略粘性损失的流动中，流线上任意两点的压力势能、动能与位势能之和保持不变。 这个理论是由瑞士数学家丹尼尔 - 伯努利在 1738 年提出的，被称为伯努利原理。重力场中 无粘性流体定常流动的能量方程称为伯努利定理。 或称为伯努利方程， 是流体动力学基本方程之

9、一。P+v+gh =C2. 皮托管 皮托管是测量气流总压和静压以确定气流速度的一种管状装置， 由法国 H 皮托发明而得名。精彩文档实用标准文案皮托管的构造如图， 头部为半球形， 后为一双层套管。测速时头部对准来流，头部中心处小头部后约 3-8D 处的外套管壁上均匀地开有一排孔（静压孔） ，感受来流静压 p ，经外套管 也传送至压力计。皮托管常用在测量通风管道、工业管道、 炉窑烟道内的气流速度， 经过换算来确定流量，也 可测量管道内的水流速度。 用皮托管测速和确定流量， 有可靠的理论根据， 使用方便、 准确， 是一种经典的广泛的测量方法。此外，它也可用来测量流体的压力。【实验内容】1. 控制水量

10、调节阀，分别调出高中低三种水流速度；2. 在每一种速度下，用皮托管测量出水管内的动压；3. 用量杯和秒表测量水管内的真实流量；4. 分别计算出二中不同方法的测量结果并比较，讨论皮托管测量流速的优势和不足。【实验数据】精彩文档实用标准文案组别时间/s水量(mL)静压孔 /cm总压孔 /cmh/cm15115020.427.77.3210135029.731.51.831060034.5350.5【数据处理】2由伯努利方程 P+ 1 v + gh=C 可以推导出 vh ，则得到：2 v 2gV1=119.6cm/s;V2=59.4cm/s;V3=31.1cm/s.由量杯 / 秒表测得的水流量求得的流速：V1=114.4cm/s;V2=67.1cm/s;V3=29.8cm/s.【结果分析】由皮托管测得管内水流流速与从管末端通过量杯/ 秒表测得的管内水流流速有一定的出入。首先这可能源于量杯 / 秒表方法测水流流速偶然误差发生的概率比