6.改变水头重复实验逐次打开不同高度上的溢水孔盖,改变管嘴的作用水头。 调节调速器,使溢流量适中,待水头稳定后,按3一5步骤重复进行实验。 7.验证U2x≠0对F,的影响取下平板活塞,使水流冲击致电活塞套内,调整好 位置,使反射水流的回射角一致,记录回射角度的目估值、测压管作用水深。'和管嘴 作用水头H。 五、实验成果及要求 1.记录有关常数。 实验装置台号No 管嘴内径d cm,活塞直径D cm。 2.设计实验参数记录、计算表,并填入实测数据。 3.取某一流量,绘出脱离体图,阐明分析计算的过程。 六、实验分析与讨论 1.实测阝(平均动量修正系数)与公认值(B=1.02~1.05)符合与否?如不符合 试分析原因。 2.带翼片的平板射流作用下获得力矩,这对分析射流冲击无翼片的平板沿x方向的 动量方程有无影响?为什么? 3.若通过细导水管的分流,其出流角度与)2相同,对以上受力分析有无影响? 4.滑动摩擦力∫,为什么可以忽略不计?试用实验来分析验证厂,的大小,记录观察 结果。(提示:平衡时,向测压管内加入或取出1mm左右深的水量,观察活塞及液位的 变化). 5.,若不为零,会对实验结果带米什么影响?试结合实验步骤7的结果予以说明。 13
13 6.改变水头重复实验 逐次打开不同高度上的溢水孔盖,改变管嘴的作用水头。 调节调速器,使溢流量适中,待水头稳定后,按 3—5 步骤重复进行实验。 7.验证 2x 0 对 Fx 的影响 取下平板活塞,使水流冲击致电活塞套内,调整好 位置,使反射水流的回射角一致,记录回射角度的目估值、测压管作用水深 hc′和管嘴 作用水头 H0。 五、实验成果及要求 1.记录有关常数。 实验装置台号 No 管嘴内径 d= cm,活塞直径 D= cm。 2.设计实验参数记录、计算表,并填入实测数据。 3.取某一流量,绘出脱离体图,阐明分析计算的过程。 六、实验分析与讨论 1.实测 (平均动量修正系数)与公认值(β=1.02~1.05)符合与否?如不符合, 试分析原因。 2.带翼片的平板射流作用下获得力矩,这对分析射流冲击无翼片的平板沿 x 方向的 动量方程有无影响?为什么? 3.若通过细导水管的分流,其出流角度与 2 相同,对以上受力分析有无影响? 4.滑动摩擦力 x f 为什么可以忽略不计?试用实验来分析验证 x f 的大小,记录观察 结果。(提示:平衡时,向测压管内加入或取出 1mm 左右深的水量,观察活塞及液位的 变化)。 5. 2 若不为零,会对实验结果带来什么影响?试结合实验步骤 7 的结果予以说明
(三)毕托管测速实验 一、实验目的和要求 1,通过对管嘴淹没出流点流速系数的测量,掌握用毕托管测量点流速的技能: 2.了解普朗特型毕托管的构造和适用性,并检验其量测精度,进一步明确传统流体 力学量测仪器的现实作用。 二、实验装置 本实验的装置如图一所示 4 10 1112 图一毕托管测速实验装置图 1.自循环供水器 2.实验台3.可控硅无级调速器4.水位调节阀 5.恒压供水箱 6管嘴 7.毕托管 8.尾水箱与导轨 9.测压管 10.测压计11.滑动测量尺 12.上回水管 14
14 (三)毕托管测速实验 一、实验目的和要求 1.通过对管嘴淹没出流点流速系数的测量,掌握用毕托管测量点流速的技能; 2.了解普朗特型毕托管的构造和适用性,并检验其量测精度,进一步明确传统流体 力学量测仪器的现实作用。 二、实验装置 本实验的装置如图一所示
说明: 经淹没管嘴6,将高低水箱水位差的位能转换成动能,并用毕托管测出其点流速值。 测压计1山的测压管1、2和以测量高、低水箱位置水头,测压管3、4用以测毕托管的全 压水头和静压水头,水位调节阀4用以改变测点的流速大小。 三、实验原理 u=cV2gh=k√M k=c2g (1) 式中 山一毕托管测点处的点流速: C一毕托管的校正系数 △h一毕托管全压水头与静水压头差。 u=g2gAH (2) 联解上两式可得 o'=c√h/4☑ (3) 式中山一测点处流速,由毕托管测定: p'—测点流速系数: △h一管嘴的作用水头。 四、实验方法与步骤 1.准备 ()熟悉实验装置各部分名称、作用性能,分解毕托管,搞清构造特 征、实验原理。(b)用医塑管将上、下游水箱的测点分别与测压计中的测管1、2相连通。 (c)将毕托管对准管嘴,距离管嘴出口处约2~3cm,上紧固定螺丝。 2.开启水泵顺时针打开调速器开关3,将流量调节到最大。 3.排气待上、下游溢流后,用吸气球(如医用洗耳球)放在测压管口部抽吸 排除毕托管及各连通管中的气体,用静水匣罩住毕托管,可检查测压计液面是否齐平, 液面不齐平可能是空气没有排尽,心须重新排气。 4.测记各有关常数和实验参数,填入实验表格。 5.改变流速操作调节阀4并相应调节调速器3,溢流量适中,共可获得三个不 同恒定水位与相应的不同流速。改变流速后,按上述方法重复测量。 6.完成下述实验项目: (1)分别沿垂向和纵向改变测点的位置,观察管嘴淹没射流的流速分布: 15
15 说 明: 经淹没管嘴 6,将高低水箱水位差的位能转换成动能,并用毕托管测出其点流速值。 测压计 11 的测压管 1、2 和以测量高、低水箱位置水头,测压管 3、4 用以测毕托管的全 压水头和静压水头,水位调节阀 4 用以改变测点的流速大小。 三、实验原理 u = c 2gh = k h k = c 2g (1) 式中 u——毕托管测点处的点流速; c——毕托管的校正系数; Δh——毕托管全压水头与静水压头差。 u = 2gH (2) 联解上两式可得 = c h / H (3) 式中 u——测点处流速,由毕托管测定; ——测点流速系数; Δh——管嘴的作用水头。 四、实验方法与步骤 1.准备 (a)熟悉实验装置各部分名称、作用性能,分解毕托管,搞清构造特 征、实验原理。(b)用医塑管将上、下游水箱的测点分别与测压计中的测管 1、2 相连通。 (c)将毕托管对准管嘴,距离管嘴出口处约 2~3cm,上紧固定螺丝。 2.开启水泵 顺时针打开调速器开关 3,将流量调节到最大。 3.排气 待上、下游溢流后,用吸气球(如医用洗耳球)放在测压管口部抽吸, 排除毕托管及各连通管中的气体,用静水匣罩住毕托管,可检查测压计液面是否齐平, 液面不齐平可能是空气没有排尽,心须重新排气。 4.测记各有关常数和实验参数,填入实验表格。 5.改变流速 操作调节阀 4 并相应调节调速器 3,溢流量适中,共可获得三个不 同恒定水位与相应的不同流速。改变流速后,按上述方法重复测量。 6.完成下述实验项目: (1)分别沿垂向和纵向改变测点的位置,观察管嘴淹没射流的流速分布;
(2)在有压管道测量中,管道直径相对毕托管的直径在6~10倍以内时,误差在2~ 5%以上,不宜使用。试将毕托管头部伸入到管嘴中,予以验证。 7.实验结束时,按上述3的方法检查毕托管比压计是否齐平。 五、实验成果及要求 实验装置台号No 表1 记录计算表 校正系数 k= cmos/s 上、下游水位差(cm) 毕托管水头差(cm) 测点流速 实验 测点流速系数 次序 u=k√ △H Ah o'=c√h/4☑ (cm/s) 六、实验分析与讨论 1.利用测压管测量点压强时,为什么要排气?怎样检验排净与否? 2.毕托管的压头差△h和管嘴上、下游水位差△H之间的大小关系怎样?为什么? 3.所测的流速系数p'说明了什么? 4.据激光测速仪检测,距孔口2~3cm轴心处,其点流速系数0'为0.996,试问本实验的毕 托管精度如何?如何率定毕托管的校正系数c? 5.普朗特毕托管的测速范围为0.2~2m/s,流速过小过大都不宜采用,为什么?另, 测速时要求探头对正水流方向(轴向安装偏差不大于10度),试说明其原因(低流速可 倾斜压差计)。 6.为什么在光、声、电技术高度发展的今天,仍然常用毕托管这一传统的流体测速 仪器? 16
16 (2)在有压管道测量中,管道直径相对毕托管的直径在 6~10 倍以内时,误差在 2~ 5%以上,不宜使用。试将毕托管头部伸入到管嘴中,予以验证。 7.实验结束时,按上述 3 的方法检查毕托管比压计是否齐平。 五、实验成果及要求 实验装置台号 No 表 1 记录计算表 校正系数 c= ,k= cm0.5/s 实验 次序 上、下游水位差(cm) 毕托管水头差(cm) 测点流速 u = k h (cm/s) 测点流速系数 = c h / H h1 h2 ΔH h3 h4 Δh 六、实验分析与讨论 1.利用测压管测量点压强时,为什么要排气?怎样检验排净与否? 2.毕托管的压头差Δh 和管嘴上、下游水位差ΔH 之间的大小关系怎样?为什么? 3.所测的流速系数 说明了什么? 4.据激光测速仪检测,距孔口 2~3cm 轴心处,其点流速系数 为 0.996,试问本实验的毕 托管精度如何?如何率定毕托管的校正系数 c? 5.普朗特毕托管的测速范围为 0.2~2m/s,流速过小过大都不宜采用,为什么?另, 测速时要求探头对正水流方向(轴向安装偏差不大于 10 度),试说明其原因(低流速可 倾斜压差计)。 6.为什么在光、声、电技术高度发展的今天,仍然常用毕托管这一传统的流体测速 仪器?
(四)雷诺实验 一、实验目的要求 1.观察层流、紊流的流态及其转换特征: 2.测定临界雷诺数,掌握园管流态判别准则: 3.学习古典流体力学中应用无量纲参数进行实验研究的方法,并了解其实用意义 二、实验装置 本实验的装置如图一所示。 4 图一雷诺实验装置图 1.自循环供水器 2.实验台 3.可控硅无级调速器4.恒压水箱 5.有色水水管 6.稳水孔板 7.溢流板 8.实验管道 9.实验流量调节阀 17
17 (四)雷诺实验 一、实验目的要求 1.观察层流、紊流的流态及其转换特征; 2.测定临界雷诺数,掌握园管流态判别准则; 3.学习古典流体力学中应用无量纲参数进行实验研究的方法,并了解其实用意义。 二、实验装置 本实验的装置如图一所示