表2.2测记(Z+卫)数值表 (基准面选在标尺的零点上) 单位：cm 测点 编号 cm/s 实1 2 序3 3.计算流速水头和总水头。 4.绘制上述成果中最大流量下的总水线E一E和测压管水线P一P(轴向尺寸参见图 二，总水头线和测压管水头线可以绘在图二上)。 提示： 1.P-P线依表2数据绘制，其中测点10、11、13数据不用： 2.E-E线依表3(2)数据绘制，其中测点10、11数据不用： 3.在等直径管段E一E与P-P线平行。 图二 六、成果分析及讨论 1.测压管水头线和总水头的变化趋势有何不同？为什么？ 2.流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？ 3.测点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题？ 4.试问避免喉管（测点7）处形成真空有哪几种技术措施？分析改变作用水头（如抬 高或降低水箱的水位)对喉管压强的影响情况。 5.毕托管所显示的总水头线与实测绘制的总水头线一般都略有差异，试分析其原因。 8
8 表 2.2 测记（ p Z + ）数值表 （基准面选在标尺的零点上） 单位：cm 测点 编号 Q cm3 /s 实 验 次 序 1 2 3 3．计算流速水头和总水头。 4． 绘制上述成果中最大流量下的总水线 E—E 和测压管水线 P—P（轴向尺寸参见图 二，总水头线和测压管水头线可以绘在图二上）。 提示： 1．P—P 线依表 2 数据绘制，其中测点 10、11、13 数据不用； 2．E—E 线依表 3（2）数据绘制，其中测点 10、11 数据不用； 3．在等直径管段 E—E 与 P—P 线平行。 六、成果分析及讨论 1．测压管水头线和总水头的变化趋势有何不同？为什么？ 2．流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？ 3．测点 2、3 和测点 10、11 的测压管读数分别说明了什么问题？ 4．试问避免喉管（测点 7）处形成真空有哪几种技术措施？分析改变作用水头（如抬 高或降低水箱的水位）对喉管压强的影响情况。 5．毕托管所显示的总水头线与实测绘制的总水头线一般都略有差异，试分析其原因
表3计算数值表示支持 (1)流速水头 (cm/s) (cm'/s) (cm/s) 管径d (cm) (cn/s) () （cm (cw/s) (om) 超水头2+号 2g) 单位：cm 测点编号 次序 2
9 表 3 计算数值表示支持 （1）流速水头 管 径 d （cm） Q= （cm 3 /s） Q= （cm 3 /s） Q= （cm 3 /s） A (cm2 ) v (cm/s) g v 2 2 (cm) A (cm2 ) v (cm/s) g v 2 2 (cm) A (cm2 ) v (cm/s) g v 2 2 (cm) （2）总水头 ) 2 ( 2 g p v Z + + 单位：cm 测点编号 Q （cm3 /s） 实 验 次 序 1 2 3
(二)不可压缩流体恒定流动量定律实验 一、实验目的要求 1.验证不可压缩流体恒定流的动量方程： 2.通过对动量与流速、流量、出射角度、动量矩等因素间相关性的分析研讨，进 步掌握流体动力学的动量守恒定理： 3.了解活塞式动量定律实验仪原理、构造，进一步启发与培养创造性思维的能力。 二、实验装置 本实验的装置如图一所示。 图一动量定律实验装置图 实验台 可控硅无级调速器 4.水位调节阀 10.上回水管 8.带活塞的测压管
10 （二）不可压缩流体恒定流动量定律实验 一、实验目的要求 1．验证不可压缩流体恒定流的动量方程； 2．通过对动量与流速、流量、出射角度、动量矩等因素间相关性的分析研讨，进一 步掌握流体动力学的动量守恒定理； 3．了解活塞式动量定律实验仪原理、构造，进一步启发与培养创造性思维的能力。 二、实验装置 本实验的装置如图一所示
自循环供水装置1由离心式水泵和蓄水箱组合而成。水泵的开启、流量大小的调节 均由调速器3控制。水流经供水管供给恒压水箱5，溢流水经回水管流回蓄水箱。流经 管嘴6的水流形成射泫，冲击带活塞和翼片的抗冲平板9，并以与入射角成90°的方向 离开抗冲平板。抗冲平板在射流冲力和测压管8中的水压力作用下处于平衡状态。活塞 形心水深可由测压管8测得，由此可求得射泫的冲力，即动量力F。冲击后的弃水经 集水箱7汇集后，再经上回水管10流出，最后经漏斗和下回水流回蓄水箱。 为了自动调节测压管内的水位，以使带活塞的平板受力平衡并减小摩擦阻力对活塞 的影响，本实验装置应用了自动控制的反馈原理和动摩擦减阻技术，其构造如下： 带活塞和翼片的抗冲平板9和带活塞套的测压管8如图二所示，该图是活塞退出活 塞套时的分部件示意图。活塞中心没有一细导水管a,进口端位于平板中心，出口端伸 出活塞头部，出口方向与轴向垂直。在平板上没有翼片b,活塞套上设有窄槽c 图二 图三 工作时，在射流冲击力作用下，水流经导水管向测压管内加水。当射流冲击力大 于测压管内水柱对活塞的压力时，活塞内移，窄槽©关小，水流外溢减少，使测压管内 水位升高，水压力增大。反之，活塞外移，窄槽开大，水流外溢增多，测管内水位降低 水压力减小。在恒定射流冲击下，经短时段的自动调整，即可达到射流冲击力和水压力 的平衡状态。这时活塞处在半进半出、窄槽部分开启的位置上，过a流进测压管的水量 和过©外溢的水量相等。由于平板上没有翼片b,在水流冲击下，平板带动活塞旋转， 因而克服了活塞在沿轴向滑移时的静摩擦力。 为验证本装置的灵敏度，只要在实验中的恒定流受力平衡状态下，人为地增减测压 管中的液位高度，可发现即使改变量不足液柱高度的±5%。（约0.5~lmm),活塞在旋转 11
11 自循环供水装置 1 由离心式水泵和蓄水箱组合而成。水泵的开启、流量大小的调节 均由调速器 3 控制。水流经供水管供给恒压水箱 5，溢流水经回水管流回蓄水箱。流经 管嘴 6 的水流形成射泫，冲击带活塞和翼片的抗冲平板 9，并以与入射角成 90°的方向 离开抗冲平板。抗冲平板在射流冲力和测压管 8 中的水压力作用下处于平衡状态。活塞 形心水深 hc可由测压管 8 测得，由此可求得射泫的冲力，即动量力 F。冲击后的弃水经 集水箱 7 汇集后，再经上回水管 10 流出，最后经漏斗和下回水流回蓄水箱。 为了自动调节测压管内的水位，以使带活塞的平板受力平衡并减小摩擦阻力对活塞 的影响，本实验装置应用了自动控制的反馈原理和动摩擦减阻技术，其构造如下： 带活塞和翼片的抗冲平板 9 和带活塞套的测压管 8 如图二所示，该图是活塞退出活 塞套时的分部件示意图。活塞中心没有一细导水管 a，进口端位于平板中心，出口端伸 出活塞头部，出口方向与轴向垂直。在平板上没有翼片 b，活塞套上设有窄槽 c。 工作时，在射流冲击力作用下，水流经导水管 a 向测压管内加水。当射流冲击力大 于测压管内水柱对活塞的压力时，活塞内移，窄槽 c 关小，水流外溢减少，使测压管内 水位升高，水压力增大。反之，活塞外移，窄槽开大，水流外溢增多，测管内水位降低， 水压力减小。在恒定射流冲击下，经短时段的自动调整，即可达到射流冲击力和水压力 的平衡状态。这时活塞处在半进半出、窄槽部分开启的位置上，过 a 流进测压管的水量 和过 c 外溢的水量相等。由于平板上没有翼片 b，在水流冲击下，平板带动活塞旋转， 因而克服了活塞在沿轴向滑移时的静摩擦力。 为验证本装置的灵敏度，只要在实验中的恒定流受力平衡状态下，人为地增减测压 管中的液位高度，可发现即使改变量不足液柱高度的±5‰（约 0.5～1mm），活塞在旋转
下亦能有效地克服动摩擦力而作轴向位移，开大或减小窄槽©，使过高的水位降低或过 低的水位提高，恢复到原来的平衡状态。这表明装置的灵敏度高达0.5%，亦即活塞轴向 动摩擦力不足总动量力的5%。： 三、实验原理 恒定总流动量方程为 F=p(B-B) 取脱离体如图三所示，因滑动摩擦阻力水平分力∫<0.5%Fx,可忽略不计，故x方向 的动量方程化为 F=-pA=-h牙D2=p00-Bu) 即 BQu:-年hD=0 式中： h—作用在活塞形心处的水深： D—活塞的直径： Q—射流流量： U,—射流的速度： B1—动量修正系数。 实验中，在平衡状态下，只要测得流量Q和活塞形心水空h,由给定的管嘴直径d 和活塞直径D,代入上式，便可验证动量方程，并率定射流的动量修正系数B,值。其中， 测压管的标尺零点已固定在活塞的园心处，因此液面标尺读数，即为作用在活塞园心处 的水深。 四、实验方法与步骤 1.准备熟悉实验装置各部分名称、结构特征、作用性能，记录有关常数。 2.开启水泵打开调速器开关，水泵启动2~3分钟后，关闭2~3分钟，以利用 回水排除离心式水泵内滞留的空气。 3.调整测压管位置待恒压水箱满顶溢流后，松开测压管固定螺丝，调整方位， 要求测压管内液面的标尺读数，即h值。 5.测量流值利用体积时间法，在上回水管的出口处测量射流的流量，流量时间 要求在15~20秒以上。可用塑料桶等容器，通过活动漏斗接水，再用量筒测量其体积（亦 可用重量法测量)
12 下亦能有效地克服动摩擦力而作轴向位移，开大或减小窄槽 c，使过高的水位降低或过 低的水位提高，恢复到原来的平衡状态。这表明装置的灵敏度高达 0.5%，亦即活塞轴向 动摩擦力不足总动量力的 5‰。 三、实验原理 恒定总流动量方程为 ( ) 2 2 11 F = Q − 取脱离体如图三所示，因滑动摩擦阻力水平分力 x FX f 0.5% ，可忽略不计，故 x 方向 的动量方程化为 (0 ) 4 1 1 2 Fx pc A hc D Q x = − = − = − 即 0 4 2 1 Q 1x − hcD = 式中： hc——作用在活塞形心处的水深； D——活塞的直径； Q——射流流量； 1x ——射流的速度； β1——动量修正系数。 实验中，在平衡状态下，只要测得流量 Q 和活塞形心水空 h，由给定的管嘴直径 d 和活塞直径 D，代入上式，便可验证动量方程，并率定射流的动量修正系数β1 值。其中， 测压管的标尺零点已固定在活塞的园心处，因此液面标尺读数，即为作用在活塞园心处 的水深。 四、实验方法与步骤 1．准备 熟悉实验装置各部分名称、结构特征、作用性能，记录有关常数。 2．开启水泵 打开调速器开关，水泵启动 2～3 分钟后，关闭 2～3 分钟，以利用 回水排除离心式水泵内滞留的空气。 3．调整测压管位置 待恒压水箱满顶溢流后，松开测压管固定螺丝，调整方位， 要求测压管内液面的标尺读数，即 hc值。 5．测量流值 利用体积时间法，在上回水管的出口处测量射流的流量，流量时间 要求在 15～20 秒以上。可用塑料桶等容器，通过活动漏斗接水，再用量筒测量其体积（亦 可用重量法测量）