孔口管嘴出流

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1、《孔口管嘴出流》實(shí)驗(yàn)報(bào)告開課實(shí)驗(yàn)室：重慶大學(xué)第二實(shí)驗(yàn)樓A棟流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室年月日學(xué)院城環(huán)學(xué)院年級(jí)、專業(yè)、班姓名成績(jī)課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目指導(dǎo)教流體力學(xué)與水泵實(shí)驗(yàn)孔口管嘴出流名稱名稱師教師評(píng)教師簽名：語(yǔ)年月日一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.理解射流與孔口出流的特點(diǎn)。2.掌握管嘴出流的水力現(xiàn)象。3.靈活應(yīng)用靜力學(xué)的基本知識(shí)，由測(cè)壓管讀數(shù)推求作用水頭。4.掌握孔口、管嘴出流的流量計(jì)算公式與流量系數(shù)的大小。二、實(shí)驗(yàn)原理1.測(cè)壓管的壓力測(cè)量：2.不可壓縮流體恒定流動(dòng)能量方程：3.管嘴出流流量：孔口出流流量：4.不可壓縮流體恒定流動(dòng)動(dòng)量方程：忽略滑動(dòng)摩擦力，則：式中：D——活塞直徑；——活塞形心水深；h——

2、孔口出流的作用水頭；Q——管嘴出流量，即射流流量；——管嘴出流速，即射流流速；β——為動(dòng)量修正系數(shù)；——射流對(duì)活塞沖擊力；ρ——液體密度；實(shí)驗(yàn)中，在平衡狀態(tài)下，只要測(cè)得流量Q和活塞形心水深hc,由給定的管嘴直徑d和活塞直徑D，代入上式，便可驗(yàn)證動(dòng)量方程，并率定射流的動(dòng)量修正系數(shù)β值。其中，測(cè)壓管的標(biāo)尺零點(diǎn)已固定在活塞的圓心處，因此液面標(biāo)尺讀數(shù)，即為作用在活塞圓心處得水深。二、使用儀器、材料自循環(huán)供水器（循環(huán)水泵）、實(shí)驗(yàn)臺(tái)、無(wú)級(jí)調(diào)速器、水箱、溢流板、穩(wěn)水孔板、孔口、管嘴、擋水旋板、移動(dòng)觸頭、上回水槽、標(biāo)尺、測(cè)壓管、接水盒、回水管等三、實(shí)驗(yàn)步驟1.熟悉實(shí)驗(yàn)儀器，記錄有關(guān)參數(shù)

3、。2.啟動(dòng)電源供水，待水箱溢流穩(wěn)定后打開圓角形管嘴1，液面穩(wěn)定后測(cè)量恒定液面高程的標(biāo)尺讀數(shù)H1，采用時(shí)間體積法測(cè)量流量Q,完畢后堵塞圓角形管嘴1。3.打開圓柱形管嘴2，測(cè)量恒定液面高程的標(biāo)尺讀數(shù)H1及流量Q,觀察和測(cè)量圓柱形管嘴出流時(shí)的真空度，由測(cè)壓管液面水位得到，完畢后堵塞圓柱形管嘴2。4.打開圓柱形管嘴3，測(cè)量恒定液面高程的標(biāo)尺讀數(shù)H1及流量Q,完畢后堵塞圓柱形管嘴3。5.打開孔口4，觀察孔口出流現(xiàn)象，測(cè)量恒定液面高程的標(biāo)尺讀數(shù)H1及流量Q。松開孔口兩邊的移動(dòng)觸頭螺絲，先移動(dòng)一邊觸頭將其與水股切向后旋緊螺絲，再移動(dòng)另一邊觸頭使之與水股切向接觸并旋緊螺絲，然后用擋水旋

4、板關(guān)閉孔口，用游標(biāo)卡尺測(cè)量觸頭間距，即為射流直徑。6.關(guān)閉電源，將儀器恢復(fù)到實(shí)驗(yàn)前狀態(tài)。五、實(shí)驗(yàn)過(guò)程原始記錄(數(shù)據(jù)、圖表、計(jì)算等)1.記錄計(jì)算有關(guān)參數(shù)圓角形管嘴d1=1.20cm，圓柱形嘴d2=1.20cm，圓錐形嘴d3=1.20cm；出口高程讀數(shù)Z3=Z4=12cm，出口高程讀數(shù)Z1=Z2=19cm；孔口d4=1.20cm。2.實(shí)驗(yàn)記錄與計(jì)算分類項(xiàng)目1圓角形管嘴2圓柱形管嘴3圓錐形管嘴4孔口水面讀數(shù)H1/cm42.2542.3042.1042.40體積V/cm347024270324228122968196426302764時(shí)間t/s20.019.016.014.01

5、1.011.015.216.0流量Q/（cm3/s）235.1224.7202.6201.1269.8269.5175.3172.8平均流量Q‘/（cm3/s）229.90201.85269.65174.05作用水頭Ho/cm23.323.330.130.4面積A/cm21.131.131.131.13流量系數(shù)u0.9520.8360.9820.631測(cè)管讀數(shù)H2/cm／1.75／／真空度Hv/cm／11.25／／收縮直徑dc/cm／／／0.998收縮斷面Ac/cm2／／／0.782收縮系數(shù)?1.01.01.00.996流速系數(shù)?0.9520.8360.9820.960

6、阻力系數(shù)?0.1030.4310.0400.085流股形態(tài)光滑水柱、無(wú)不光滑、紊亂光滑水柱扭變光滑水收縮水柱柱、側(cè)收縮六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析1.分析孔口出流與管嘴出流流量系數(shù)的影響因素。答：孔口出流的流量系數(shù)與孔口的局部損失和斷面收縮等有關(guān)；管嘴出流的流量系數(shù)與管嘴的不同形狀所存在的沿程水頭損失和局部水頭損失，以及是否形成真空等因素有關(guān)。2.在哪些管嘴中容易出現(xiàn)真空，為什么？答：圓柱形管嘴容易出現(xiàn)真空出流。流股發(fā)生收縮，收縮斷面前后與管壁分離，中間形成漩渦區(qū)，產(chǎn)生負(fù)壓，出現(xiàn)了管嘴真空現(xiàn)象。