实验一伯努利方程实验 量损失的了解： 2.掌握流速、流量、压强等流动参量的实验测量技能： 3.用实例流量计算流速水头去核对测压板上两线的正确性。 二、实验原理 在实验管路中沿管内水流方向取个过水断面。运用不可压缩流体的定常流动的总流 伯努利方程，可以列出进口附近断面(1)至另一缓变流断面()的伯努利方程： 其中2,3,4，.，n 选好基准面，从断面处已设置的静压测管中读出测管水头：+P的值：通过测量管路的 的值，最后即可得到各断面的总水头：++ 2 流量，计算出各断面的平均流速v和 2g的 值。 三、实验步骤 1.熟悉实验设备，了解测压管的布置情况： 2.打开泵供水，待水箱溢流后，关闭伯努利管阀门，检查所有测压管的液面是否平齐。 如不平，则查明故障原因（如连通管阻塞、漏气或夹气泡等），并加以排除，直至调平： 3.打开伯努利管阀门，待测压管的液面完全静止后，观察测量测压管的液面高度，并 记录在表中： 4.调节伯努利管阀的开度，待流量稳定后，测量并记录各测压管和液面的高度，同时 测记此时的管道流量 5.改变流量2次，重复上述测量。 四、实验结果记录与分析 1.绘制伯努利实验管。 2.测量流量和（仁+）并记入表1。 2
1 实验一 伯努利方程实验 一、目的和要求 1．验证不可压缩流体的定常流动的总流伯努利方程（能量方程），加深对流动过程中能 量损失的了解； 2．掌握流速、流量、压强等流动参量的实验测量技能； 3．用实例流量计算流速水头去核对测压板上两线的正确性。 二、实验原理 在实验管路中沿管内水流方向取 n 个过水断面。运用不可压缩流体的定常流动的总流 伯努利方程，可以列出进口附近断面（1）至另一缓变流断面（i）的伯努利方程： w i i i i h g v γ p z g v γ p z 1 2 2 1 1 1 + 2 = + + 2 + + 其中 i=2，3，4，.，n 选好基准面，从断面处已设置的静压测管中读出测管水头 p z + 的值；通过测量管路的 流量，计算出各断面的平均流速 v 和 g v 2 2 的值，最后即可得到各断面的总水头 g v γ p z 2 + + 2 的 值。 三、实验步骤 1． 熟悉实验设备，了解测压管的布置情况； 2．打开泵供水，待水箱溢流后，关闭伯努利管阀门，检查所有测压管的液面是否平齐。 如不平，则查明故障原因（如连通管阻塞、漏气或夹气泡等），并加以排除，直至调平； 3．打开伯努利管阀门，待测压管的液面完全静止后，观察测量测压管的液面高度，并 记录在表中； 4．调节伯努利管阀的开度，待流量稳定后，测量并记录各测压管和液面的高度，同时 测记此时的管道流量； 5．改变流量 2 次，重复上述测量。 四、实验结果记录与分析 1． 绘制伯努利实验管。 2． 测量流量和 ( ) p z + 并记入表 1
表1实验记录表格（基准面选在标尺的零点上） 水头 z+ply(cm)z+p/Y+v22g(cm)水量时间体积流量Q 编号 12341234cm)s) (cm'/s) 彩 3.计算速度水头和总水头，填入表2和表3。 表2速度水头计算表格 (em3/s) (cm2/s) 管径。 (cm2/s)Q= v212g A A mm) (cm2)(cm/s) (cm) (cm-)(cm/s) (cm) (cm2) (cm/s)(cm) 表3总水头计算表格 z+p/y+v-/2g (cm) Q 测点 1 3 4 (cm'/s) 编号 实1 2 数3 4.将上述结果中最大流量下的总水头线和测压管水头线绘在图上。 六、结果分析及讨论 1,沿管长方向，总水头线的变化趋势如何？测压管水头线的变化趋势与总水头线的有 何不同？简要说明原因。 2.水箱水位恒定，流量增加，静水头线发生哪些变化？简要说明原因
2 表 1 实验记录表格 (基准面选在标尺的零点上) 水头 z+p/γ (cm) z+p/γ+v 2 /2g (cm) 水量 时间 体积流量 Q 编号 1 2 3 4 1 2 3 4 (cm3 ) (s) (cm3 /s) 实 验 次 数 1 2 3 3． 计算速度水头和总水头，填入表 2 和表 3。 表 2 速度水头计算表格 管径 d (mm) Q= (cm3 /s) Q= (cm3 /s) Q= (cm3 /s) A (cm2 ) v (cm/s) v 2 /2g (cm) A (cm2 ) v (cm/s) v 2 /2g (cm) A (cm2 ) v (cm/s) v 2 /2g (cm) 表 3 总水头计算表格 z+ p/+v2 /2g (cm) Q 测点 编号 1 2 3 4 (cm3 /s) 实 验 次 数 1 2 3 4．将上述结果中最大流量下的总水头线和测压管水头线绘在图上。 六、结果分析及讨论 1．沿管长方向，总水头线的变化趋势如何？测压管水头线的变化趋势与总水头线的有 何不同？简要说明原因。 2．水箱水位恒定，流量增加，静水头线发生哪些变化？简要说明原因
实验二雷诺实验 一、实验目的 1、观察液体流动时的层流和素流现象。区分两种不同流态的特征，确定两种流态产生 的条件。 2、测定颜色水在管中的不同状态下的雷诺数及沿程水头损失。绘制沿程水头损失和断 面平均流速的关系曲线，验证不同流态下沿程水头损失的规律是不同的。 二、实验原理 液体在运动时， 存在两种根本不同的流动状态。当液体流速较小时，惯性力较小，粘 滞力对质点起控制作用，使各流层的液体质点互不混杂，液流呈层流运动。当液体流速逐渐 增大，质点惯性力也逐渐增大，粘滞力对质点的控制逐渐减弱，当流速达到一定程度时，各 流层的液体形成涡体并能脱离原流层，液流质点即互相混杂，液流呈素流运动。通过雷诺数 来判定两种流态： Re=vd/v 流量由小到大变化时，由层流转变为素流的雷诺数称为上临界雷诺数：流量由大到小变 化时，由紊流转变为层流的雷诺数称为下临界雷诺数。 三、实验步骤 1、开启水泵开关向水箱充水，使水箱保持溢流。 2、微微开启泄水阀及有色液体盒出水阀，使有色液体流入管中。调节泄水阀，使管中 的有色液体呈一条直线，此时水流即为层流。此时用体积法测定管中过流量。 3、慢慢加大泄水阀开度，观察有色液体的变化，在某一开度时，有色液体由直线变成 波状形。再用体积法测定管中过流量。 4、继续逐渐开大泄水阀开度，使有色液体由波状形变成微小涡体扩散到整个管内，此 时管中即为素流。并用体积法测定管中过流量。 5、以相反程序，即泄水阀开度从大逐渐关小，再观察管中流态的变化现象。并用体积 法测定管中过流量。 6、重复平行实验，上临界和下临界雷诺数经多次测量取平均值。 四、实验数据计算和处理 1、实验记录表 次数v 临界流速临界雷诺数 附注 x103m3 (s)(m2/s) ve(m/s)Re 实验管内径： d-mm 1 水温：
3 实验二 雷诺实验 一、实验目的 1、观察液体流动时的层流和紊流现象。区分两种不同流态的特征，确定两种流态产生 的条件。 2、测定颜色水在管中的不同状态下的雷诺数及沿程水头损失。绘制沿程水头损失和断 面平均流速的关系曲线，验证不同流态下沿程水头损失的规律是不同的。 二、实验原理 液体在运动时，存在着两种根本不同的流动状态。当液体流速较小时，惯性力较小，粘 滞力对质点起控制作用，使各流层的液体质点互不混杂，液流呈层流运动。当液体流速逐渐 增大，质点惯性力也逐渐增大，粘滞力对质点的控制逐渐减弱，当流速达到一定程度时，各 流层的液体形成涡体并能脱离原流层，液流质点即互相混杂，液流呈紊流运动。通过雷诺数 来判定两种流态： Re=vd/ν 流量由小到大变化时，由层流转变为紊流的雷诺数称为上临界雷诺数；流量由大到小变 化时，由紊流转变为层流的雷诺数称为下临界雷诺数。 三、实验步骤 1、开启水泵开关向水箱充水，使水箱保持溢流。 2、微微开启泄水阀及有色液体盒出水阀，使有色液体流入管中。调节泄水阀，使管中 的有色液体呈一条直线，此时水流即为层流。此时用体积法测定管中过流量。 3、慢慢加大泄水阀开度，观察有色液体的变化，在某一开度时，有色液体由直线变成 波状形。再用体积法测定管中过流量。 4、继续逐渐开大泄水阀开度，使有色液体由波状形变成微小涡体扩散到整个管内，此 时管中即为紊流。并用体积法测定管中过流量。 5、以相反程序，即泄水阀开度从大逐渐关小，再观察管中流态的变化现象。并用体积 法测定管中过流量。 6、重复平行实验，上临界和下临界雷诺数经多次测量取平均值。 四、实验数据计算和处理 1、实验记录表 次数 V t Q 临界流速 临界雷诺数 附注 ×10-3m3） （s） (m3 /s) vc(m/s) Rec 实验管内径： d= mm 1 水温： ℃ 2 3
6 2、实验数据计算 上 m'/s m/s 式中： V一一水的运动粘度（根据实验的水温，从水的粘温曲线上查得） A一一实验管内横截面积，m Ve一一临界流 Q一一体积流量，m 五、结果分析及讨论 1、液体流态与哪些因素有关？为什么外界干扰会影响液体流态的变化？ 是什么？ 为什么西 诸数可以用来判别流态？
4 4 5 6 2、实验数据计算 Q= t V m3 /s / 4 v = = 2 πd Q A Q c m/s Rec= v dc v 式中： ——水的运动粘度 （根据实验的水温，从水的粘温曲线上查得） A——实验管内横截面积，m 2 vc——临界流速，m/s Q——体积流量，m 3 /s 五、结果分析及讨论 1、液体流态与哪些因素有关?为什么外界干扰会影响液体流态的变化? 2、雷诺数的物理意义是什么？为什么雷诺数可以用来判别流态？ 3．临界雷诺数与哪些因素有关？为什么上临界雷诺数和下临雷诺数不一样？
实验三阻力实验 一、实验目的 1、学习直管沿程损失4pm(h),直管沿程阻力系数入的测定方法。 2、掌握直管沿程阻力系数入与雷诺数凡和相对粗糙度之间的关系及其变化规律。 3、掌捉局部阻力的测量方法。 二、实验原理 1、直管沿程阻力系数入与雷诺数R的测定 流体在管道内流动时，由于流体的粘性作用和涡流的影响会产生阻力，流体在直管内流 动阻力的大小与管长、管径、流体流速和沿程阻力系数有关，它们之间存在如下关系： 兽号器 兴 Re=vd 式中：d一一管径，m: -直管阻力引起的压强降，Pa: 1一一管长，m: v—流速，m/s: 一流体的密度，kgm y一一流体的重度，NWm3: V一一流体的运动粘度系数，m5。 直管沿程阻力系数入与雷诺数R之间有一定的关系，这个关系一般用曲线来表示。在 实验装置中，直管段管长1和管径d都己固定。若水温一定，则水的密度p和粘度v也是定 值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降△P,与流速（流量Q)之间的 关系。 根据实验数据可计算出不同流速下的沿程阻力系数λ，以及对应的。，从而整理出沿 程阻力系数和雷诺数的关系，绘出入与R的关系曲线。 2、局部阻力系数的测定 运用粘性总流的伯努利方程，列测孔所处断面之间的伯努利方程，然后，利用实验测得 的结果，计算局部损失系数。 (1)突姚扩大 管轴在同一水平面上，忽略沿程水头损失。 h=4h+哈-好 2g
5 实验三 阻力实验 一、实验目的 1、学习直管沿程损失Δpf（hf），直管沿程阻力系数λ的测定方法。 2、掌握直管沿程阻力系数λ与雷诺数 Re和相对粗糙度之间的关系及其变化规律。 3、掌握局部阻力的测量方法。 二、实验原理 1、直管沿程阻力系数λ与雷诺数 Re的测定 流体在管道内流动时，由于流体的粘性作用和涡流的影响会产生阻力，流体在直管内流 动阻力的大小与管长、管径、流体流速和沿程阻力系数有关，它们之间存在如下关系： d g l λ γ p h f f 2 v = Δ = 2 2 v 2 Δ = pf ρ l d λ ν vd Re = 式中： d ——管径，m； p f ——直管阻力引起的压强降，Pa； l ——管长，m； v ——流速，m/s； ——流体的密度，kg/m3； ——流体的重度，N/m3； ν——流体的运动粘度系数，m2 /s。 直管沿程阻力系数λ与雷诺数 Re 之间有一定的关系，这个关系一般用曲线来表示。在 实验装置中，直管段管长 l 和管径 d 都已固定。若水温一定，则水的密度 和粘度 ν 也是定 值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降 Pf 与流速 v（流量 Q）之间的 关系。 根据实验数据可计算出不同流速下的沿程阻力系数λ，以及对应的 Re，从而整理出沿 程阻力系数和雷诺数的关系，绘出λ与 Re的关系曲线。 2、局部阻力系数的测定 运用粘性总流的伯努利方程，列测孔所处断面之间的伯努利方程，然后，利用实验测得 的结果，计算局部损失系数。 （1）突然扩大 管轴在同一水平面上，忽略沿程水头损失。 ℎr = ∆ℎ + v6 2 − v7 2 2g h