流体力学实验(2)

2019-07-13 16:51

但不同的过水断面上c值不同。

在急变流流段上,由于流线的曲率较大,每一质点处存在惯性力,表现为在这个流段中各过水断面上水流的压强分布不符合静水压强分布规律。 (三)实验设备

如图I-5-1所示的能量方程演示仪为自循环的水流系统,在进水管段设有进水阀、转子流量计,演示段由直管、突然扩大管、文丘里管、突然缩小管、垂直弯管和水平弯管等有机玻璃管段连接而成,在管道上沿水流方向的若干过水断面的边壁上设有测压孔,在设置测压管的过水断面上同时装有单孔毕托管,用以测量该断面中心点的总水头。在管道的出口还设有尾阀。进水阀和尾阀用来调节和控制流量。 (四)操作步骤和演示内容

1、熟悉设备,分辨测压管和单孔毕托管。 2、接通电源。

图I-5-1 能量方程演示仪

1、测压排 2、转子流量计 3、尾阀 4、进水阀 5、水箱 6、水泵

3、缓缓打开进水阀,反复开关尾阀将管道及测压管中的空气排净。

4、调节进水阀,固定某一流量(以Q=1500 l/h左右为宜),待水流稳定后,根据能量方程观察管道各断面上单位重量水体的位能、压能、动能和水头损失,并了解能量守恒的物理意义及位能、压能和动能的相互转化。

5、观察测压管水头线和总水头线沿程变化的规律,并分析其原因。

6、观察管道中各种局部水力现象,如突然扩大和突然缩小情况下测压管水头的变化;渐变流过水断面上各点的测压管水头相等,而急变流过水断面上各点的测压管水头不相等;垂直弯管段上的真空现象等。

7、将尾阀开大或关小,观察各测压管水面连线的变化。 8、演示结束后,切断电源。关闭总进水阀。 (五)注意事项

做演示实验时,一定要将管道和测压管中的空气排净。阀门开启一定要缓慢,并注意测压管中水位的变化,不宜过猛,以免使测压管中的压力上升过快,造成不良后果。 (六)思考题

1、如何确定管中某点的位置高度、压强高度、流速水头、测压管水头和总水头? 2、总水头线和测压管水头线是否总是沿程下降? 3、突然扩大和突然缩小段测压管水头线是否总是上升? 4、文丘里管段上各断面的测压管水头变化说明了什么? 5、垂直管段的最大真空值如何确定?

6、弯管凸凹边壁上的测压管水头有何差异?为什么?

量测实验一 静水压强量测实验

(一)目的要求

1、量测静水中任一点的压强; 2、测定另一种液体的比重;

3、要求掌握U形管和连通管的测压原理以及运用等压面概念分析问题的能力。 (二)实验设备

实验设备如图II-1-1所示。

图II-1-1 静水压强实验仪 (三)实验步骤及原理

1、打开通气孔,使密封水箱与大气相通,则密封箱中表面压强p0等于大气压强pa。此时开口筒水面、密封箱水面及连通管1、2、3的水面均应平齐。

2、关闭通气孔,将开口筒向上提升到一定高度。开口筒中的少量水将流向密封箱,并影响其它测压管。密封箱中空气的体积将减小而压强将增大。此时p0?pa,待稳定后,开口筒与密封箱两液面的压强差为p0?pa??h,两液面高度差h也等于?1??2及

?3??2,而U形管两液面的压差也应等于p0?pa。?是测压管液面高程。

3、如果将开口筒向下降到一定高度,使其水面低于密封箱中的水面,则密封箱中的少量水将流向开口筒。因此,密封箱中的空气的体积将增大而压强将减小,此时p0?pa,这种情况称为真空,待稳定后,以水柱高度表示压强差即为真空度:

pa?p0???2??1??2??3

4、按照以上原理,可以求得密封液体中任一点A的绝对压强p?A。

设A点处在密封箱水面以下的深度为h0A,处在1号管和3号管水面以下的深度分别为h1A和h3A,则:

p?A?p0??h0A?pa??(?1??2)??h0A ?pa??h1A?pa??h3A

此式适用于p0?pa和p0?pa等多种情况。 5、由于连通管和U形管反映着相同的压差,故有:

p0?pa??(?3??2)???(?5??4)??(?7??6)

由此可以求得另一种液体的容重??:

?????3??2???6 ??7?5??4?5??4(四)注意事项

1、首先检查密封箱是否漏气(检查方法自己考虑)。

2、开口筒向上提升时不宜过高,在升降开口筒后,一定要用手拧紧左边的固定螺丝,以免开口筒向下滑动。 (五)量测与计算

静水压强仪编号 ; 实测数据与计算(见表1-1、表1-2)。 (六)回答问题

1、第1、2、3号管和4、6号管,可否取等压面?为什么? 2、第1、4、6号管和1、3号管中的液面,是不是等压面?为什么? 表1-1 静水压强量测实验观测数据表

名 称 液面高程 单 位 1 p0>pa 2 1 p0

静水压强量测实验(新)

一、实验目的要求、

1、掌握用测压管测量流体静压强的技能; 2、验证不可压缩流体静力学基本方程;


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