流體熱工實(shí)驗(yàn)報(bào)告

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1、工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)一流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理在重力作用下不可壓縮流體靜力學(xué)基本方程或(1.1)式中：z被測點(diǎn)在基準(zhǔn)面的相對位置高度；p被測點(diǎn)的靜水壓強(qiáng)，用相對壓強(qiáng)表示，以下同；p0水箱中液面的表面壓強(qiáng)；γ液體容重；h被測點(diǎn)的液體深度。另對裝有水油（圖1.2及圖1.3）U型測管，應(yīng)用等壓面可得油的比重S0有下列關(guān)系：(1.2)據(jù)此可用儀器（不用另外尺）直接測得S0。實(shí)驗(yàn)分析與討論1.同一靜止液體內(nèi)的測管水頭線是根什么線？測壓管水頭指，即靜水力學(xué)實(shí)驗(yàn)儀顯示的測管液面至基準(zhǔn)面的垂直高度。測壓管水頭線指測壓管液面的連線。實(shí)驗(yàn)直接觀察可知，同一靜止液面的測壓管水頭線是一根水平

2、線。2.當(dāng)PB<0時(shí)，試根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，確定水箱內(nèi)的真空區(qū)域。，相應(yīng)容器的真空區(qū)域包括以下三部分：(1)過測壓管2液面作一水平面，由等壓面原理知，相對測壓管2及水箱內(nèi)的水體而言，該水平面為等壓面，均為大氣壓強(qiáng)，故該平面以上由密封的水、氣所占的空間區(qū)域，均為真空區(qū)域。(2)同理，過箱頂小水杯的液面作一水平面，測壓管4中，該平面以上的水體亦為真空區(qū)域。(3)在測壓管5中，自水面向下深度某一段水柱亦為真空區(qū)。這段高度與測壓管2液面低于水箱液面的高度相等，亦與測壓管4液面高于小水杯液面高度相等。3.若再備一根直尺，試采用另外最簡便的方法測定γ0。最簡單的方法，是用直尺分別測量水箱

3、內(nèi)通大氣情況下，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，從而求得γ0。4.如測壓管太細(xì)，對測壓管液面的讀數(shù)將有何影響？設(shè)被測液體為水，測壓管太細(xì)，測壓管液面因毛細(xì)現(xiàn)象而升高，造成測量誤差，毛細(xì)高度由下式計(jì)算式中，為表面張力系數(shù)；為液體的容量；d為測壓管的內(nèi)徑；h為毛細(xì)升高。常溫(t=20℃)的水，=7.28dyn/mm，=0.98dyn/mm。水與玻璃的浸潤角很小，可認(rèn)為cosθ=1.0。于是有(h、d單位為mm)一般來說，當(dāng)玻璃測壓管的內(nèi)徑大于10mm時(shí)，毛細(xì)影響可略而不計(jì)。另外，當(dāng)水質(zhì)不潔時(shí)，減小，毛細(xì)高度亦較凈水??；當(dāng)采用有機(jī)玻璃作測壓管時(shí)，浸

4、潤角較大，其h較普通玻璃管小。如果用同一根測壓管測量液體相對壓差值，則毛細(xì)現(xiàn)象無任何影響。因?yàn)闇y量高、低壓強(qiáng)時(shí)均有毛細(xì)現(xiàn)象，但在計(jì)算壓差時(shí)，互相抵消了。5.過C點(diǎn)作一水平面，相對管1、2、5及水箱中液體而言，這個(gè)水平面是不是等壓面？哪一部分液體是同一等壓面？不全是等壓面，它僅相對管1、2及水箱中的液體而言，這個(gè)水平面才是等壓面。因?yàn)橹挥腥烤邆湎铝?個(gè)條件的平面才是等壓面：（1）重力液體；（2）靜止；（3）連通；（4）連通介質(zhì)為同一均質(zhì)液體；（5）同一水平面。而管5與水箱之間不符合條件（4），因此，相對管5和水箱中的液體而言，該水平面不是等壓面。6.用圖1.1裝置能演示

5、變液位下的恒定流實(shí)驗(yàn)嗎？關(guān)閉各通氣閥門，開啟底閥，放水片刻，可看到有空氣由c進(jìn)入水箱。這時(shí)閥門的出流就是變液位下的恒定流。因?yàn)橛捎^察可知，測壓管1的液面始終與c點(diǎn)同高，表明作用于底閥上的總水頭不變，故為恒定流動(dòng)。這是由于液位的降低與空氣補(bǔ)充使箱體表面真空度的減小處于平衡狀態(tài)。醫(yī)學(xué)上的點(diǎn)滴注射就是此原理應(yīng)用的一例，醫(yī)學(xué)上稱之為馬利奧特容器的變液位下恒定流。7.該儀器在加氣增壓后，水箱液面將下降而測壓管液面將升高H，實(shí)驗(yàn)時(shí)，若以P0=0時(shí)的水箱液面作為測量基準(zhǔn)，試分析加氣增壓后，實(shí)際壓強(qiáng)（H+δ）與視在壓強(qiáng)H的相對誤差值。本儀器測壓管內(nèi)徑為0.8cm，箱體內(nèi)徑為20cm。加

6、壓后，水箱液面比基準(zhǔn)面下降了，而同時(shí)測壓管1、2的液面各比基準(zhǔn)面升高了H，由水量平衡原理有則本實(shí)驗(yàn)儀d=0.8cm,D=20cm,故H=0.0032于是相對誤差有因而可略去不計(jì)。其實(shí)，對單根測壓管的容器若有D/d10或?qū)筛鶞y壓管的容器D/d7時(shí)，便可使0.01。實(shí)驗(yàn)二不可壓縮流體恒定流能量方程（伯諾利方程）實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理在實(shí)驗(yàn)管路中沿管內(nèi)水流方向取n個(gè)過斷面?？梢粤谐鲞M(jìn)口斷面(1)至另一斷面(i)的能量方程式(i=2,3,……,n)取a1=a2=…an=1，選好基準(zhǔn)面，從已設(shè)置的各斷面的測壓管中讀出值，測出通過管路的流量，即可計(jì)算出斷面平均流速v及，從而即可得到各斷面測

7、管水頭和總水頭。成果分析及討論1.測壓管水頭線和總水頭線的變化趨勢有何不同？為什么？測壓管水頭線（P-P）沿程可升可降，線坡JP可正可負(fù)。而總水頭線（E-E）沿程只降不升，線坡J恒為正，即J>0。這是因?yàn)樗诹鲃?dòng)過程中，依據(jù)一定邊界條件，動(dòng)能和勢能可相互轉(zhuǎn)換。測點(diǎn)5至測點(diǎn)7，管收縮，部分勢能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能，測壓管水頭線降低，Jp>0。測點(diǎn)7至測點(diǎn)9，管漸擴(kuò)，部分動(dòng)能又轉(zhuǎn)換成勢能，測壓管水頭線升高，JP<0。而據(jù)能量方程E1=E2+hw1-2,hw1-2為損失能量，是不可逆的，即恒有hw1-2>0，故E2恒小于E1，（E-E）線不可能回升。(E