实验四 孔口与管嘴出流实验
一、实验目的：
1. 观察典型孔口及管嘴出流时的流动现象及园柱形管嘴的局部真空。 2. 测定孔口及管嘴出流时的流量系数μ值。 二、实验设备：
孔口及管嘴位置水箱溢流管量测水箱回水管水箱抽水机供水管
实验装置由供水系统、恒定水头水箱、回水系统和量测系统组成。在恒定水头水箱的侧壁上安装管嘴（或开有孔口）。另外配有秒表一字只。 三、实验原理：
孔口(管嘴)出流的计算公式：vc=
11??2gH=φ2gH
Q=Ac×vc=εAφ μ=
2gH=μA2gH
QA2gH
式中为孔口出流时收缩断面处的平均流速，H为孔口中心线上的水头，Q为流量，Ac
为收缩断面的面积。 四、实验步骤：
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1. 接通电源，开启水泵，给水箱供水。
2. 等到水位稳定后，逐个开通孔口（管嘴），认真观察出流现象，并测量收缩断面尺寸（孔口）、水头及流量。园柱管嘴出流时，测量其收缩断面处的真空度。 量测水箱水平面积A= 100 cm2
初高 终高 (cm) (cm) 净高 (cm) 时间 流量 水头 (s) (cm3/s) (cm) 流量系数 μ 断面尺寸 d=1.2cm d=1.2cm 1.2×1.2 cm2 d=1.2cm d=1.2cm 备注 孔口 （收缩） 孔口 （喇叭） 孔口 （方孔） 管嘴 （园柱） 管嘴 （收缩） 五、注意事项：
1. 接通、关闭电源时要注意安全。
2. 实验时，动作要轻，不能用力过猛，以免损坏仪器。 六、思考题：
1. 比较各孔口及管嘴的流量系数大小，并说明原因。
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实验五 动量方程实验
一、实验目的：
实测射流对平板或曲板的作用力，并验证恒定流动量方程式。 二、实验设备：
实验装置如图所示，由实验桌、有压供水系统、喷流装置、天平、流量量测装置和回水系统组成。
天平平板喷嘴压力表测量水箱阀门水箱流量控制阀水泵调压阀压力水箱
三、实验原理：
恒定总流的动量方程为： ∑F=ρQ(β2v2x-β1v1x)
水流从喷嘴中，以速度射向平面（或曲面），当水流被阻挡以后，对称分开，若不考虑摩擦力的作用，水流将以同样大小的速度离开平面（或曲面），即v1和v2的大小相等，但方向不同。射流情况如图所示：
α2 当水流以流速v从喷嘴口射出，经过一个射流高度z到达平面（或曲面）后，其流速将变为v1，其关系是：
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v2v122=+z 即 v1=v?2gz 2g2g根据以上情况可得动量方程： R=ρQ (v1 -v2cosα) 由于ρ=
?2，v1=v2=v?2gz并设β2=1、β1=1，可得： g?2Qv?2gz (1-cosα) (α为流入方向与流出方向的夹角) gQ (A为喷嘴口断面面积) A R=
V=四、实验步骤： 1. 2. 3. 4.
认真阅读实验目的、原理和注意事项。 熟悉实验设备构造。
调平天平。关闭流量调节阀。
接通电源，打开水泵。稍等片刻后，调节调压阀，排除压力水箱中的气体，并将水压调到0.03Mpa左右。
5. 用定位件固定天平，在天平A端加上砝码。
6. 缓慢打开流量调节阀。调整流量大小，使天平平衡，稍等片刻后测定流量。 7. 增加砝码，再次测量。
8. 关闭流量调节阀，关闭电源，结束实验。 数据记录表：(仅供参考)
喷嘴口直径d= 0.8cm 喷嘴口面积A= cm2
喷嘴口距平(曲)面板距离z= cm 测量水箱水平面积S= 200 cm2 α= 度 测次 1 2 3 4 5 砝码 重量 G(g) 水位 初高 h1(cm) 水位 终高 h2(cm) 水位 时间 流量 V V1 R 净高 3t(s) Q(cm/s) (cm/s) (cm/s) (N) Δh(cm) 五、注意事项：
1. 在开水泵前，一定要关闭流量控制阀，以免损坏天平。 2. 控制流量时，一定要缓慢。
3. 实验做完后，要先关流量控制阀，再关水泵。 4. 实验时一定要注意用电安全。 六、思考题：
1. 为什么控制流量时，一定要缓慢?
2. 比较实测作用力与计算作用力的大小，分析其原因。
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实验六 雷诺实验
一、实验目的：
1. 观察水流的流态，即层流和紊流现象。 2. 测定临界雷诺数。 二、实验设备：
实验装置如图所示，由实验桌、供水系统、实验管道、流量量测系统、流线指示装置和回水系统组成。
指示剂水箱颜色水流线(层流状态下）尾阀溢流管量测水箱回水管水箱抽水机供水管
三、实验原理：
实际液体有两种不同的运动型态，即层流和紊流。
当流速较小时，各流层的液体质点是有条不紊运动，互不混杂，这种型态的流动叫做层流。 当流速较大时，各流层的液体质点形成涡体，在流动过程中，互相混掺，这种型态的流动叫做紊流。
水流的型态由其流动时的雷诺数决定， 雷诺数Re=
vd ?式中，v—管中平均流速，d—管径，υ—运动粘滞系数。 υ=
0.01775 (T 水温)
1?0.0337T?0.00022T2据前人实验资料得知，下临界雷诺数比较稳定，Re=2000。而上临界雷诺数变化很大，约在5000~20000之间。因此一般认为： Re<2000为层流 Re>2000为紊流 四、实验步骤：
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