工作報(bào)告之工程流體力學(xué)試驗(yàn)報(bào)告

1、工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告【篇一：流體力學(xué)-伯努利方程實(shí)驗(yàn)報(bào)告】中國石油大學(xué)（華東）工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)日期：2014.12.11成績：班級：石工12-09學(xué)號：姓名：陳相君教師：李成華同組者：魏曉彤，劉海飛實(shí)驗(yàn)二、能量方程（伯諾利方程）實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .驗(yàn)證；2 .通過對諸多動水水力現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)分析，理解；3.掌握、等水力要素的實(shí)驗(yàn)量測技能。二、實(shí)驗(yàn)裝置本實(shí)驗(yàn)的裝置如圖2-1所示。圖2-1自循環(huán)伯諾利方程實(shí)驗(yàn)裝置1.自循環(huán)供水器；2.實(shí)驗(yàn)臺；3.可控硅無極調(diào)速器；4溢流板；5.穩(wěn)水孔板；6.;7.;8;9.;10.;11;12;13.說明本儀器測壓管有兩種：（1）皮托管測壓管（表2-1中標(biāo)*

2、的測壓管），用以測讀皮托管探頭對準(zhǔn)點(diǎn)的總水頭；（2）普通測壓管（表2-1未標(biāo)*者），用以定量量測測壓管水頭。實(shí)驗(yàn)流量用閥13調(diào)節(jié)，流量由調(diào)節(jié)閥13測量三、實(shí)驗(yàn)原理在實(shí)驗(yàn)管路中沿管內(nèi)水流方向取n個(gè)過水?dāng)嗝??？梢粤谐鲞M(jìn)口斷面（1）至另一斷面（i）的能量方程式（i=2,3,n）?2g?2g取a1?a2?an?1,選好基準(zhǔn)面，從已設(shè)置的各斷面的測壓管中讀出值，測出透過管路的流量，即可計(jì)算出斷面平均流速，從而即可得到各斷面測壓管水頭和總水頭。四、實(shí)驗(yàn)要求1.記錄有關(guān)常數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置編號no._4-2-2-2均勻段d1=?10m;縮管段d2=?10m;擴(kuò)管段d3=?10m;水箱液面高程?0=?10m;上管道軸

3、線高程？z=?10m（基準(zhǔn)面選在標(biāo)尺的零點(diǎn)上）-2-2z1?P1?1?12?zi?Pi?ivi2?hw1?i2.量測（z?P?）并記入表2-2。注：hi?zi?Pi?為測壓管水頭，單位：10m,i為測點(diǎn)編號。-23 .計(jì)算流速水頭和總水頭。算例：以第一組數(shù)據(jù)為例。q=v/t=3094/30.1=102.79cm3/s4 .繪制上述成果中最大流量下的總水頭線和測壓管水頭線（軸向尺寸參見圖2-2,總水頭線和測壓管水頭線可以繪在圖2-2上）。五、實(shí)驗(yàn)步驟1.熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備，分清哪些測管是普通測壓管，哪些是皮托管，以及兩者功能的區(qū)別。2.打開開關(guān)供水，使水箱充水，待水箱溢流，檢查調(diào)節(jié)閥關(guān)閉后所有測壓管水

4、面是否齊平。如不平則需查明故障原因（例連通管受阻、漏氣或夾氣泡等）并加以排除，直至調(diào)平。驗(yàn)證同一靜止液體的測壓管水頭線是根水平線。3.打開閥13,觀察思考：1）不同流速下，同一斷面上測壓管水頭和總水頭的變化規(guī)律；測壓管水頭線是沿水流方向各個(gè)測點(diǎn)的測壓管液面的連線，它反應(yīng)的是流體的勢能，測壓管水頭線可能沿線可能下降，也可能上升（當(dāng)管徑沿流向增大時(shí)）,因?yàn)楣軓皆龃髸r(shí)流速減小，動能減小而壓能增大，如果壓能的增大大于水頭損失時(shí)，水流的勢能就增大，測壓管水頭就上升?？偹^線是在測壓管水頭線的基線上再加上流速水頭，它反應(yīng)的是流體的總能量，由于沿流向總是有水頭損失，所以總水頭線沿程只能的下降，不能上升。2）

5、測點(diǎn)（2）、（3）測管水頭同否？為什么？不同，測點(diǎn)2、3位于均勻流斷面（圖2.2）,測點(diǎn)高差0.7cm3）測點(diǎn)（10）、（11）測管水頭是否不同？為什么？不同，測點(diǎn)10、11在彎管的急變流斷面上，測壓管水頭差為7.3cm,表明急變流斷面上離心慣性力對測壓管水頭影響很大。4）沿流程總水頭和測壓管水頭的變化規(guī)律測壓管水頭線（p-p）沿程可升可降，線坡jp可正可負(fù)。而總水頭線（e-e）沿程只降不升，線坡jp恒為正5）管道內(nèi)有沒有負(fù)壓區(qū)？沒有負(fù)壓區(qū)。4.調(diào)節(jié)閥13開度，待流量穩(wěn)定后，測記各測壓管液面讀數(shù)，同時(shí)測記實(shí)驗(yàn)流量（皮托管供演示用，不必測記讀數(shù)）。5.改變流量2次，重復(fù)上述測量。其中一次閥門開度

6、大到使19號測管液面接近標(biāo)尺零點(diǎn)。六、注意事項(xiàng)自循環(huán)供水實(shí)驗(yàn)均需注意：計(jì)量后的水必須倒回原實(shí)驗(yàn)裝置，以保持自循環(huán)供水。七、問題分析1.測壓管水頭線和總水頭線的沿流程變化趨勢有何不同？為什么？測壓管水頭線（p-p）沿程可升可降，線坡jp可正可負(fù)。而總水頭線（e-e）沿程只降不升，線坡jp恒為正，即j0o這是因?yàn)樗诹鲃舆^程中，依據(jù)一定邊界條件，動能和勢能可相互轉(zhuǎn)換。如圖所示，測點(diǎn)5至測點(diǎn)7,管漸縮，部分勢能轉(zhuǎn)換成動能，測壓管水頭線降低，jp0。，測點(diǎn)7至測點(diǎn)9,管漸擴(kuò)，部分動能又轉(zhuǎn)換成勢能，測壓管水頭線升高，jp0。而據(jù)能量方程e1=e2+hw1-2,hw1-2為損失能量,是不可逆的，即恒有hw

7、1-20,故e2恒小于e1,（e-e）線不可能回升。（e-e）線下降的坡度越大，即j越大，表明單位流程上的水頭損失越大，如圖上的漸擴(kuò)段和閥門等處，表明有較大的局部水頭損失存在。2.流量增加，測壓管水頭線有何變化？為什么？1）流量增加，測壓管水頭線（p-p）總降落趨勢更顯著。這是因?yàn)闇y壓管水頭，任一斷面起始的總水頭e及管道過流斷面面積a為定值時(shí)，q增大，就增大，則必減小。而且隨流量的增加，阻力損失亦增大，管道任一過水?dāng)嗝嫔系目偹^e相應(yīng)減小，故的減小更加顯著。2）測壓管水頭線（p-p）的起落變化更為顯著。因?yàn)閷τ趦蓚€(gè)不同直徑的相應(yīng)過水?dāng)嗝嬗惺街袨閮蓚€(gè)斷面之間的損失系數(shù)。管中水流為紊流時(shí)，接近于常

8、數(shù)，又管道斷面為定值，故q增大，亦增大，線的起落變化更為顯著。3.測點(diǎn)2、3和測點(diǎn)10、11的測壓管讀數(shù)分別說明了什么問題？測點(diǎn)2、3位于均勻流斷面，測點(diǎn)高差0.7cm,均為37.1cm（偶有毛細(xì)影響相差0.1mm）,表明均勻流各斷面上，其動水壓強(qiáng)按靜水壓強(qiáng)規(guī)律分布。測點(diǎn)10、11在彎管的急變流斷面上，測壓管水頭差為7.3cm,表明急變流斷面上離心慣性力對測壓管水頭影響很大。由于能量方程推導(dǎo)時(shí)的限制條件之一是質(zhì)量力只有重力工而在急變流斷面上其質(zhì)量力，除重力外，尚有離心慣性力，故急變流斷面不能選作能量方程的計(jì)算斷面。在繪制總水頭線時(shí)，測點(diǎn)10、11應(yīng)舍棄。4.試問避免喉管（測點(diǎn)7）處形成真空有哪

9、幾種技術(shù)措施？分析改變作用水頭（如抬高或降低水箱的水位）對喉管壓強(qiáng)的影響情況。5.由皮托管測量顯示的總水頭線與按實(shí)測斷面平局流速繪制的總水頭線一般都有差異，試分析其原因。與畢托管相連通的測壓管有1、6、8、12、14、16和18管，稱總壓管。總壓管液面的連線即為畢托管測量顯示的總水頭線，其中包含點(diǎn)流速水頭。而實(shí)際測繪的總水頭是以實(shí)測的值加斷面平均流速水頭繪制的。據(jù)經(jīng)驗(yàn)資料，對于園管紊流，只有在離管壁約的位置，其點(diǎn)流速方能代表該斷面的平均流速。由于本實(shí)驗(yàn)畢托管的探頭通常布設(shè)在管軸附近，其點(diǎn)流速水頭大于斷面平均流速水頭，所以由畢托管測量顯示的總水頭線，一般比實(shí)際測繪的總水頭線偏高。因此，本實(shí)驗(yàn)由1

10、、6、8、12、14、16和18管所顯示的總水頭線一般僅供定性分析與討論，只有按實(shí)驗(yàn)原理與方法測繪的總水頭線才更準(zhǔn)確。八、實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過本次實(shí)驗(yàn)，我更加深刻地理解了伯努利方程。應(yīng)當(dāng)注意的是，水箱中的水要時(shí)刻加滿，否則不能溢流?！酒何髂鲜痛髮W(xué)流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告】工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)一流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理在重力作用下不可壓縮流體靜力學(xué)基本方程或（1.（1）式中：z被測點(diǎn)在基準(zhǔn)面的相對位置高度；p被測點(diǎn)的靜水壓強(qiáng)，用相對壓強(qiáng)表示，以下同;p0水箱中液面的表面壓強(qiáng)；h被測點(diǎn)的液體深度。另對裝有水油（圖1.2及圖1.3）u型測管，應(yīng)用等壓面可得油的比重s0有下列關(guān)系：（1.（2）據(jù)此可用儀器（不

11、用另外尺）直接測得S0o實(shí)驗(yàn)分析與討論1 .同一靜止液體內(nèi)的測管水頭線是根什么線？測壓管水頭指，即靜水力學(xué)實(shí)驗(yàn)儀顯示的測管液面至基準(zhǔn)面的垂直高度。測壓管水頭線指測壓管液面的連線。實(shí)驗(yàn)直接觀察可知，同一靜止液面的測壓管水頭線是一根水平線。2 .當(dāng)pb0時(shí)，試根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，確定水箱內(nèi)的真空區(qū)域。,相應(yīng)容器的真空區(qū)域包括以下三部分：（1）過測壓管2液面作一水平面，由等壓面原理知，相對測壓管2及水箱內(nèi)的水體而言，該水平面為等壓面，均為大氣壓強(qiáng)，故該平面以上由密封的水、氣所占的空間區(qū)域，均為真空區(qū)域。（2）同理，過箱頂小水杯的液面作一水平面，測壓管4中，該平面以上的水體亦為真空區(qū)域。在測壓管5中，自水面

12、向下深度某一段水柱亦為真空區(qū)。這段高度與測壓管2液面低于水箱液面的高度相等，亦與測壓管4液面高于小水杯液面高度相等。4 .如測壓管太細(xì)，對測壓管液面的讀數(shù)將有何影響？設(shè)被測液體為水，測壓管太細(xì)，測壓管液面因毛細(xì)現(xiàn)象而升高，造成測量誤差，毛細(xì)高度由下式計(jì)算一般來說，當(dāng)玻璃測壓管的內(nèi)徑大于10mm時(shí)，毛細(xì)影響可略而不計(jì)。另外，當(dāng)水質(zhì)不潔時(shí)，減小，毛細(xì)高度亦較凈水小；當(dāng)采用有機(jī)玻璃作測壓管時(shí)，浸潤角較大，其h較普通玻璃管小。如果用同一根測壓管測量液體相對壓差值，則毛細(xì)現(xiàn)象無任何影響。因?yàn)闇y量高、低壓強(qiáng)時(shí)均有毛細(xì)現(xiàn)象，但在計(jì)算壓差時(shí)，互相抵消了。5 .過c點(diǎn)作一水平面，相對管1、2、5及水箱中液體而言

13、，這個(gè)水平面是不是等壓面？哪一部分液體是同一等壓面？不全是等壓面，它僅相對管1、2及水箱中的液體而言，這個(gè)水平面才是等壓面。因?yàn)橹挥腥烤邆湎铝?個(gè)條件的平面才是等壓面：（1）重力液體；（2）靜止；（3）連通；（4）連通介質(zhì)為同一均質(zhì)液體；（5）同一水平面。而管5與水箱之間不符合條件（4）,因此，相對管5和水箱中的液體而言，該水平面不是等壓面。6 .用圖1.1裝置能演示變液位下的恒定流實(shí)驗(yàn)嗎？關(guān)閉各通氣閥門，開啟底閥，放水片刻，可看到有空氣由c進(jìn)入水箱。這時(shí)閥門的出流就是變液位下的恒定流。因?yàn)橛捎^察可知，測壓管1的液面始終與c點(diǎn)同高，表明作用于底閥上的總水頭不變，故為恒定流動。這是由于液位的降

14、低與空氣補(bǔ)充使箱體表面真空度的減小處于平衡狀態(tài)。醫(yī)學(xué)上的點(diǎn)滴注射就是此原理應(yīng)用的一例，醫(yī)學(xué)上稱之為馬利奧特容器的變液位下恒定流。加壓后，水箱液面比基準(zhǔn)面下降了，而同時(shí)測壓管1、2的液面各比基準(zhǔn)面升高了h,由水量平衡原理有則本實(shí)驗(yàn)儀故d=0.8cm,d=20cm,h=0.0032于是相對誤差有因而可略去不計(jì)。其實(shí)，對單根測壓管的容器若有d/d10或?qū)筛鶞y壓管的容器d/d7時(shí)，便可使0.01o實(shí)驗(yàn)二不可壓縮流體恒定流能量方程（伯諾利方程）實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理在實(shí)驗(yàn)管路中沿管內(nèi)水流方向取n個(gè)過斷面?？梢粤谐鲞M(jìn)口斷面（1）至另一斷面的能量方程式（i=2,3,?,n）取a1=a2=?an=1,選好基準(zhǔn)面，從已

15、設(shè)置的各斷面的測壓管中讀出過管路的流量，即可計(jì)算出斷面平均流速v及總水頭。成果分析及討論1 .測壓管水頭線和總水頭線的變化趨勢有何不同？為什么？測壓管水頭線（p-p）沿程可升可降，線坡jp可正可負(fù)。而總水頭線（e-e）沿程只降不升，線坡j恒為正，即j0o這是因?yàn)樗诹鲃舆^程中，依據(jù)一定邊界條件，動能和勢能可相互轉(zhuǎn)換。測點(diǎn)5至測點(diǎn)7,管收縮，部分勢能轉(zhuǎn)換成動能，測壓管水頭線降低，jp0o測點(diǎn)7至測點(diǎn)9,管漸擴(kuò)，部分動能又轉(zhuǎn)換成勢能，測壓管水頭線升高，jp0o而據(jù)能量方程e1=e2+hw1-2,hw1-2為損失能量，是不可逆的，即恒有hw1-20,故e2恒小于el,（e-e）線不可能回升。（e-e

16、）線下降的坡度越大，即j越大，表明單位流程上的水頭損失越大，如圖2.3的漸擴(kuò)段和閥門等處，表明有較大的局部水頭值，測出通，從而即可得到各斷面測管水頭和損失存在。2 .流量增加，測壓管水頭線有何變化？為什么？有如下二個(gè)變化：（1）流量增加，測壓管水頭線（p-p）總降落趨勢更顯著。這是因?yàn)闇y壓管水頭,任一斷面起始時(shí)的總水頭e及管道過流斷面面積a為定值時(shí)，q增大，就增大，則必減小。而且隨流量的增加阻力損失亦增大，管（2）測壓管水頭線（p-p）的起落變化更為顯著。因?yàn)閷τ趦蓚€(gè)不同直徑的相應(yīng)過水?dāng)嗝嬗惺街袨閮蓚€(gè)斷面之間的損失系數(shù)。管中水流為紊流時(shí)，接近于常數(shù)，又管道斷面為定值，故q增大，h亦增大，（p-

17、p）線的起落變化就更為顯著。3 .測點(diǎn)2、3和測點(diǎn)10、11的測壓管讀數(shù)分別說明了什么問題？測點(diǎn)2、3位于均勻流斷面（圖2.2）,測點(diǎn)高差0.7cm,hp=均為37.1cm（偶有毛細(xì)影響相差0.1mm）,表明均勻流同斷面上，具動水壓強(qiáng)按靜水壓強(qiáng)規(guī)律分布。測點(diǎn)10、11在彎管的急變流斷面上，測壓管水頭差為7.3cm,表明急變流斷面上離心慣性力對測壓管水頭影響很大。由于能量方程推導(dǎo)時(shí)的限制條件之一是質(zhì)量力只有重力”，而在急變流斷面上其質(zhì)量力，除重力外，尚有離心慣性力，故急變流斷面不能選作能量方程的計(jì)算斷面。在繪制總水頭線時(shí)，測點(diǎn)10、11應(yīng)舍棄。【篇三：工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告】工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)

18、院：交通運(yùn)輸工程學(xué)院班級：交通設(shè)備1206姓名：邱瑞玲學(xué)號：1104120907雷諾數(shù)測定實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? .觀察水的層流和紊流的形態(tài)及特征；2 .學(xué)習(xí)測量和計(jì)算流體的雷諾數(shù)和臨界雷諾數(shù)?！緦?shí)驗(yàn)原理】雷諾數(shù)是流體慣性力?l2與黏性力?vl2的比值，它是一個(gè)無因次化的量。re=?vl=?2?v/l）l雷諾說較小時(shí)，粘滯力對流場的影響大于慣性力，流場中流速的擾動會因粘滯力而衰減，流體流動穩(wěn)定，為層流；反之，若雷諾數(shù)較大時(shí)，慣性力對流場的影響大于粘滯力，流體流動較不穩(wěn)定，流速的微小變化容易發(fā)展、增強(qiáng)，形成紊亂、不規(guī)則的紊流流場。【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】1 .緩慢調(diào)節(jié)水量控制閥，觀察透明水管中紅色水流線的變化。

19、觀察水的層流態(tài)、紊流態(tài)的特征。2 .找出層流和紊流轉(zhuǎn)換臨界點(diǎn)，在臨界點(diǎn)測量水的流速，往復(fù)測量三次。3.根據(jù)測量數(shù)據(jù)計(jì)算出水的臨界雷諾數(shù)?！緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】1.當(dāng)水流流速較低時(shí)，水管中水流處于層流狀態(tài)，示蹤劑（紅色墨水）呈線狀，無分散；2.逐漸開大控制閥，水流速度加大，呈線狀流動的紅色墨水開始出現(xiàn)波動，逐漸散開，這時(shí)水流處于過渡狀態(tài)；3.再開大控制閥，水流速度繼續(xù)增大，紅色墨水消失，此時(shí)水流處于紊流狀態(tài)。層流狀態(tài)紊流狀態(tài)【實(shí)驗(yàn)結(jié)果】項(xiàng)目從層流到紊流組另fj123123時(shí)間（s）水量（ml）201200201100201250306003070030720流量（ml/s）605562.52023.324

20、流量均值59.1從紊流到層流22.4實(shí)驗(yàn)中，水流束的特征長度l=d=3cm,流速由公式v?4qv2求得，得到v1=0.032m/s,v2=0.084m/s,而水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，室溫時(shí)的動力粘度-3p?s,則雷諾數(shù)are1=?vd=960?re2=?vd=2520?【結(jié)果分析】查閱資料可知一般管道雷諾數(shù)rev2000為層流狀態(tài)，re>4000為紊流狀態(tài)，re=20004000為過渡狀態(tài)。而本次實(shí)驗(yàn)所測得的紊流狀態(tài)下的雷諾數(shù)比理論值小，產(chǎn)生誤差的原因?yàn)椋?.偶然誤差：觀察出現(xiàn)偏差，將水流處于由層流向紊流的過渡狀態(tài)當(dāng)作紊流狀態(tài)，從而測得的水流速度偏小，造成所計(jì)算的雷諾數(shù)偏小。2.系統(tǒng)誤差：示蹤劑

21、（紅色墨水）很容易在水中擴(kuò)散，當(dāng)處于過渡狀態(tài)時(shí)，由于水流開始產(chǎn)生攪動，從而將紅色墨水打散，擴(kuò)散在水中，造成水流已處于紊流狀態(tài)的假象，導(dǎo)致誤差產(chǎn)生。文丘里管實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹坑^察文丘里效應(yīng)，學(xué)習(xí)文丘里管測量流量的原理和方法?！緦?shí)驗(yàn)原理】文丘里效應(yīng)，以其發(fā)現(xiàn)者，意大利物理學(xué)家文丘里(giovannibattistaventuri)命名。這種效應(yīng)是指在高速流動的氣體附近會產(chǎn)生低壓，從而產(chǎn)生吸附作用。利用這種效應(yīng)可以做出文丘里管。文丘里管在現(xiàn)今科技發(fā)展中得到應(yīng)用，因?yàn)槠渲圃旌途S護(hù)成本比較低。P+12211?v1+?gh1=p2+?v2+?gh2+?22基于文丘里效應(yīng)制造的設(shè)備，叫做文丘里xxxx,如文丘里水膜除塵器、文丘里擴(kuò)散管、文丘里收縮管、文