孔口管嘴出流

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1、《孔口管嘴出流》實驗報告開課實驗室：重慶大學第二實驗樓A棟流體力學實驗室年月日學院城環(huán)學院年級、專業(yè)、班姓名成績課程實驗項目指導教流體力學與水泵實驗孔口管嘴出流名稱名稱師教師評教師簽名：語年月日一、實驗目的1.理解射流與孔口出流的特點。2.掌握管嘴出流的水力現(xiàn)象。3.靈活應用靜力學的基本知識，由測壓管讀數(shù)推求作用水頭。4.掌握孔口、管嘴出流的流量計算公式與流量系數(shù)的大小。二、實驗原理1.測壓管的壓力測量：2.不可壓縮流體恒定流動能量方程：3.管嘴出流流量：孔口出流流量：4.不可壓縮流體恒定流動動量方程：忽略滑動摩擦力，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——為動量修正系數(shù)；——射流對活塞沖擊力；ρ——液體密度；實驗中，在平衡狀態(tài)下，只要測得流量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，便可驗證動量方程，并率定射流的動量修正系數(shù)β值。其中，測壓管的標尺零點已固定在活塞的圓心處，因此液面標尺讀數(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）、實驗臺、無級調(diào)速器、水箱、溢流板、穩(wěn)水孔板、孔口、管嘴、擋水旋板、移動觸頭、上回水槽、標尺、測壓管、接水盒、回水管等三、實驗步驟1.熟悉實驗儀器，記錄有關(guān)參數(shù)

3、。2.啟動電源供水，待水箱溢流穩(wěn)定后打開圓角形管嘴1，液面穩(wěn)定后測量恒定液面高程的標尺讀數(shù)H1，采用時間體積法測量流量Q,完畢后堵塞圓角形管嘴1。3.打開圓柱形管嘴2，測量恒定液面高程的標尺讀數(shù)H1及流量Q,觀察和測量圓柱形管嘴出流時的真空度，由測壓管液面水位得到，完畢后堵塞圓柱形管嘴2。4.打開圓柱形管嘴3，測量恒定液面高程的標尺讀數(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，測量恒定液面高程的標尺讀數(shù)H1及流量Q。松開孔口兩邊的移動觸頭螺絲，先移動一邊觸頭將其與水股切向后旋緊螺絲，再移動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，用游標卡尺測量觸頭間距，即為射流直徑。6.關(guān)閉電源，將儀器恢復到實驗前狀態(tài)。五、實驗過程原始記錄(數(shù)據(jù)、圖表、計算等)1.記錄計算有關(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.實驗記錄與計算分類項目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、實驗結(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)生負壓，出現(xiàn)了管嘴真空現(xiàn)象。