流体力学与水力学实验

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目录

第一章 流体力学基础实验???????????????????????? ( )

§1-1 流体静力学实验 ??????????????????????? ( ) §1-3 动量方程实验 ???????????????????????? ( ) §1-5 局部水头损失实验 ?????????????????????? ( ) §1-6 文丘里流量计、孔板流量计的标定实验 ????????????? ( ) §1-8 雷诺实验 ?????????????????????????? ( )

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第一章 流体力学基础实验

本章介绍流体力学的基础实验。基础实验是指用传统的测试手段测量流体运动的压强、速度、流量等基本参数。这些实验都是教学大纲要求的必做实验。

§1-1 流体静力学实验

1.1.1 实验目的

1．观察测点的测压管水头(位置水头与压强水头之和)，加深对静压强公式的理解。

2．求未知液体的密度 1.1.2 实验装置

图1.1.1 静压强实验仪

图1.1.1是一种静水压强实验仪。管1为开口测压管，管2和管3，管4和管5，管6和管7各组成一个U形管。管1、2、3均与水箱接通，构成一个连通器。其中，管1与密封水箱中部某点接通。管2、3与水箱底部某点接通。管4和管6与水箱上方的气体压强接通。管4、5和管6、7分别盛有两种液体，其密度为?1和?2。水箱上方有密封阀，水箱液面上的气体与大气不相通，其压强为p0。调压箱通过软管与水箱接通。上、下移动调压管就可以改变水箱中的水位，也改变水箱中密封气体的压强p0。

如果调压筒水面高于水箱的水面，水将从调压筒流入水箱，此时，水箱中的密封气体的体积将减小，压强增大。密封气体压强高于当地大气压，p0>pa。反之，则p0

流体静力学的基本方程是

z?p?常数 (1.1.1) ?g管1、管3、调压筒、水箱互相连通，液面与大气相通。虽然管1，管3与水箱的接点高低不同，但他们的液面高程相同，这就是说明静止液体内任意一点的位置水头与压强水头之和（称为测压管水头）是相同的。管2的液体与水箱的液体相通，液面气体的压强同为p0。因此管2的液面与水箱的液面高程相同。

盛有两种未知密度液体的U形管，其液柱高差是由于压差p0-pa引起的，故有

p0?pa??g(z3?z2)??1g(z5?z4)??2g(z7?z6) (1.1.2)

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?1???2??

z3?z2z5?z4z3?z2z7?z6 (1.1.3)

水的密度?是已知的，只要读取各管液面的高程读数，就可以求出未知密度?1和?2。 1.1.4 实验步骤

1．关闭密封阀，并检查密封效果。其方法是，移动调压筒至某一高程位置，这时各管的液面也随之移动。如果密封效果良好，各管液面的升降的速度越来越慢，并最终停止

图1.1.2 静水压强实验数据表

在某一高程位置，不再变化。如果密封效果不好，各管的液面总是不停升降，直至各管液面与调压筒以及水箱的液面平齐。这就说明水箱漏气。

2．将调压筒形移至某高度，并用螺丝固定。待各管的液面稳定后，读取各管的液面高度读数，并填入数据表。

本实验测量4组数据，其中，p0>pa（调压筒液面高于水箱液面）和p0

测量内容：各测压管的液柱高度。 1.1.6 思考题

1．在什么情况下，管1，2，3的液面平齐？

2．当管2，3的液面平齐时，管4，5以及管6，7的液面是否全分别平齐？为什么？ 3．管1和管5都与大气相通，其液面是否处在同一个等压面上？

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