水力学实验报告[实验相关].doc

水力学实验指导书及实验报告专业 班级 学号 姓名 河北农业大学城建学院目 录实验（一）伯努利方程实验 - 1 -实验（二）动量定律实验 - 4 -实验（三）文丘里实验 - 8 -实验（四）孔口与管嘴出流实验 - 10 -实验（五）雷诺实验 - 12 -实验（六）沿程水头损失实验 - 14 -实验（七）局部阻力损失实验 - 17 -实验（一）伯努利方程实验一、实验目的1.观察流体流经能量方程试验管的能量转化情况，对实验中出现的动水水力现象进行分析，加深对能量方程的理解；2.掌握一种测量流体流速的原理：3.验证静压原理二、实验原理在恒定总流实验管内，沿水流方向的任一断面i（实验管的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ见图1），可写出能量方程式： 取，选好基准面，从各断面的静压管可读取测压管水头本实验装置在断面上虽装有毕托管，但不作各断面平均流速测量，用体积法测量流量，计算断面平均流速从静压管的读数算出hwⅠ-I值。

从而得到各断面的测压管水头和总水头图１实验自测点图三、实验设备1.伯努利方程实验仪１台，结构示意如图２所示2.秒表１块自备）3.温度计１支自备）图２ 伯努利方程实验仪结构示意图1.水箱及潜水泵；2.上水管；3.电源；4.溢流管；5.整流栅；6.溢流板；7.定压水箱；8.实验细管；9. 实验粗管；10.测压管；11.调节阀；12.接水箱，计量水箱；13.量杯{自备}；14.回水管；15.实验桌四、实验步骤1.记录有关常数：dⅠ、dⅡ、dⅢ、dⅣ、各管道轴线高程、水箱液面高程；2.水箱充水；3.接好电源，启动水泵，系统充水赶气，过程中维持溢流板稍许溢流；4.检查各处是否有漏水；5.关闭流量调节阀11，观察并记录各动静压管上的液面高度，自由液面的高度；6.全开流量调节阀，测读并记录各测管的液面高程，体积流量；7.关小流量调节阀，测读并记录各测管的液面高程，体积流量；8.重复步骤7一次；9.试验完毕，停泵，断开电源，清洗现场五、试验数据记录与整理1.记录有关读数 实验装置编号No d1= 1..4㎝，d2= 2.6㎝，d3= 1.4㎝，d4= 1.4 ㎝2.测读记录值表表1 （单位：cm）值表 基准线选在 序号 测点编号流量Q(cm3/s)ⅠⅡⅢⅣ1*23*45*67*8123表中带“*”的1、3、5、7测点为毕托管测点，测量相应位置的总水头；而2、4、6、8测点测量相应位置的测压管水头。

3.速度水头值计算表表2 速度水头计算表管径cmQ= cm3/sQ= cm3/sQ= cm3/sAcm2vcm/sv2/(2g)cmAcm2vcm/sv2/(2g)cmAcm2vcm/sv2/(2g)cmd11.41.541.541.54d22.65.315.315.31d31.41.541.541.54d41.41.541.541.544.总水头值计算表表3 总水头值计算表序号测点编号流量2468 123六、思考题1.流量增大，测压管水头线有何变化？为什么？2.毕托管所测试的总水头线与实测（体积法测流）的总水头线，一般略有差异，试分析其原因3.测压管水头线和总水头线的沿程变化有何不同？为什么？实验（二）动量定律实验一、实验目的 1.验证恒定流动量方程；2.加深流体动力学的动量守恒定律的理解二、实验原理1.射流对水箱的反作用力以水箱水面Ⅰ—Ⅰ，出口断面Ⅱ—Ⅱ及箱壁为控制面，计算模型见图1 图1 水平对空射流模型（一）水箱实验1.根据动量方程计算：对X轴列动量方程： 式中：—水箱对水流的反作用力； ρ—实验温度、压力下水的密度； Q—水箱出水流量； —动量修正系数，取1： —水箱水面的行近流速在X轴上的投影，取0； —出口断面的平均流速在X轴上的投影；2.根据力矩平衡计算：（1）对转轴取力矩M M= L 式中：L—出口中心至转轴的距离； 动平衡时得到实测力矩 ： 式中：G—平衡砝码重量； —=S-； —未出流平衡砝码至转轴的距离；S—出流时动态平衡时砝码至转轴的距离。

由于此时，可由力矩平衡计算得二）射流对平板的作用力取喷嘴出口断面Ⅰ—Ⅰ，平板出流的截面Ⅱ—Ⅱ为控制断面，对X轴列动量方程（考参计算模型图2） 图2 对平板射流计算模型 1.根据动量方程计算： 式中：—平板对水流的反作用力； —喷嘴出口平均流速在X轴的投影，即流速； —Ⅱ—Ⅱ断面平均流速在X轴的投影，取0；2.根据力矩平衡计算：对O点取矩，则有：M=R‘XL1式中：—水流冲击点至O点的距离；动平衡时得到实测力矩： 式中：G—砝码重量； —砝码作用线到O点的距离此时，可由力矩平衡计算得R‘X三、实验装置1.动量实验装置1台，结构示意见图3； 2.量水桶1只；3.电子称1台； 4.秒表1块 图3： 实验装置结构示意图1.实验水箱；2.控制阀门；3.高位水孔；4.低位水孔 ；5.砝码 ；6.转动轴承； 7.挡板； 8.固定插销； 9.水平仪；10.喷嘴；11.水泵；12.水箱；13.挡水板；14.实验台支架四、实验步骤（一）水箱实验1.储水箱充水；2.接电源，启动泵，向实验水箱充水，关小进水阀2，实验过程中使溢流板稍许溢流；3.拔出插销，调整平衡（移动砝码，使水平仪气泡居中），测读并记录S；4.拔出低孔塞，出流稳定后，砝码调位，使水平仪气泡居中，测读S，计量水体积V、量水时间t；5.重复步骤4一次；6.停止水泵，待实验水箱水位教低时塞住底孔；7.步重复骤2、3；8.拔去高孔塞，出流稳定后，砝码调位，使水平仪气泡居中，测读S,测量水体积、计量时间；9.重复步骤8一次；10.实验完毕，实验水箱插上定位插销。

二）平板实验1.同步骤（一）1、2；2.在拉链端加50克砝码，开启并调节射流阀门，使平板保持垂直位置；3.稳定后，测读并记录砝码重量，计量水体积V，量水时间t；4.改变砝码重量，调节射流阀门，使平板保持垂直位置；5.重复步骤3；6.实验完毕，停止水泵，断开电源五、实验数据记录与整理1.记录水箱实验数据并计算d圆锥管嘴= cm，d圆柱管嘴= cm，= cm，= cm 表1 水箱实验数据记录及计算用表 实验装置编号NO 孔口位置S0(m)S(m)ΔS=S-S0(m)G(N)M0=GΔS(N*M)M=R‘XL(N*M)R‘XV(m3)t(s)Q(m3/s)v(m/s)RX=ρQv(N)高孔1 2 低孔1 2 2.记录平板实验数据并计算 仪器常数(实测)：d= cm，L1= m，L2= m表2 平板实验数据记录及计算用表测次G(N)M0=GL2(N*M)M=RXL1(N*M)RX、 V(m3)t(s)Q(m3/s)V(m/s)RX=ρQv(N)123六、思考题分析理论计算RX与测定R‘X产生偏差的原因。

实验（三）文丘里实验一、实验目的1.通过测定流量系数，掌握文丘里流量计测量管道流量的技术2.验证能量方程的正确性二、实验原理如果能求得任一断面的流速v，然后乘以面积A，即可求出理论流量Q'计算模型如图1所示： 图1 文丘里流量计流量计算模型根据能量方程和连续性方程，可得不计阻力作用的文氏管过水能力关系式 式中：，为文丘里流量计结构参数 ，为断面测压管水头差 由于阻力的存在，实际通过流量Q恒小于理论流量Q’，故引入无量纲流量修正系数μ或三、实验装置1.文丘里流量计实验装置1台，结构示意图（见图2）；2.秒表1只；3.温度计1支图2、实验装置结构示意图1.水箱及潜水泵；2.上水管；3. 溢流管；4. 电源开关；5.整流栅；6.溢流板；7.接头；8. 实验管段；9. 文丘里管；10. 调节阀；11. 接水箱；12. 计量水箱；13. 回水管；14．实验桌四、实验步骤1.水箱充水； 2.接好电源，启动水泵； 3.调节进水阀，全开出水阀，过程中溢流板保持稍许溢流； 4.稳定后，测读并记录测压管水头h1、h2、时间间隔t、水量ΔV； 5.分6—8挡，关小出水阀，测读并记录h1、h2、t、ΔV； 6实验完毕，停止水泵，断开电源，清扫场地。

五、实验数据记录与计算1 记录计算有关数据 d1= 1.4cm, d2= 0.8 cm 实验装置编号No 水箱液面标尺值 = cm，管轴线高程表尺值 = cm2 试验数据记录与整理见表1表1 试验数据记录及计算表序号测压管度数(cm)压差(cm)水量(cm3)时间(s)测定流量(cm3/s)理论流量(cm3/s)流。