工程流体力学及水力学实验指导书与报告

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-------------------

土木工程基础实验之四（水力学‘流体力学’）部分实验指导&实验报告

壹、静水压强实验

一、实验目的

1、加深对水静力学基本方程物理意义的理解，验证静止液体中，不同点对于同一基准面的测压管水头为常数（即z?2、学习利用U形管测量液体密度。

3、建立液体表面压强p0?pa，p0?pa的概念，并观察真空现象。 4、测定在静止液体内部A、B两点的压强值。

p。 ?C）

?g二、实验原理

在重力作用下，水静力学基本方程为：

z?p?C ?g它表明：当质量力仅为重力时，静止液体内部任意点对同一基准面的z与之和为常数。

重力作用下，液体中任何一点静止水压强

p两项?gp?p0??gh，

p0为液体表面压强。

p0?pa为正压；p0?pa为负压，负压可用真空压强pv或真空高度hv表示：

pv?pa?pabs hv?pv ?g重力作用下，静止均质液体中的等压面是水平面。利用互相连通的同一种液体的等到压面原理，可求出待求液体的密度。

三、实验设备

在一全透明密封有机玻璃箱内注入适量的水，并由一乳胶管将水箱与一可升降的调压筒相连。水箱顶部装有排气孔k1，可与大气相通，用以控制容器内液体表面压强。若在U形管压差计所装液体为油，?油??水，通过升降调压筒可调节水

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

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 ..............................................

实验1 静水压强实验

一、实验内容

1、测量密闭容器内任一点A的压强p。

2、测量液体的容重（如酒精，高锰酸钾溶液等）。 二、实验原理

由连通器原理，在容器上安装几根U形管，U形管一端与容器连通，一端开口与大气相通（见装置图），将要测量之溶液注入U形管内，若其中之一的容重r为已知，当容器内上部空气的压强大于或小于大气压强时，U形管中的二液面将有高差△h，由此根据水静力学基本方程po=pa+rh可计算出容器内的表面压强和容器的容重。

三、实验装置图

四、操作程序

1、检查仪器：打开密闭塞，检查装置是否放置水平。如不平整平之。 2、按紧密闭塞，将活动盛水桶上升或下降，检查装置是否有漏气现象，若有漏气则各U形管之液面将不断变化，此时应找出漏气部位堵住漏气。

3、上述两步完成后即可进行实验。实验分两种情形进行观测。 (1) po > pa（用活动盛水桶调节）；

1

(2) po < pa（用活动盛水桶调节）。 4、观测

对每种po情形测读各U形管内液面之读数，并记入记录表格。测读时应尽量减少误差。

五、记录表格

情 况 次数 ▽1 po > pa 第一次 第二次 po < pa 第一次 第二次 ▽2 测压管读数(cm) ▽3 ▽4 ▽5 ▽6 六、实验成果（按上表列表计算） 七、思考题

1、调压玻璃筒的液面与开口测压管1的液面在任何情况下都在同一高度上吗？三者的液面有什么关系？

2、提高或降低调压有机玻璃筒

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