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1、实验一静水压强实验1实验二伯努利方程式的验证3实验三雷诺实验6实验四管道沿程阻力实验9实验五管道局部阻力系数的测定12实验一静水压强实验（一）实验目的1、测定静止液体中某点的静水压强，加深对静压公式p=p0+Y h的理解；2、测定有色液体的重度，并通过实验加深理解位置水头，压强水头及测压管水头的基本概念，观察静水中任意两点测压管水头Z+p/Y =常数。（二）仪器设备本实验应用的仪器由静水压力实验容器E及测压管组成（见图1-1）。（三）实验原理根据水静力学基本方程式:P=P0+Y h式中：P被测点的静水压强；P0水箱中水面的表面压强；Y 液体重度；h一被测点在表面以下的竖直深度。可知在静止的液体
2、内部某一点的静水压强等于表面压强加上液体重度乘以 该点在液面下的竖直深度。（四）实验步骤1、打开密封水箱E顶上空气阀门a，此时水箱内水面上的压强p0=pa。观察各测 压连通管内液面是否平齐，如果不齐则检查各管内是否阻塞并加以勾通。2、读取A点、B点的位置高度ZA、ZB。3、关闭空气阀门a,转动手柄，抬高长方形小水箱F至一定高度，此时表面压 力P0Pa，待水面稳定后读各测压管中水位标高二【（1=1、2、3、4、5）, 并记入表中。4、在保持P0Pa的条件下，改变长方形小水箱F高度，重复进行2-3次。5、打开空气阀门a,使水箱内的水面上升，然后关闭空气阀门a,下降长方形小水箱。6、在P0VPa的条
3、件下，改变水箱水位重复进行2-3次。（五）对表中数据进行分析单位： mmZA=Zb=次数 1 2 3 4 5P0Pa1234P0VPa1234实验二 伯努利方程式的验证（一）实验目的:1、观察流体（水）在管内作恒定流动时，位置水头（Z）、压强水头（）和速r度水头（V2/2g）三者沿程变化的规律，加深对能量方程的理解。2、观察实际流体（水）和理想流体总水头（H）的差别，建立沿程水头损失（Hi） 和局部水头损失（Hj）的概念。（二）实验装置及仪器伯努利方程仪（见图2-1）、秒表、量筒等。图2-1仪器流程图1-水箱2-水泵3-回流阀4-供水管5-溢水管6-摆头7-调节阀8-活动测头9-水位计10-标
4、尺11-上水管12-上水箱13-不透明管14-大透明管15-弯管16-排污阀（三）实验原理：理想不可压缩流体在重力场中沿管道作恒定流动时，流体能量遵循伯努利方程式：实际上，流体都有粘性，这使流体在流动过程中连续地损失能量，因而实际的粘 性流体流动时，两截面上流体的能量满足如下实际流体伯努利方程式：Z + 乌 + - = Z + + + hw1 21 r 2 g 2 r 2 ghw=hf+h.对于静止流体，伯努利方程式变为静力学基本方程式：Z + P =常数r（四）实验步骤：1、熟悉设备及各测压管的测量点：2、启动水泵向稳压水箱充水，使稳压水箱始终保持溢流；3、关闭阀门，排除管道内以及测压管内的
5、空气，直至各测压管中水柱高度与 稳压水箱中水面高度一致（总水头），并将读数记录在实验报告上。4、略开阀门7,转动各测压管活动测头8,使测压管处于测静压水头状态（即 活动测头下端小孔垂直于流向），观察各测压管示值（即y z+ %），将读 数记录在实验报告上。5、保持阀门7的开启度，转动各测压管活动测头8,使侧压管处于测全压水 头状态（使活动测头下端小孔正对流向，观察各测压管示值（即h =金Z + % +于），将读数记录在实验报告上。6、转动摆头6,用量筒、秒表测量流量，并作记录。7、开大阀门7 （但须使水箱仍保持溢流），重复4、5、6的步骤一遍。（五）实验报告设备型号：ZB-3型规格:透明大管内
6、径21.1mm；左小管内径12.9mm，右小管内径13.4mm。1、表格实验水温：零流速时水位：mm序号测头指向各测压管水位123456体积（升）时间（秒）流量1正对流向垂直流向2正对流向垂直流向2、要求（1）根据实测数据，按比例绘出各点总水头的连线，静压水头的连线及全压水头的连线。（2）比较动压水头换算的流速（V，斯）与平均流速（）的大小说明其 差别的意义。（3）说明在两种阀门开启度（即两种流量）下，测点14之间管路能量损 失（hw1-4）为何不同？（六）思考讨论题：1、测压管测量的是绝对压力，还是表压力？2、当阀门全关时，各测压管中的水面为什么与稳定水箱中的水面能在同一 高度上？这一高度表
7、示的是什么水头？3、阀门打开后，各测压管的水柱都要下降，就测压管1来说，它的下降量 表示什么？测压管1和2的水柱高度差 h1-2表示什么？是表示测点1和 2的压差？4、为什么测压管3的水位高度高于测压管2？5、 用测压管6测得的零流速时水位（全压）及序号1、2测得的全压能， 证明流运过程中的能量损失（hr）与流速成正比关系还是与流速的平方成 正比？该实验也可自在另一套实验装置做，具体如下：一、实验目的（同前）二、实验设备本实验台由压差板、实验管道、水泵、实验桌和计量水箱等组成，如图一所示图一伯努利方程实验台1.水箱及潜水泵 2.上水管3.电源4.溢流管5.整流栅6.溢流板 7.定压水箱8.实验
8、细管9.实验粗管10.测压管11.调节阀12.接水箱 13.量杯14回水管15.实验桌三、实验前的准备工作1. 全开溢流水阀门2.稍开给水阀门3.将回水管放于计量水箱的回水侧4.接好各导 压胶管5.检验压差板是否与水平线垂直6.启动电泵，使水作冲出性循环，检查各处是 否有漏水的现象。四、几种实验方法和要求：1. 验证静压原理：启动电泵，关闭给水阀，此时能量方程试验管上各仰压管的液柱高度相同，因管内的 水不流动没有流动损失，因此静水头的连线为一平行基准线的水平线，艮昭静止不可压缩均 匀重力流体中，任意点单位重量的位势能和压力势能之和（总势能）保持不变，测点的高度 和测点位置的前后无关，记下四组数
9、据于表二的最下方格中。2. 测速能量方程试验管上的四组测压管的任一组都相当于一个毕托管，可测得管内任一点的 流体点速度，本试验已将测压管开口位置在能量方呈试验管的轴心故所测得的动压为轴 心处的即最大速度。毕托管求点速度公式：V = i：2 ghB利用这一公式和求平均流速公式（V = Q / F）计算某一工况（女味中工况2平均速度栏） 各测点处速度和平均流速得到表一表*_测点编号 项目IIIIIIW点速度Vs ( m/s)平均速度（m/s）管中内径（mm）表一还很清楚的说明了连续性方程，对于不可压缩流体稳定地流动，当流量一定时，管径粗的地方流速小，细的地方流速大。3. 观察和计算流体、管径，能量
10、方程试验管（伯努利管）对能量损失的情况：在能量方程试验管上布置四组测压管I、II、III、W，每组面的测压管 测的压力为总压，全开给水阀门，观察总压沿着水流方向的下降情况，这说 明流体的总势能沿着流体的流动方向是减少的，改变给水阀门的开度，同时 用计量水箱和秒表测定不同阀门开度下的流量及相应的四组测压管液柱高 度，记到数据表中。表二测点编号序号IIIIIIW流量m3/s左右左右左右左右12能量方程管中心 线距基准高位置水头mm能量方程管内径mm静水头表二给出了两个工况的全部实验数据根据以上数据和计算结果，绘出流量下的各种水头线，并解释图中现象。500400300就图中现象回答如下问题：1. 为
11、什么能量损失时沿着 流动的方向增大的？2. 为什么I比II压力能头 大？（由于管径变粗流200100速减慢，动能头转变为了压力能头）泮动方看3. 为什么II比III位置能头相同但压力能头小了？（因为压力能头转化成速度能头了）4. 为什么W比I压力能头增大了？（因为尽管两点管径相同，动能头相等， 但因位置变化所以压力能头增大了）上图不必用管内的平均流速画图这是因为能量方程式在一条流线上亦是 成立的，但值得说明一点的是测压管是成双的，这样做较直观，通过实验和计 算很明显，两者间的距离所引起的误差是不会改变试验的实质的。五、结束实验全开阀门，把管道内的水放掉，然后关闭各阀门。实验三雷诺实验1. 实验
12、目的(1) 观察流体在管道中的流动状态；(2) 测定几种状态下的雷诺数；(3) 了解流态与雷诺数的关系。2. 实验装置在流体力学综合实验台中，雷诺实验涉及的部分有高位水箱、雷诺数实验管、 阀门、伯努力方程实验管道、颜料水(蓝墨水)盒及其控制阀门、上水阀、出水 阀，水泵和计量水箱等，秒表及温度计自备。流体力学综合实验台为多用途实验装置，其结构示意图如图1所示。图1流体力学综合试验台结构示意图1.储水箱2.上、回水管3.电源插座4.恒压水箱5,墨盒6.实验管段组7,支架8,计量水箱9,回水管10.实验桌3. 实验前准备(1) 、将实验台的各个阀门置于关闭状态。开启水泵，全开上水阀门，把水 箱注满水
13、，再调节上水阀门，使水箱的水有少量溢流，并保持水位不变。(2) 、用温度计测量水温。4 .实验方法(1)、观察状态打开颜料水控制阀，使颜料水从注入针流出，颜料水和雷诺实验管中的水迅 速混合成均匀的淡颜色水，此时雷诺实验管中的流动状态为紊流；随着出水阀门 的不断的关小，颜料水与雷诺实验管中的水渗混程度逐渐减弱，直至颜料水与雷 诺实验管中形成一条清晰的线流，此时雷诺实验管中的流动为层流。(2)测定几种状态下的雷诺系数全开出水阀门，然后在逐渐关闭出水阀门，直至能开始保持雷诺实验管内的 颜料水流动状态为层流状态。按照从小流量到大流量的顺序进行实验，在每一个状态下测量体积流量和水温，并求出相应的雷诺数。实验数据处理举例：设某一工况下具体积流量Q=3.467X10-5m3/s，雷诺实验管内径d=0.014m, 实验水温T=5 C,查水的运动粘度与水温曲线，可知微v=1.519 X 10-6m2/s。=0.255 m / sQ 3.467 x 10 -5V =旦=F 兀x 0.014 24根据实验数据和计算结果，可绘制出雷诺数与流量的关系曲线（
