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1、流体力学实验指导A过水断面面积；R水力半径。 由 i Q K 可在曲线上查h0。 Kh 0 式中：Q通过水槽的流量;i槽的底坡。 20 流体力学实验指导&实验报告 2、临界水深hc的计算 3 2 g q hc (矩形渠道) 式中：q单宽流量； b Q q ；动能校正系数。 三、实验设备 实验仪器设备为矩形断面，两段铰接，可变底坡的明渠，如图 10-1 所示。 四、实验步辕 1打开水泵电机开关，由水槽首部充水。 2利用自动升降设备及角度指示标尺将水槽调至ili20。 3 在前段水槽中部插入一闸门， 当水流流入水槽后即呈现H1、 H2两种水面线。 4将前段水槽调至il0，后段水槽调至i2ic,闸门
2、位置不变，可得A3、M2 两种水面线。 5il不变，将后段调至i2ic,去掉闸门，可得A2、S2两种水面线。 图 10-1 变坡水槽构造图 6将两段水槽调至ili2ic在前段水槽中部装一模型堰，后段水槽中插入 一闸门，水槽中可出现 Ml、M2型水面线。 7使ili2ic，堰和闸位置不变，水槽中可形成S1、S2型水面曲线。 21 流体力学实验指导&实验报告 五、注意事项 1在用升降机调节槽底坡度时，注意坡度指示器所指明的角度，不能过量， 否则易于损坏机械。 2水槽及闸门均用有机玻璃制作，在调节闸门开度时，不宜用力过大，以免 损伤设备。 六、思考题 1. 影响临界水深hc的因素有哪些? 2. 根据
3、实测流量、槽宽，应用分段法计算Ml型和M2型水面线数据，并与实 测值进行比较，分析产生差异的原因。 3. 根据实测流量、槽宽，应用分段法计算 M1 型 S2 型水面线数据。并与实测 值进行比较，并分析产生差异的原因。 七、实验报告 1. 实验数据记录 实验日期: 时间: 根据要求自拟数据记录表格。 2. 实验结果 1) 根据实测数据，画出各种水面曲线及其衔接情况。 2) 根据底坡、流量和水槽糙率，判别各槽中应出现的水面线型式，并与实测 情况相比较。同时根据上槽、下槽的底坡大小与闸门开度的大小，判别上下游水 面线的衔接型式，与实测结果相比较。 3) 对上述比较中有不一致的情况，应进行分析并说明影
4、响因素。 22 流体力学实验指导&实验报告 23 流体力学实验指导&实验报告 拾壹、孔口管嘴出流实验 一、实验目的 一、实验目的 1、观察各种典型孔口和管嘴出流时的流动现象与圆柱形管嘴的局部真空现 象。 2、测定薄壁圆孔出流时的断面收缩系数、流速系数、流量系数及局部 阻力系数。 3、测定圆柱形外管嘴的真空值。 二、实验原理 二、实验原理 取通过孔口中心的水平面为基准面， 写出 11 断面， CC 断面的能量方程， 考虑到水头损失主要为局部损失，可推导出一定水头作用下孔口（嘴管）自由出 流时的流量，可用下式表示： 0 2gHVc 或 00 22gHAgHAQ g v hH 2 2 0 0 因 g
5、 v 2 2 0 很小，可忽略不计。 所以 HH 0 式中： A Ac 断面收缩系数； gHA Q 2 流量系数； 流速系 数； 2 1 局部水头 损失系数。 三、实验设备 三、实验设备 实验设备及部分名称 如图 11-1。 图示是孔口设备图 （可更换各种管嘴） 。 四、实验步骤 四、实验步骤 24 流体力学实验指导&实验报告 1、熟悉仪器，记录有关常数。 2、启动抽水机，打开进水阀门，使水箱充水，并保持溢流，使水位恒定， 读水头H值。 3、 放下挡水圆面积板， 使水流从孔口 （管嘴） 流出， 用外卡尺测量距孔口d 2 1 处的（收缩断面）直径。断面面积用 A计算。 c d4/ 2 cc dA
6、 4、用体积法测量流量。 5、改变溢流板高度，重复上述步骤，可测出不同流量下的数据。 6、列表计算、和值。 五、注意事项 五、注意事项 1、实验时必须在水流稳定时方可进行； 2、量测收缩断面直径时，要心细，卡尺既不能阻碍水流，也不能与水流脱 开； 3、爱护实验仪器，更换管嘴时将相应螺孔对准，不得强行挤压，既要保证 在实验时不在各接口处漏水，也不能拧得过紧，以免损坏配件； 4、实验结束，关闭电源，整理好相关配件。 六、思考题 六、思考题 1、为什么同样直径与水头条件下，管嘴的流量系数值比孔口大？ 2、为什么有的射流成柱状且射程较远，而有的则射流破碎成滴？ 参考资料： 1、 赵振兴 何建京 水力学实验 南京 河海大学出版社 2001.5. 2、 哈尔滨市鸿润教学试验设备厂仪器使用说明书。 25
