流体力学伯努利方程实验报告

同济大学 流体力学实验报告 静水压强实验和伯努利方程实验

实验一 静水压强实验

实验成员学号1.记录相关常数

▽A▽B（10-2m）（10-2m）

43.50

记录表格实验次数p>pp<p29.40

测压管水位读（10-2m）

▽1▽2

129.5233.80228.8234.51326.2137.20134.2229.00233.9130.42332.4230.82

▽3

31.0229.7125.6238.3436.2135.54▽436.1136.9239.3032.9233.0033.52▽557.1258.8064.1147.6150.4051.32▽657.1258.8064.1147.6150.4051.32▽753.0053.0053.0053.0053.0053.00

2.计算表格

p0

计算项目

123456

(KN/m3)

pA(KN/m3)

pB(KN/m3)

有色液体容重r

(KN/m3)p0/(▽4-▽3)

0.080.080.080.090.110.08

p0>pa

计算结果

p0<pa

0.421.342.720.561.502.881.082.023.40-0.510.401.79-0.340.682.06-0.160.772.1

工程流体力学实验报告 实验一 流体静力学实验

实验原理

在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程

或

(1.1)

式中： z被测点在基准面的相对位置高度；

p被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同； p0水箱中液面的表面压强； γ液体容重；

h被测点的液体深度。

另对装有水油（图1.2及图1.3）U型测管，应用等压面可得油的比重S0有下列关系：

(1.2)

据此可用仪器（不用另外尺）直接测得S0。 实验分析与讨论

1.同一静止液体内的测管水头线是根什么线？

测压管水头指

，即静水力学实验仪显示的测管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测

压管液面的连线。实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2.当PB<0时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。

，相应容器的真空区域包括以下三部分：

(1)过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。

(2)同理，过箱顶小水杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区域。 (3)在

实验 能量方程（伯诺里方程）实验

一、常数（仪器编号： ）

水箱液面高程▽0 cm，上管道轴线高程▽= cm。

上

D1= cm；D2= cm；D3= cm；（D4= cm。） 表5—1 测点编号 管径（cm） 两点间距（cm） 1 4 *******2 3 4 4 6 5 6 6 7 4 8 9 13.5 10 11 6 12 13 10 14 15 29 16 17 16 18 19 16 注 ：（1）测点6、7所在断面内径为D2，测点16、17为D3，其余均为D1。 *

（2）标“”者为毕托管测点（测点编号见图5—2）。

（3）测点2、3为直管均匀流段同一断面上的两个测压点，10、11为弯道非均匀流段同一断面上的两个测点。

二、记录表格 表5—2 测记(z?p?)数值表（基准面选在标尺的零点上） 单位：cm

Q cm3测点 编号 1 测次

2 3 体时积 间 /S

工程流体力学实验报告 实验一 流体静力学实验

实验原理

在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程

或

(1.1)

式中： z被测点在基准面的相对位置高度；

p被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同； p0水箱中液面的表面压强； γ液体容重；

h被测点的液体深度。

另对装有水油（图1.2及图1.3）U型测管，应用等压面可得油的比重S0有下列关系：

(1.2)

据此可用仪器（不用另外尺）直接测得S0。 实验分析与讨论

1.同一静止液体内的测管水头线是根什么线？

测压管水头指

，即静水力学实验仪显示的测管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测

压管液面的连线。实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2.当PB<0时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。

，相应容器的真空区域包括以下三部分：

(1)过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。

(2)同理，过箱顶小水杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区域。 (3)在

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

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

高等流体力学讲义

高等流体力学

3 流体力学基本方程

高等流体力学讲义

3 流体力学基本方程流体的运动规律遵循物理学三大守恒定律， 即：质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定 律。流体动力学基本方程组就是这三大定律对流 体运动的数学描述。但是，流体力学基本方程组 是不封闭的，要使其封闭还需增加辅助的物性关 系，如：密度、比热、粘性系数和热传导系数随 温度、压强的变化关系等。目前尚不能求得这一 方程组的解析解，但研究这一方程组的性质却具 有极其重要的意义，因为实际流体的流动过程遵 循这一基本方程组。

高等流体力学讲义

3.1 系统和控制体的概念3.1.1 系统 包含着确定不变的物质的任何集合，称 之为系统，系统以外的一切，统称为外界。 系统的边界是把系统和外界分开的真实或假 想的表面。在流体力学中，系统就是指由确 定的流体质点所组成的流体团。

高等流体力学讲义

3.1.1 系统流体系统的边界有如下特点：①系统的 边界随着流体一起运动。系统的体积边界面 的形状和大小可以随时间变化；②在系统的 边界处没有质量交换，即没有流体进入或跑 出系统的边界；③在系统的边界上，受到外 界作用在系统上的表面力；④在系统边界上 可以有能量交换，即可以有能量(热或功)通 过边界进入

工程流体力学实验报告之分析与讨论

实验一 流体静力学实验

实验分析与讨论

1.同一静止液体内的测管水头线是根什么线？

测压管水头指

，即静水力学实验仪显示的测管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测

压管液面的连线。实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2.当PB<0时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。

，相应容器的真空区域包括以下三部分：

(1)过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。

(2)同理，过箱顶小水杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区域。

(3)在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。 3.若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定γ0。

最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度h和h0，由式

，从而求得γ0。

4.如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？

设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算

式中，为表面张

山东交通学院

工程流体力学实验报告

专业 班级 姓名 学号

年 月

1

目 录

实验1 静水压强实验………………………………………………………....3

实验2 管道沿程阻力系数和局部阻力系数测定实验………………………5

2

实验一 静水压强实验

一、常数（仪器编号： ）

3

?? N/m， hA(Z)= cm， hB(Z)= cm。

A

B

二、记录表格 状态和次数 1 各 测 压 管 读 数 （cm） h1 h2 h3 h4 h5 p0?pa 2 3 1 p0?pa 三、计算表格 计算项目 2 3 ?（相对） p0（N/cm） 2 p? p? p0（绝对）A（相对） pA（绝对）B（相对） pB（绝对）（N/cm） 2待测液体重度 （N/cm） 2（N/cm） 2（N/cm） 2（N/cm） 2（N/cm） 2计算公式 1 p0?pa 2 ?(h4?h3) 'p0 p??+pa ??h5

第一章

1. 汽缸内壁的直径D=12cm，活塞的直径d=11.96cm，活塞长度L=14cm，活塞往复运动的速度为1m/s，润滑油的μ =0.1Pa·s。求作用在活塞上的粘性力。

解：由于内外壁的间隙很小，速度分布认为是线性的，由牛顿内摩擦定律，得，

F??Adu?u1.0????dL??0.1?3.14?0.1196?0.14??26.29N

D?d0.12?0.1196dy222.旋转圆筒粘度计，外筒固定，内筒转速n=10r/min。内外筒间充入实验液体。内筒r1=1.93cm，

外筒 r2=2cm，内筒高h=7cm，转轴上扭距M=0.0045N·m。求该实验液体的粘度。

解：实验液体与内筒接触面上速度为：

v?2?r1n2?3.14?0.0193?10??0.0202m/s 6060MM0.0045N?m???27.48Pa Ar12?r1hr12?3.14?0.07?0.01932m3内筒外表面上的切应力为：

??因内外筒间隙很小，速度分布认为近似线性分布，则根据牛顿内摩擦定律，

??

?du/dy??v/(r2?r1)?27.48?(0.02?0.0193)?0.95Pa?s

0.02023.已知水的体积弹性模量为K=2х109P