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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划实验报告分析与讨论(共10篇)实验五雷诺实验实验原理实验分析与讨论流态判据为何采用无量纲参数，而不采用临界流速？雷诺在1883年以前的实验中，发现园管流动存在两种流态层流和紊流，并且存在着层流转化为紊流的临界流速V，V与流体的粘性及园管的直径d有关，即因此从广义上看，V不能作为流态转变的判据。为了判别流态，雷诺对不同管径、不同粘性液体作了大量的实验，得出了用无量纲参数作为管流流态的判据。他不但深刻揭示了流态转变的规律，而且还为后人用无量纲化的方法进行实验研究树立了典范。用无量纲分析的
2、雷列法可得出与雷诺数结果相同的无量纲数。可以认为式的函数关系能用指数的乘积来表示。即其中K为某一无量纲系数。式的量纲关系为从量纲和谐原理，得L：21+2=1T：-1=-1联立求解得1=1，2=-1将上述结果，代入式，得或雷诺实验完成了K值的测定，以及是否为常数的验证。结果得到K=2320。于是，无量纲数vd/便成了适应于任何管径，任何牛顿流体的流态转变的判据。由于雷诺的奉献，vd/定命为雷诺数。随着量纲分析理论的完善，利用量纲分析得出无量纲参数，研究多个物理量间的关系，成了现今实验研究的重要手段之一。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、？根据实验测定，上临界雷诺数实测值在30005000范围内，与操作快慢，水箱的紊动度，外界干扰等密切相关。有关学者做了大量实验，有的得1XX，有的得XX0，有的甚至得40000。实际水流中，干扰总是存在的，故上临界雷诺数为不定值，无实际意义。只有下临界雷诺数才可以作为判别流态的标准。凡水流的雷诺数小于下临界雷诺数者必为层流。一般实测下临界雷诺数为2100左右。雷诺实验得出的圆管流动下临界雷诺数2320，而目前一般教科书中介绍采用的下临界雷诺数是XX，原因何在？下临界雷诺数也并非与干扰绝对无关。雷诺实验是在环境的干扰极小，实验前水箱中的水体经长时间的稳定情况下，经反复多次细心量测才得出的。而后人
4、的大量实验很难重复得出雷诺实验的准确数值，通常在XX2300之间。因此，从工程实用出发，教科书中介绍的园管下临界雷诺数一般是XX。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？从紊动机理实验的观察可知，异重流在剪切流动情况下，分界面由于扰动引发细微波动，并随剪切流速的增大，分界面上的波动增大，波峰变尖，以至于间断面破裂而形成一个个小旋涡。使流体质点产生横向紊动。正如在大风时，海面上波浪滔天，水气混掺的情况一样，这是高速的空气和静止的海水这两种流体的界面上，因剪切流动而引起的界面失稳的波动现象。由于园管层流的流速按抛物线分布，过流断面上的流速梯度较大，而且因壁面上的流速恒为零。相同管
5、径下，如果平均流速越大则梯度越大，即层间的剪切流速越大，于是就容易产生紊动。紊动机理实验所见的波动破裂旋涡质点紊动等一系列现象，便是流态从层流转变为紊流的过程显示。分析层流和紊流在运动学特性和动力学特性方面各有何差异？层流和紊流在运动学特性和动力学特性方面的差异如下表：运动学特性:动力学特性:层流:1.质点有律地作分层流动1.流层间无质量传输2.断面流速按抛物线分布2.流层间无动量交换3.运动要素无脉动现象3.单位质量的能量损失与流速的一次方成正比紊流:1.质点互相混掺作无规则运动1.流层间有质量传输2.断面流速按指数规律分布2.流层间存在动量交换3.运动要素发生不规则的脉动现象3.单位质量的
6、能量损失与流速的次方成正比实验六文丘里流量计实验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氏管过水能力关系式式中：h为两断面测压管水头差。由于阻力的存在，实际通过的流量Q恒小于Q。今引入一无量纲系数=Q/Q，对计算所得的流量值进行修正。即另，由水静力学基本方程可得气水多管压差计的h为实验分析与讨论本实验中，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d2=的管道而言，若因加工精度影响，误将cm值取代上述d2值时，本实验在最大流量下的值将变为多少？由式可见本实验的值大小与Q、d1、d2、h有关。其中d1、d2影响最敏感。本实验中若文氏管d1=，d2=，通常在切削加工
7、中d1比d2测量方便，容易掌握好精度，d2不易测量准确，从而不可避免的要引起实验误差。例如当最大流量时值为，若d2的误差为，那么值将变为，显然不合理。为什么计算流量Q与实际流量Q不相等？因为计算流量Q是在不考虑水头损失情况下，即按理想液体推导的，而实际流体存在粘性必引起阻力损失，从而减小过流能力，Q0。这是因为水在流动过程中，依据一定边界条件，动能和势能可相互转换。测点5至测点7，管收缩，部分势能转换成动能，测压管水头线降低，Jp0。测点7至测点9，管渐扩，部分动能又转换成势能，测压管水头线升高，JP0，故E2恒小于E1，线不可能回升。(E-E)线下降的坡度越大，即J越大，表明单位流程上的水头
8、损失越大，如图的渐扩段和阀门等处，表明有较大的局部水头损失存在。2.流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？有如下二个变化：流量增加，测压管水头线总降落趋势更显著。这是因为测压管水头，任一断面起始时的总水头E及管道过流断面面积A为定值时，Q增大，就增大，则必减小。而且随流量的增加阻力损失亦增大，管道任一过水断面上的总水头E相应减小，故的减小更加显著。测压管水头线的起落变化更为显著。因为对于两个不同直径的相应过水断面有式中为两个断面之间的损失系数。管中水流为紊流时，接近于常数，又管道断面为定值，故Q增大，H亦增大，线的起落变化就更为显著。3.测点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问
9、题？测点2、3位于均匀流断面，测点高差，HP=均为，表明均匀流同断面上，其动水压强按静水压强规律分布。测点10、11在弯管的急变流断面上，测压管水头差为，表明急变流断面上离心惯性力对测压管水头影响很大。由于能量方程推导时的限制条件之一是“质量力只有重力”，而在急变流断面上其质量力，除重力外，尚有离心惯性力，故急变流断面不能选作能量方程的计算断面。在绘制总水头线时，测点10、11应舍弃。4.试问避免喉管处形成真空有哪几种技术措施？分析改变作用水头对喉管压强的影响情况。下述几点措施有利于避免喉管处真空的形成：减小流量，增大喉管管径，降低相应管线的安装高程，改变水箱中的液位高度。显然、都有利于阻止喉
10、管真空的出现，尤其更具有工程实用意义。因为若管系落差不变，单单降低管线位置往往就可完全避免真空。例如可在水箱出口接一下垂90弯管，后接水平段，将喉管的高程降至基准高程00，比位能降至零，比压能p/得以增大，从而可能避免点7处的真空。至于措施其增压效果是有条件的，现分析如下：当作用水头增大h时，测点7断面上值可用能量方程求得。取基准面及计算断面1、2、3，计算点选在管轴线上。于是由断面1、2的能量方程有(1)因hw1-2可表示成此处是管段1-2总水头损失系数，式中e、s分别为进口和渐缩局部损失系数。又由连续性方程有故式可变为(2)式中可由断面1、3能量方程求得，即(3)由此得(4)代入式(2)有
11、(Z2+P2/)随h递增还是递减，可由(Z2+P2/)加以判别。因(5)若1-(d3/d2)4+/(1+)0，则断面2上的(Z+p/)随h同步递增。反之，则递减。文丘里实验为递减情况，可供空化管设计参考。在实验报告解答中，d3/d2=/1，Z1=50，Z3=-10，而当h=0时，实验的(Z2+P2/)=6，将各值代入式(2)、(3)，可得该管道阻力系数分别为=，=。再将其代入式(5)得表明本实验管道喉管的测压管水头随水箱水位同步升高。但因(Z2+P2/)接近于零，故水箱水位的升高对提高喉管的压强效果不显著。变水头实验可证明该结论正确。5.由毕托管测量显示的总水头线与实测绘制的总水头线一般都有差
12、异，试分析其原因。与毕托管相连通的测压管有1、6、8、12、14、16和18管，称总压管。总压管液面的连续即为毕托管测量显示的总水头线，其中包含点流速水头。而实际测绘的总水头是以实测的值加断面平均流速水头v2/2g绘制的。据经验资料，对于园管紊流，只有在离管壁约的位置，其点流速方能代表该断面的平均流速。由于本实验毕托管的探头通常布设在管轴附近，其点流速水头大于断面平均流速水头，所以由毕托管测量显示的总水头线，一般比实际测绘的总水线偏高。因此，本实验由1、6、8、12、14、16和18管所显示的总水头线一般仅供定性分析与讨论，只有按实验原理与方法测绘总水头线才更准确。实验四毕托管测速实验实验原理
13、式中：u毕托管测点处的点流速；c毕托管的校正系数；毕托管全压水头与静水压头差。()()联解上两式可得式中：u测点处流速，由毕托管测定；测点流速系数；H管嘴的作用水头。实验分析与讨论1.利用测压管测量点压强时，为什么要排气？怎样检验排净与否？毕托管、测压管及其连通管只有充满被测液体，即满足连续条件，才有可能测得真值，否则如果其中夹有气柱，就会使测压失真，从而造成误差。误差值与气柱高度和其位置有关。对于非堵塞性气泡，虽不产生误差，但若不排除，实验过程中很可能变成堵塞性气柱而影响量测精度。检验的方法是毕托管置于静水中，检查分别与毕托管全压孔及静压孔相连通的两根测压管液面是否齐平。如果气体已排净，不管
14、怎样抖动塑料连通管，两测管液面恒齐平。2.毕托管的动压头h和管嘴上、下游水位差H之间的大关系怎样？为什么？由于且即一般毕托管校正系数c=11?。喇叭型进口的管嘴出流，其中心点的点流速系数=?。所以h10，则6.为什么在光、声、电技术高度发展的今天，仍然常用毕托管这一传统的流体测速仪器？毕托管测速原理是能量守恒定律，容易理解。而毕托管经长期应用，不断改进，已十分完善。具有结构简单，使用方便，测量精度高，稳定性好等优点。因而被广泛应用于液、气流的测量。光、声、电的测速技术及其相关仪器，虽具有瞬时性，灵敏、精度高以及自动化记录等诸多优点，有些优点毕托管是无法达到的。但往往因其机构复杂，使用约束条件多
15、及价格昂贵等因素，从而在应用上受到限制。尤其是传感器与电器在信号接收与放大处理过程中，有否失真，或者随使用时间的长短，环境温度的改变是否飘移等，难以直观判断。致使可靠度难以把握，因而所有光、声、电测速仪器，包括激光测速仪都不得不用专门装置定期率定。可以认为至今毕托管测速仍然是最可信，最经济可靠而简便的测速方法。实验六文丘里流量计实验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氏管过水能力关系式间接碘量法测定果汁中维C的含量【引言】维生素C(简称VC)又名抗坏血酸(AA)，是维持机体生理机能和人体中不可缺少的一种重要营养物质的维生素之一，广泛存在于水果和蔬菜中，参与机体内一系列的代谢和反应。维生素C还常作为添加
