10-1工程流體力學(xué)實驗報告

PAGE1工程流體力學(xué)實驗報告班級：＿＿＿＿＿＿＿＿＿姓名：＿＿＿＿＿＿＿＿＿學(xué)號：＿＿＿＿＿＿＿＿＿實驗一能量轉(zhuǎn)換實驗一、實驗?zāi)康?、熟悉流體在流動過程中各種能量和水頭的概念及其轉(zhuǎn)換關(guān)系，加深對伯努利方程的理解；2、觀察流體流速隨管徑變化的規(guī)律。二、實驗原理1、總水頭的分析:總水頭為測壓管水頭與流速水頭之和，任意兩截面間的能量方程為。圖一所示實驗裝置中，從實驗可以觀測到截面的總水頭低于截面的總水頭，這符合伯努利方程。2、、截面間壓強水頭的分析：由于、兩截面處于同一水平位置，截面面積比截面面積大。所以截面處的流速比截面處小。設(shè)流體從截面流到截面的水頭損失為,在、兩截面間列伯努利方程。即、兩截面處的壓強水頭之差，決定于和。當(dāng)大于時，壓強水頭的增值為正，反之，壓強水頭的增值為負。3、、截面間壓強水頭的分析：出口閥全開時，由于、截面積相等,所以、兩截面處的流速相等，即流速水頭相等；設(shè)流體從截面流到截面的水頭損失為，在、兩截面間列伯努利方程。即、兩截面壓強水頭之差，決定于和。當(dāng)大于時，壓強水頭的增值為正，反之，壓強水頭的增值為負。4、水頭損失的計算：以出口閥全開時，從截面到截面的水頭損失為例,在、兩截面間列伯努利方程得：所以，水頭損失的算法之一是用總水頭來計算：水頭損失的算法之二是用測壓管水頭來計算：（）三、實驗裝置圖一能量轉(zhuǎn)換實驗裝置圖四、實驗方法與注意事項1、實驗方法：（1）向低位水槽灌注一定數(shù)量的蒸餾水，關(guān)閉高位水槽進水調(diào)節(jié)閥門(離心泵出口調(diào)節(jié)閥)及實驗測試管出口調(diào)節(jié)閥門，然后啟動離心泵。（2）逐步開大高位水槽進水調(diào)節(jié)閥，當(dāng)高位水槽溢流管液體有一定溢流量后，調(diào)節(jié)測試管出口調(diào)節(jié)閥為全開位置，要保證高位水槽液面不下降。（3）觀察截面處測壓管水頭測量管，在測試管出口調(diào)節(jié)閥全關(guān)位置和全開位置時的水柱高度差。（4）全開實驗測試管出口調(diào)節(jié)閥，待流體穩(wěn)定后讀取、、、截面測壓管水頭和總水頭的讀數(shù)并記錄數(shù)據(jù)。（5）調(diào)節(jié)實驗測試管出口調(diào)節(jié)閥，觀察截面處測壓管水頭的高度，使之穩(wěn)定在處，讀取、、、截面測壓管水頭和總水頭的讀數(shù)并記錄數(shù)據(jù)。（6）調(diào)節(jié)實驗測試管出口調(diào)節(jié)閥，觀察截面處測壓管水頭的高度，使之穩(wěn)定在處，讀取、、、截面測壓管水頭和總水頭的讀數(shù)并記錄數(shù)據(jù)。（7）全關(guān)實驗測試管出口調(diào)節(jié)閥，讀取、、、截面測壓管水頭和總水頭的讀數(shù)并記錄數(shù)據(jù)。（8）實驗結(jié)束，停止離心泵，關(guān)閉高位水槽進水調(diào)節(jié)閥門及實驗測試管出口調(diào)節(jié)閥門，切斷總電源。2、注意事項：(1)不要將高位水槽進水調(diào)節(jié)閥開得過大以免使水流沖擊到高位水槽外面，同時導(dǎo)致高位水槽液面不穩(wěn)定。(2)當(dāng)測試管出口調(diào)節(jié)閥開大時，應(yīng)檢查一下高位槽內(nèi)的水面是否穩(wěn)定，當(dāng)水面下降時應(yīng)適當(dāng)開大高位水槽進水調(diào)節(jié)閥。(3)測試管出口調(diào)節(jié)閥須緩慢地關(guān)小，以免造成流量突然下降測壓管中的水溢出管外。(4)注意排除實驗測試管內(nèi)的空氣泡。(5)離心泵不要空轉(zhuǎn)和在出口閥門全關(guān)的條件下工作。五、實驗數(shù)據(jù)記錄1、基本數(shù)據(jù)：使用的設(shè)備編號：2、實驗數(shù)據(jù)列表：閥門操作水柱高度截面截面截面截面全開閥門關(guān)小閥門關(guān)小閥門全關(guān)閥門六、計算舉例：由實驗所測數(shù)據(jù)計算各截面處流速及沿流動方向上各截面間的水頭損失。七、實驗結(jié)果分析與思考1、全開閥門時：（1）為什么﹥，，，，物理意義是什么？（2）為什么，物理意義是什么？（3）比較與（；），哪個大，為什么？兩者之差的物理意義是什么？（4）與，是否相等，為什么？2、全關(guān)閥門時：（1）、、、各點是否同高，為什么，物理意義是什么？（2）比較、兩點的測壓管水頭，哪個大？3、隨著流量減少，各點的高度變化如何，為什么？

實驗三流動過程綜合實驗（一）單向流動阻力實驗一、實驗?zāi)康?1、學(xué)習(xí)直管摩擦阻力，直管摩擦系數(shù)的測定方法。2、掌握直管摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系及變化規(guī)律。3、畫出—關(guān)系圖二、實驗原理圖一所示裝置中，在被測直管段的兩取壓口之間列伯努利方程式，可得：(1)(2)(3)(4)式中：—管徑；—管長；—流速；—直管阻力引起的壓降；—流體密度；—流體運動粘度；—摩擦阻力系數(shù)；—雷諾數(shù)。三、實驗裝置與設(shè)備參數(shù)1、實驗裝置（1）實驗裝置示意圖見圖一。離心水泵7將儲水槽16中的水抽出，送入實驗系統(tǒng)，經(jīng)玻璃轉(zhuǎn)子流量計1測量流量，然后送入被測直管段3測量流體流動的阻力，經(jīng)回流管流回儲水槽16。被測直管段3流體流動阻力可根據(jù)其數(shù)值大小分別采用壓差變送器4或空氣—水倒置Ｕ型管來測量。（2）壓差傳感器與直流數(shù)字電壓連接方法見圖二。圖一流體力學(xué)綜合實驗裝置示意圖1、轉(zhuǎn)子流量計；2、10、18流量調(diào)節(jié)閥；3、直管阻力測試管；4、壓差變送器；5、13顯示儀表；6、倒置U型管；7、離心泵；8、壓力表；9、真空表；11、文氏流量計；12、壓差變送器；14、功率表；15、頻率計；16、水箱；17、渦輪流量計四、實驗方法與注意事項：1、實驗方法：（1）向儲水槽內(nèi)注蒸餾水，直到水滿為止。（2）打開閥門10灌泵，使離心泵中充滿水后，關(guān)閉閥門10。（3）在面板上設(shè)置電機頻率為50HZ。（4）大流量狀態(tài)下的壓差測量系統(tǒng)，應(yīng)先接電預(yù)熱10～15分鐘以上，觀察數(shù)字儀表的初始值并記錄后按RUN鍵啟動泵做實驗。（5）檢查系統(tǒng)內(nèi)有無氣泡存在。當(dāng)流量為0時打開B1、B2兩閥門，若空氣—水倒置Ｕ型管內(nèi)兩液柱的高度差不為0，則說明系統(tǒng)內(nèi)有氣泡存在，需趕凈氣泡方可測取數(shù)據(jù)。趕氣泡的方法：將流量調(diào)至較大，排出導(dǎo)管內(nèi)的氣泡，直至排凈為止。（5）測取數(shù)據(jù)順序可從大流量至小流量，反之亦可，一般測15～20組數(shù)據(jù)，建議當(dāng)流量讀數(shù)小于300時，只用空氣—水倒置Ｕ型管測壓差。（6）待數(shù)據(jù)測量完畢，關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥，停止離心泵，切斷電源。2、注意事項：（1）利用壓力傳感器測大流量下時，應(yīng)切斷空氣一水倒置型管、兩閥門，否則影響測量數(shù)值。（2）在實驗過程中每調(diào)節(jié)一個流量之后應(yīng)待流量和直管壓降的數(shù)據(jù)穩(wěn)定以后方可記錄數(shù)據(jù)。（3）若較長時間內(nèi)不做實驗，放掉系統(tǒng)內(nèi)及儲水槽內(nèi)的水。五、實驗數(shù)據(jù)記錄1、基本數(shù)據(jù)：使用的設(shè)備編號：2、實驗數(shù)據(jù)列表實驗開始前水溫；