《流體力學》

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1、《流體力學》實驗指導書（理工類）課程名稱：專業(yè)班級：學生學號：學生姓名：所屬院部：指導教師：10實驗1靜水壓強實驗序號學時數(shù)2使用專業(yè)土木工程一、實驗?zāi)康暮鸵?．加深對水靜力學基本方程物理意義的理解，驗證靜止液體中，不同點對于同一基準面的測壓管水頭為常數(shù)（即）。2．學習利用型管測量液體密度。3．建立液體表面壓強，的概念，并觀察真空現(xiàn)象。4．測定靜止液體內(nèi)部、兩點的壓強值。二、實驗儀器和設(shè)備水靜力學實驗儀，在一全透明密封有機玻璃箱內(nèi)注入適量的水，并由乳膠管將水箱與一可升降的調(diào)壓筒相連，水箱頂部裝有排氣閥,可與大氣相通，可以控制容器內(nèi)表面壓強，型管

2、壓差計所裝液體為油，，通過升降調(diào)壓筒可調(diào)節(jié)水箱內(nèi)液體的表面壓強，如圖1-1所示。10三、實驗原理及方法在重力作用下，水靜力學基本方程為，它表明：當質(zhì)量力僅為重力時，靜止液體內(nèi)部任意一點對同一基準面的與兩項之和為常數(shù)。重力作用下，液體中任一點靜水壓強，為液體表面壓強。為正壓，為負壓，負壓可以用真空壓強或真空高度表示：重力作用下，靜止均質(zhì)液體中的等壓面是水平面。利用相互連通的同種液體的等壓面原理，可求出待求液體的密度。四、實驗步驟1．熟悉儀器，測記有關(guān)常數(shù)。2．將調(diào)壓通放置適當高度，打開排氣閥，使水箱內(nèi)的液面與大氣相通，此時液面壓強。待水面穩(wěn)定后，觀察

3、型壓差計的液面位置，以驗證等壓面原理。3．關(guān)閉排氣閥，將調(diào)壓筒升至某一高度，此時水箱內(nèi)液面壓強，觀察各測壓管的液面高度變化并側(cè)記液面標高。4．繼續(xù)提高調(diào)壓筒，再做兩次。5．打開排氣閥，使之與大氣相通，待液面穩(wěn)定后再關(guān)閉（此時不要移動調(diào)壓筒）。6．將調(diào)壓筒降低至某一高度，此時10，觀察各測壓管的液面高度變化并側(cè)記標高，重復兩次。7．將調(diào)壓筒升至適當位置，打開排氣閥，實驗結(jié)束。五、實驗注意事項1．升降調(diào)壓筒時，應(yīng)輕拉輕放，每次調(diào)整高度不宜過大。2．在側(cè)記測壓管液面標高時，一定要待液面穩(wěn)定后再讀。若未變而測壓管水面持續(xù)變化時，則表明閥門漏氣，應(yīng)采取修復措

4、施。六、思考題1．什么情況下3、4兩根測壓管的高度相同？2．液面標高與相等嗎？為什么？3．調(diào)壓筒的升降為什么能改變液面壓強？4．實驗時，密閉容器內(nèi)的水面能不能低于點？為什么？10實驗2畢托管測流速實驗序號學時數(shù)2使用專業(yè)土木工程一、實驗?zāi)康暮鸵?．了解畢托管的構(gòu)造和測速的基本原理。2．掌握畢托管測點流速的方法。3．測定圓管過水斷面上中垂線的流速分布。4．測出過水斷面的平均流速。二、實驗儀器和設(shè)備實驗在直徑，底坡為0的玻璃水管中進行。用橡皮管連接畢托管與測壓管（或壓差計），以便測量壓差。畢托管可以沿過水斷面中垂線移動，以便測量過水斷面的中垂線上不同

5、點的流速。畢托管測速原理如圖2-1所示。三、實驗原理及方法畢托管測速儀，畢托管是古老的測速儀器，如圖2-1所示。它是一根一端彎曲的細管，將其開口端放在①點，并正對著流體的流動方向。①點處的液體具有動能，速度為，當液體流入細管中后即不再流動，所以管中②點處的流速，即全部動能轉(zhuǎn)換成勢能，會出現(xiàn)彎管中液面比測壓管中液面升高。對于①點處質(zhì)量為，重量為的微小水體，其具有的動能是。當水體進入彎管到達②點處，流速變?yōu)?，該微小水體的動能全部轉(zhuǎn)化為勢能，即于是可得可見彎管與測壓管的液面高差即表示水流中①點處的單位動能。若將關(guān)系式10改寫為，則只要測出畢托管中的測壓

6、管液面高差，即可按上式計算出一點的流速值。四、實驗步驟1．熟悉儀器，記錄有關(guān)常數(shù)。2．排氣：通過調(diào)節(jié)進水閥門和出水閥門，將儀器管內(nèi)的空氣排盡。3．在畢托管擬測的過水斷面上，使管頭小孔正對流向，即可開始施測。4．在過水斷面中垂線上，依次施測，共測5點，如圖2-2所示。同時，記錄每次的測壓管讀數(shù)。5．用儀器配置的標有體積刻度的水槽測流量，以便計算平均流速。五、實驗注意事項1．施測時，畢托管必須正對流向。2．畢托管每換一點測時，須等到測壓管水面穩(wěn)定后再讀數(shù)。六、思考題1．使用畢托管測速之前，為什么要排氣？2．畢托管測速時，為什么探頭必須正對水流方向？3．

7、用畢托管測出的速度是瞬時流速、時均流速、脈動流速中的哪一種？為什么？10實驗3能量方程實驗序號學時數(shù)2使用專業(yè)土木工程一、實驗?zāi)康暮鸵?．觀察恒定流情況下，當管道斷面發(fā)生改變時水流的位置勢能、壓強勢能、動能的轉(zhuǎn)化規(guī)律，加深對能量方程的物理意義及集合意義的理解。2．觀察均勻流、漸變流斷面及其水流特征。3．測定管道的測壓管水頭及總水頭值，并繪制管道的測壓管水頭線及總水頭線。二、實驗儀器和設(shè)備實驗儀器設(shè)備如圖3-1所示。三、實驗原理及方法實際液體在有壓管道中作恒定流動時，其能量方程如下：它表明：液體在流動的過程中，液體的各種機械能（單位位能、單位壓能、

8、和單位動能）是可以相互轉(zhuǎn)化的。但由于實際液體存在粘性，液體運動時為克服阻力而要消耗一定的能量，也就是一部分機械能轉(zhuǎn)化為熱能