4．如果 (z7-z6)>(z5-z4)，则?1和?2哪个较大？
1.1.5 数据整理及误差分析
流体力学实验的数据整理是件复杂的工作，为此，可编制数据处理系统供实验课使用。图1.1.2是编者研制的数据处理系统的静水压强实验数据表界面。
实验装置中的未知液体的密度值分别为?1?800kg/m3，?2?1000kg/m3。由数据表看出，测量误差小于7%，引起误差的主要原因是仪器的水柱高度读数的精度不够。水柱高度的刻度为mm，小数点后面的值是目估的，从而引起误差。
1.3 动量方程实验
1.3.1 实验目的
用杠杆法测量水流对档板的冲击力，并用动量方程计算水流对档板的作用力，两者进行比较，加深对动量方程的理解。 1.3.2 实验装置及实验原理
图1.3.1 动量方程实验仪
图1.3.1是本实验使用的实验装置示图。水箱为实验提供稳压水源，水箱的溢流板上开设若干泄流孔。开、闭这些泄流孔可以控制水位的高低。
水流从设在水箱下部的管嘴射击，冲击一个轴对称曲面档板，档板将射流冲击力传递给杠杆。移动砝码到某一位置，可使杠杆保持平衡。
本实验用杠杆平衡原理测量射流的冲击力。另外，再用流体力学的动量方程计算射流对档板的作用力，并比较这两个冲击力的大小，以便进行误差分析。
设砝码的重量为G，作用力臂为L1，射流的作用力为F，作用力臂为L。当杠杆平衡时，有
F?GL1 （1.3.1） L 5
图1.3.2 动量方程用图
射流的冲击力也可以由动量方程算出，图1.3.2是计算用图，设射流的偏转角度为?（即入射速度矢量转到出流速度矢量所旋转的角度），射流的流量为Q，入射速度为V，则有
F??QV(1?cos?) （1.3.2）
本实验的射流偏角有90°，135°，180°等3种。 1.3.3 实验步骤
1．实验前，调节平衡锤的位置，使杠杆处于水平状态。
2．开启水泵，向水箱充水。调节溢流档板泄孔的开启程度，使水箱的水位保持在某一高度位置。
3．打开出流孔口，使水流冲击挡板。
4．移动砝码至适宜位置，使杠杆保持水平，记录数据。
5．改变水位，重复以上测量。另外，也可以更换另一种偏转角的挡板，并进行相应的测量。
6．实验结束后，关闭水泵，取下砝码，排空水箱。 测量内容：流量、砝码力臂。 1.3.4 数据处理及误差分析
图1.3.3 是数据表的界面。冲击力的实测值与计算值存在一定误差。引起误差的原因有两个，一是杠杆支座存在摩擦力，另一个原因是动量方程没有考虑重力对水流的影响，认为射流的反射速度为轴对程分布。其实，在重力作用下，挡板下部的反射水流速度大于上部的反射水流速度。 1.1.5 思考题
1. 请自己推导方程（1.3.2）
2. 实验中如何确定砝码的作用力臂？ 3. 本实验的流量是用什么方法调节的？
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图1.3.3 动量方程实验数据表
1.5 局部水头损失实验
1.5.1 实验目的
测量管流中的5种局部水头损失，并确定局部损失系数。 1.5.2 实验装置
图1.5.1 所示的局部水头损失实验仪，由水泵、稳压水箱、实验管段，局部损失（截面实扩，截面突缩，90°弯管，180°弯管，90°折管）管件、21支测压管、回水箱组成。此外，本实验用手工体积法和电子流量计两种方法测量管流的流量。
21支测压管中，有些是用于测量局部水头损失，有些则用于演示管流中水流静压的变化情况。
这里着重介绍电子流量计。这种流量计由量水筒，水位传感器，单板机，显示表组成。图1.5.2a表示电子流量计的工作原理。量筒左侧有玻璃水位指示管，右侧有虹吸管。水位传感器A、B用于记录水位信息。当水面上升到B时，单板机开始计时，当水面上升到A
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时，单板机结束计时，两个时间之差为充水时间，A、B之间的量筒体积（887cm）为充水体积。体积与时间之比为流量。当水面继续上升，淹没虹吸管之后，水流在虹吸作用下自动出流，直至放空，同时还发出一种排空声响。这样，每隔一段时间，量筒中的水就会自动排空，无需人为操作。测量流量时，将出水通过漏斗引入量筒。水面到达A、B的时间由单板 机自动纪录并显示在流量计的面板上。
流量仪表的板面上设有电源开关，控制电源的接通与断开。参见图1.5.3。板面上有“时间”、“体积”、“流量”、“测量”等四个命令按钮。当按下“测量”按钮时，仪器开始测量。如果按下“时间”、“体积”、“流量”，则仪表上显示时间、体积、流量的数值。板面上还有三个指示灯，显示仪器的工作状态。测量的指示灯点亮，表示正在测量。
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图1.5.1 局部损失实验仪
图1.5.2 电子流量计的量筒
图1.5.3 电子流量计的面板
测量之前，先按下板面上的“测量”按钮，这时候仪表就开始工作，量筒充水时，仪表连续显示充水时间（秒）。充水结束后，仪表立刻显示出流量值（单位：ml/s ）。如果要显示充水时间和充水体积，可以分别按下“时间”、“体积”按钮。
电子流量计有时会发生故障。最常见的故障是虹吸管能够排水，但没有虹吸的抽水作用， 参见图1.5.2b。这种情况下，量筒以及水位器水位稳定在某些方面某一高度，充水不能自
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