流体力学实验指导书

教学实验 2012-10

流体力学

实验指导书

目 录

能量方程实验 雷诺数实验 沿程阻力实验 局部阻力实验 文丘里流量计实验孔板流量计实验 皮托管测速实验 离心泵综合实验

实验一 实验二 实验三 实验四 实验五 实验六 实验七 实验八

实验一 能量方程实验

1、实验目的

观察流体流经能量方程实验管时的 能量转化情况，并对实验中出现的现象进行分析，从而加深对能量方程的理解。

2、实验装置

图1 能量方程实验装置示意图

1.储水箱 2.上水调节阀 3.溢流回水管 4.实验管段5.背后恒压水箱 6.测压管组7. 测压管固定板 8.静压及全压测点接头 9.流量调节、切断阀10.计量水箱11.接水杯12.量筒

3、实验前准备工作

开启水泵，全开上水阀门使水箱注满水；打开调节阀门，排除管内气体；关闭调节阀门，再调节上水阀门，使水箱水位始终保持不变，并有少量溢出。检查各个测压管液面高度是否相同，如不同，首先排除测压管及连接的胶皮管中空气，确保测压管中无空气泡时，检查各个测压管液面高度是否相同，如还不同，则应调整标尺，使各个测压管液面高

流体力学实验指导书

实验一 能量转换实验

一、实验目的

1、熟悉流体在流动过程中各种能量和压头的概念及其转换关系，加深对伯努利方程的理解；

2、观察流体流速随管径变化的规律。 二、实验原理

1、总压头的分析:

总压头为测压管压头与流速压头之和，任意两截面间的能量方程为

2p2v2p1v12Z2???Z1???Hf,1?2 。

?g2g?g2g图一所示实验装置中，从实验可以观测到B截面的总压头低于A截面的总压头，这符合伯努利方程。

2、A、B截面间压强压头的分析：

由于A、B两截面处于同一水平位置，B截面面积比A截面面积大。所以B截面处的流速比A截面处小。设流体从A截面流到B截面的压头损失为Hf,A?B,在截面间列伯努利方程。

22pAvApBvB ZA???ZB???Hf,A?B

?g2g?g2gA、B两

ZA?ZB

22pBpAvAvB????Hf,A?B ?g?g2g2g2?A2?B2?A2?B即

A、B两截面处的压强压头之差，决定于2g?2g和Hf，A?B。当

2g?2g大

于Hf，A?B时，压强压头的增值为正，反之，压强压头的增值为负。

3、C、D截面间压

实验一 实验二 实验三 总成绩

工 程 流 体 力 学

实验指导与实验报告

姓 名： 学 号： 班 级：

西南科技大学

制造科学与工程学院中心实验室

二零一五年十月

西南科技大学 流体力学实验指导书

目 录

实验说明 .................................................................................................................................................. I TXZH-3型流体力学综合实验装置说明.............................................................................................. II

一、装置组成 ..............................................

实验一 实验二 实验三 总成绩

工 程 流 体 力 学

实验指导与实验报告

姓 名： 学 号： 班 级：

西南科技大学

制造科学与工程学院中心实验室

二零一五年十月

西南科技大学 流体力学实验指导书

目 录

实验说明 .................................................................................................................................................. I TXZH-3型流体力学综合实验装置说明.............................................................................................. II

一、装置组成 ..............................................

流体力学基础实验指导书

编写：张进

审核：何国毅、史卫成

南昌航空大学

飞行器工程学院飞行器设计与工程系

实验一 不可压缩流体定常流能量方程实验

（伯努利方程实验）

一、实验目的要求

1．验证不可压定常流的能量方程；

2．通过对流体动力学诸多水力现象的实验分析研讨，进一步掌握有压管流中的能量转换特性；

3．掌握流速、流量、压强等流体动力学水力要素的实验量测技能。

二、实验装置

本实验的装置如图１所示：

图１ 自循环能量方程实验装置图

l 自循环供水器 2. 实验台 3 可控硅无级调速器 4 溢流板

5 稳水孔板 6 恒压水箱 7 测压计 8 滑动测量尺 9测压管 10 实验管道 11 测压点 12 毕托管 13 实验流量调节阀

说明：

仪器测压管有两种：

① 用毕托管测压管探头对准测量处的轴心位置，测量该点的总水头H’（=

pu2pv2Z+），测得轴心处速度。须注意一般情况下H’与断面总水头H（=Z＋）???g2g?g2g不同（因一般u ≠ v），它的水头线只能定性表示总水头变化趋势；

② 普通测

流体力学实验

指导书与报告

所在学院：地侧学院 使用专业：安全工程

2006.6

实验一：压强、流速、流量测定实验

一、压强测定试验 知识点：

静力学的基本方程；绝对压强；相对压强；测压管；差压计。 1.实验目的与意义

1）验证静力学的基本方程；

2）学会使用测压管与差压计的量测技能；

3）灵活应用静力学的基本知识进行实际工程量测。 2.实验要求与测试内容

1）熟练并能准确进行测压管的读数；

2）控制与测定液面的绝对压强或相对压强； 3）验证静力学基本方程；

4）由等压面原理分析压差值。 3.实验原理

1）重力作用下不可压缩流体静力学基本方程： z 2）静压强分布规律：p p0 h

式中：z——被测点相对于基准面的位置高度；

p——被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同；

p

c

p0——水箱中液面压强； ——液体容重；

h——被测点在液体中的淹没深度。

3）等压面原理：对于连续的同种介质，流体处于静止状态时，水平面即等

压面。

4.实验仪器与元件

实验仪器： 测压管、U型测压管、差压计

仪器元件：打气球、通气阀、放水阀、截止阀、量杯 流体介质：水、油、气 实验装置如下图： 5.实验方法与步骤

实验过程中基本操作步骤如下：

1）熟悉实验装置各部分的功能与作用；

2）打开通

流体力学基础实验指导书

编写：张进

审核：何国毅、史卫成

南昌航空大学

飞行器工程学院飞行器设计与工程系

实验一 不可压缩流体定常流能量方程实验

（伯努利方程实验）

一、实验目的要求

1．验证不可压定常流的能量方程；

2．通过对流体动力学诸多水力现象的实验分析研讨，进一步掌握有压管流中的能量转换特性；

3．掌握流速、流量、压强等流体动力学水力要素的实验量测技能。

二、实验装置

本实验的装置如图１所示：

图１ 自循环能量方程实验装置图

l 自循环供水器 2. 实验台 3 可控硅无级调速器 4 溢流板

5 稳水孔板 6 恒压水箱 7 测压计 8 滑动测量尺 9测压管 10 实验管道 11 测压点 12 毕托管 13 实验流量调节阀

说明：

仪器测压管有两种：

① 用毕托管测压管探头对准测量处的轴心位置，测量该点的总水头H’（=

pu2pv2Z+），测得轴心处速度。须注意一般情况下H’与断面总水头H（=Z＋）???g2g?g2g不同（因一般u ≠ v），它的水头线只能定性表示总水头变化趋势；

② 普通测

水力学（流体力学）

实验指导书

编著：刘凡

河北工程大学

目录

1、静水压强实验--------------------------------------------------------3-5页 2 平面静水总压力实验-------------------------------------------- - 6-9页 3、文丘里流量计实验------------------------------------------------10-12页

4、雷诺实验------------------------------------------------------------12-14页 5、管道沿程水头损失实验-----------------------------------------15-16页

6、局部管道水头损失实验----------------------------------------17-19页 7、流线演示实验-----------------------------------------------------20-21页 8、伯努利实验-------------------

前 言

流体力学实验是学习流体力学课程的一个重要环节。当我们感到流体力学的理论、公式难于理解和掌握的时候，实验将帮助我们解决一个又一个难题。学完这门课之后的若干年，可能对流体力学的理论、公式的记忆已很淡薄，但一些实验方法、测试技术仍然记忆犹新，由此可见实验对于课程学习的重要作用。事实上，实验方法与理论研究和数值计算一样都是流体力学研究的基本方法。实验不但能检验理论和计算是否正确，还可以发现新的流动现象，探索新的理论方法。实验技能是每一个科学工作者和工程技术人员的基本素质。

流体力学实验室为开放型实验室，全天为学生开放，只需提前三天预约即可。为了保证实验的教学质量。要求学生做到以下几点。

1、实验之前必须预习实验指导书及有关理论，了解实验的目的，仪器设备、实验原理、实验方法、操作规程及数据处理等等。上实验课时，接受指导教师检查。预习不合格者，不能参加实验。

2、在实验室中，要专心致志，遵守纪律，接受教师的指导与管理。

3、实验小组要协调一致，既要取得准确的测量数据，又要使每个学生掌握实验中的各个测试环节。

4、当场计算实测数据，以便检查实验的正确性。

5、实验观测完毕，应将仪器设备恢复为启用前的状态，请教师检

演示实验三 流谱流线显示实验（一）

(一) 实验目的要求

演示机翼绕流，圆柱绕流和管渠过流的定常流动，运用电化学法显示流场，使同学们对这些基本流动有一个直观了解。

(二) 实验装置

本实验的装置如图I-3-1所示。 图I-3-1 流谱流线显示仪

1．显示盘；2．机翼；3．孔道；4．圆柱；5．孔板；6．闸板；7．文丘里管；8．突扩和突缩；9．侧板；10．泵开关；11．对比度调解开关；12．电源开关；13. 电极电压测点；14．流速调节阀；15. 放空阀。（14、15内置于侧板内） 本实验装置配备有：

流线显示盘、前后罩壳、照明灯、小水泵、直流供电装置。 (三) 实验原理

现有的三种流谱仪，分别用于演示机翼绕流，圆柱绕流和管渠过流。

1、Ⅰ型 单流道，演示机翼绕流的流线分布。由图可见，机翼向天侧（外包线曲率

较大）流线较密，由连续方程和能量方程知，流线密，表明流速大，压强低：而在机翼向地侧，流线较疏，压强较高。这表明整个机翼受到一个向上的合力，该力被称为升力。实验中为了显示升力方向，在机翼腰部开有沟通两侧的孔道，孔道中有染色电极。在机翼两侧压力差的作用下，必有分流经孔道从向地侧流至向天侧，这可通过孔道中染色电极释放的色素显现出来，染色液体流动的