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1、流 体 基 础 实 验指 导 书 与 报 告 专业 班级学号 姓名中 国 计 量 学 院计量测试工程学院 目 录 (一)、雷诺实验(1)(二)、文透利流量计实验(5) (三)、沿程水头损失实验(10) (四)、局部水头损失实验(19)（五）、自循环流动演示仪实验指导（演示(26)（六）、毕托管测速(34) (一) 雷 诺 实 验 一、实验目的要求 1、观察层流、紊流的流态及其转换特征； 2、测定临界雷诺数。掌握园管流态判别准则： 3、学习经典流体力学中应用无量纲参数进行实验研究的方法，并了解其实用意义。二、实验装置 本实验的装置如图1.1所示。图1.l 自循坏雷诺实验装置图 1、自循环供水器；
2、2、实验台；3、可控硅无级调速器；4、恒压水箱5、有色水水管； 6、稳水孔板；7、溢流板；8、实验管道；9、实验流量调节阀； 供水流量由无级调速器调控使恒压水箱4始终保持微溢流的程度。以提高进口前水体稳定度。 本恒压水箱还设有多道稳水隔板，可使稳水时间缩短到35分钟。有色水经有色水水管5注入实验管道8，可根据有色水散开与否判别流态。为防止自循环水污染，有色指示水采用自行消色的专用色水。三、实验原理 四、实验方法与步骤 1、测记本实验的有关常数。 2、观察两种流态。 打开开关3使水箱充水至溢流水位，经稳定后，微微开启调节阀9，并注入颜色水于实验管内。使颜色水流成一直线。通过颜色水质点的运动观察管
3、内水流的层流流态，然后逐步开大调节阀，通过颜色水直线的变化观察层流转变到紊流的水力特征。待管中出现完全紊流后，再逐步关小凋节阀。观察由紊流转变为层流的水力特征。 3、测定下临界雷诺数。 (1)、将调节阀打开，使管中呈完全紊流，再逐步关小调节阀使流量减小，当流量调节到使颜色水在全管刚呈现出一稳定直线时，即为下临界状态； (2)、待管中出现临界状态时，用体积法或电测法测定流量； (3)、根据所测流量计算下临界雷诺数，并与公认值(2320)比较，偏离过大，需重测； (4)、重新打开调节阀，使其形成完全紊流，按照上述步骤重复测量不少于三次； (5)、同时用水箱中的温度计测记水温，从而求得水的运动粘度。
4、注意： a、每调节阀门一次，均需等待稳定几分钟； b、关小阀门过程中，只许渐小，不许开大； c、随出水流量减小，应适当调小开关(右旋)，以减小溢流量引发的扰动。 4、测定上临界雷诺数。 逐渐开启调节阀，使管中水流由层流过渡到紊流，当色水线刚开始散开时，即为上临界状态。测定上临界雷诺数l2次。五、实验成果及要求 1、记录、计算有关常数： 实验装置台号No_ 管径 cm; 水温 C运动粘度 = 计算常数 2、整理、记录计算表实验次序颜色水线形态水体积时间T（s）流 量雷诺数阀门开度备注123456 实测下临界雷诺数（平均值） =注：色水形态；稳定直线稳定略弯曲、直线摆动直线抖动、断续、完全敞开。
5、六、实验分析与讨论 1、流态判据为何采用无量纲参数, 而不采用临界流速?2、为何认为上临界雷诺数无实际意义。而采用下临界雷诺数作为层流与紊流的判据?实测下临界雷诺数为多少? 3、雷诺实验得出的园管流动下，临界雷诺数为2320。而目前有些教科书中介绍采用的下临界雷诺数是2000，原因何在? 4、试结合紊动机理实验的观察，分析由层流过渡到紊流的机理何在? 5、分析层流和紊流在运动学特性和动力学特性方而各有何差异。(二) 文丘里流量计实验 一、实验目的要求 1、通过测定流量系数，掌握文丘里流量计量测管道流量的技术和应用气水多管压差计量测压差的技术； 2、通过实验与量纲分析，了解应用量纲分析与实验结合
6、研究水力学问题的途径，进而掌握文丘里流量计的水力特性。二、实验装置 本实验的装置如图2.1所示。 图2.1 文丘里流量计实验装置图 1、自循环供水器： 2、实验台； 3、可控硅无级调速器： 4恒压水箱；5、溢流板； 6、稳水孔板； 7、文丘里实验管段； 8、测压计气阀； 9、测压计； 10、滑尺； ll、多管压差计； 12、实验流量调节阀; 在文丘里流量计的两个测量断面上，分别有4个测压孔与相应的均压环连通，经均压环均压后的断面压强由电测仪量测量。三、实验原理根据能量方程式和连续性方程式，可得不计阻力作用时的文丘里管过水能力关系式 式中： 为两断面测压管水头差。（由电测仪测得） 由于阻力的存在
7、，实际通过的流量恒小于， 今引入一无量纲系数（称为流量系数）。对计算所得的流量值进行修正。 即； 四、实验方法与步骤1、测记各有关常数。2、电测仪调0 4、全开调节阀门，待水流稳定后，记录电测仪读数，并用秒表、量筒测定流量。 5、逐次关小调节阀。改变流量5次，重复步骤4，注意调节阀门应缓慢。 6、把测量值记录在实验表格内，并进行有关计算， 7、实验结束，需按步骤2校核压差计足否回零。 五、实验成果及要求 1、记录计算有关常数。 实验装置台号_ 。 。 水温 . .水箱液而标尺值 。 管轴线高程标尺值= 。2、整理记录计算表；表2.1 记录表次序电测仪读数 （cm）水 量测量时间（s）12345
8、表2.2 计算表 次序（）（cm）()12345 3、用方格纸绘制与曲线图，分别取为纵坐标。 六、实验分析与讨论 1、本实验中,影响文丘里管流量系数大小的因素有哪些? 哪个因素最敏感? 对本实验的管道而言,若因加工精度影响, 误将()cm值取代上述值时,本实验在最大流量下的值将变为多少? 2、为什么计算流量，与实际流量不相等?3、试证气一水多管压差计(图6.2)有下列关系： 4、试应用量纲分析法，阐明文丘里流量计的水力特性。 5、文氏管喉颈处容易产生真空，允许最大真空度为67。工程中应用文氏管时，应检验其最大真空度是否在允许范围内。据你的实验成果，分析本实验流量计喉颈最大真空值为多少?(三)
9、沿程水头损失实验 一、实验目的要求 1、加深了解圆管层流和紊流的沿程损失随平均流速变化的规律，绘制曲线。 2、掌握管道沿程阻力系数的量测技术和应用气-水压差计及电测仪测量压差的方法。 3、将测得的-关系值与莫迪图对比，分析其合理性。进一步提高实验成果分析能力。二、实验装置本实验装置如图3.1所示： 图3.1 自循环沿程水头损失实验装置图1、 自循环高压恒定全自动供水器； 2、实验台； 3回水管； 4、水压差计； 5、测压计； 6、实验管道； 7、水银压差计；8、滑动测量尺；9、测压点； 10、实验流量调节阀；11、供水阀和供水管； 12、旁通管与旁通阀； 13、稳压筒； 根据压差测法的不同，有
10、两种形式；型式I： 压差计测压差。 低压差用水压差计量测；高压差用水银多管式压差计量测。装置简图如图3.1所示。型式II： 电子量测仪测压差。 低压差仍用水压差计量测； 而高压差用电子量测仪(简称电测仪)量测。 与型式I比较，该型唯一不同在于水银多管式压差计被电测仪所取代。 本实验装置配备有： 1、自动水泵与稳压器 自循环高压恒定全自动供水器由离心泵、自动压力开关、气一水压力罐式稳压器等组成。压力超高时能自动停机，过低时能自动开机。为避免因水泵直接向实验管道供水而造成的压力波动等影响，离心泵的输水是先进入稳压器的稳压罐，经稳压后再送向实验管道。 2、旁通管与旁通阀 由于本实验装置所采用水泵的特
11、性，在供小流量时有可能时开时停，从而造成供水压力的较大波动。为了避免这种情况出现，供水器设有与蓄水箱直通的旁通管(图中未标出)，通过分流可使水泵持续稳定运行。旁通管中设有调节分流量至蓄水箱的阀门，即旁通阀。实验流量随旁通阀开度减小(分流量减小)而增大。实际上旁通阀又是本装置用以调节流量的重要阀门之一。3、稳压筒 为了简化排气，并防止实验中再进气，在传感器前连接由2只充水(不满顶)之密封立筒构成。4、电测仪 由压力传感器和主机两部分组成，经由连通管将其接入测点。压差读数(以厘米水柱为单位)通过主机显示。 三、实验原理 由达西公式 (7.1) 另由能量方程对水平等直径园管可得； (7.2) 压差可用压差计或电测。 对于多管式水银压差有下列关系： (7.3) 式中： 、。分别为水银和水的容重；为汞柱总差。 由图3.2知 据水静力学基本方程及等压面原理有 图7.2 四、实验方法与步骤 准备1 对照装置图和说明，搞清各组成部件的名称、作用及其工作原理；检查蓄水箱水位是否够高及旁通阀12是否已关闭? 否则予以补水并关闭阀门。记录有关实验常数，工作管内径管长L(标志于蓄水箱)。 准备2 启动水泵,本供水装置采用的是自动水泵。接通
