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1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。课程编号 : 03010388课程名称 :冶金传输原理冶金传输原理实验指导书(流体力学 )Hefei University of Technology.8实验一静压实验资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。Experiment 1 Static Pressure Experiment一、 实验目的1、 经过实验理解流体静力学基本方程式的能量意义和几可意义。2、 验证容器中流体内任意两点1 和 2 的测压管水头相等 ,即有Z1 + P1Z 2P2 。gg3、 测量液体的密度 (本实验为测量酒精密度 )二、 实验
2、原理1、 重力作用下处于静止状态的连续均质不可压缩流体的基本方程式为:PZ constan tg该式的能量意义是 :流体中各点处单位重量流体所具有的总势能, 即位置势能 Z 和压力势能( P )之和均相等。g该式的几何意义是 :流体中各点的测压管水头 ,即位置高度 Z 和测压管高度( P )之和均相等。g根据上述流体静力学基本方程式 , 对本实验的液体 (水) 中 1、 2两点有 :Z1 + P1Z 2P2gg2、 根据流体静力学基本方程式 , 可得有自由液面的静止的不可压缩流体中压强的基本公式为 ( 推导过程见教材 ) :P=PO+g h2式中 : P 液体内任一点的静压力,单位为 N/m(
3、Pa);PO容器内液体自由表面的静压力,单位为 N/m2(Pa);资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。液体的密度 ,单位为 kg/m3;h液体内的点到液面的距离,单位为 m;g重力加速度 m/s2。由此式可求出液体内任意点处的静压力。3、 本实验中还要用到连通器原理,即同一种相连通的流体在同高度上压强相等。三、 实验设备静压实验器结构如下图所示:四、 实验步骤1、 熟悉实验设备 ,明确每根玻璃管的用途 ;熟悉实验方法 ;熟悉气压计的结构原理和使用方法。2、 打开气阀 ,待各玻璃管内液面稳定后,关闭气阀。3、 调节侧面小量筒高度,容器内液面上升或下降,压力P0 大于大气
4、压力Pa或小于大气压力Pa,利用滑动标尺记录各测压管的液面高度,并记录表1(P1 )表2(P2 )的数值。4、 结束实验 ,打开气阀。五、 思考题资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。1、 测压管” B”、 ”C”中的液面是否在任何情况下都在同一高度上,两者的液面连线叫什么 ?实验二 不可压缩流体定常流能量方程 Experiment 2 Incompressible Fluid(伯努利方程 ) 实验Steady StateFlow Energy EquationExperiment一、 实验目的1、 掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技术;2、 验证流体定
5、常流的能量方程。3、 测定管道沿程损失水头hf 及沿程阻力系数 ,并了解随雷诺数Re 的变化规律。4、 测定局部损失水头hj 和局部损失系数。二、 实验装置 :资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。四、 原理在 管路中沿水流方向取n 个 水截面 ,能 列出 口截面 ( 1)至截面Pv2Pv2( i) 的能量方程式 ( i=2,3 ,n)11IIhw1 IZ12gZ I2 ggg 好基准面 , 从已 置的各截面的 管中 出ZP 值, 出 管路的g流量 ,2即可 算出截面平均流速v 及 v,从而可得到各截面 管水 和 2 g水 。1、 沿程 失水 hf 和沿程阻力系数的 定
6、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。121V1Ph1Zg1ZP22Zgh22Z11VZ22对实验装置选做材料管上的直管段两测点 1、 2 截面 , ( 见图一 ) 应用实际流体的伯诺里方程 , 有:Z1P1v12Zv 22P2h fg2g2g2g由于 v1=v2,故 1、 2 截面间沿程损失水头 hf 为:hf( zp1 ) (Z2P2 )h1gg1h1 1 、 2 两测点上两根测压管的液面差。1、 2 两测点间沿程损失水头hf 测出后 ,可根据达西公式算出直管段沿程阻力系数 :Lv 2h fd 2gh fL v2d 2g达西公式中 v 为管道中流体流速,QvA( Q
7、为流量 ,3A 为管 1的截面积 ,2流速的单位为 m/s) 。单位 m/s;单位 : m;为测出与 Re 的关系 , 实验中可用流量调节阀调节流过管道中的流速 , 以改变雷诺数 , 从而测出不同 Re 下的值 , 整理出” Re”关系曲线。资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。2、 局部损失水 hj 和局部阻力系数的测定( 以 90o弯头为例 )对实验装置选做材料管上的1、 2 测点截面 (见图二 ) 应用实际流体的伯诺里方程 ,有:Pv2v2P1122h jZ 12gZ 2gg2g由于 v1=v2,故有PPh j(Z1Z 2 )12g能够证明 (z1p1p2h2 (
8、证明方法略 )z2 )ghj =h2h2 为连接 1、 2 测点差压计左右两根测压管的液面差。h 测出后 ,根据实验得出的与h 的关系式 ,v2即 h j就可算出局部阻jj2g力系数( 式中 v 为弯头中流体流速 )四、 实验方法与步骤1、 熟悉实验设备 ,分清各测压管与各测压点,毕托管测点的对应关系。2、 打开开关供水 ,使水箱充水 ,待水箱溢流后 ,检查流量调节阀关闭时所有测压管水面是否齐平 ,若不平则进行排气调平 ( 开关几次 )。3、 打流量调节阀 ,观察测压管水头线和总水头线的变化趋势及位置水头、压强水头之间的相互关系 , 观察当流量增加或减少时测压管水头的变化情况。4、 调节流量调节阀开度 ,待流量稳定后 ,测记各测压管液面读数 ,同时用体积法测记实验流量 ( 与毕托管相连通的是演示用,不必测记读数 )。5、 再调节流量调节阀开度12 次,其中一次阀门开度大到使液面降到标尺最低点为限 ,按第 4 步重复测量。