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1、《流體力學(xué)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書（理工類）課程名稱：專業(yè)班級(jí)：學(xué)生學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：所屬院部：指導(dǎo)教師：10實(shí)驗(yàn)1靜水壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)序號(hào)學(xué)時(shí)數(shù)2使用專業(yè)土木工程一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?．加深對(duì)水靜力學(xué)基本方程物理意義的理解，驗(yàn)證靜止液體中，不同點(diǎn)對(duì)于同一基準(zhǔn)面的測(cè)壓管水頭為常數(shù)（即）。2．學(xué)習(xí)利用型管測(cè)量液體密度。3．建立液體表面壓強(qiáng)，的概念，并觀察真空現(xiàn)象。4．測(cè)定靜止液體內(nèi)部、兩點(diǎn)的壓強(qiáng)值。二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備水靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)儀，在一全透明密封有機(jī)玻璃箱內(nèi)注入適量的水，并由乳膠管將水箱與一可升降的調(diào)壓筒相連，水箱頂部裝有排氣閥,可與大氣相通，可以控制容器內(nèi)表面壓強(qiáng)，型管

2、壓差計(jì)所裝液體為油，，通過(guò)升降調(diào)壓筒可調(diào)節(jié)水箱內(nèi)液體的表面壓強(qiáng)，如圖1-1所示。10三、實(shí)驗(yàn)原理及方法在重力作用下，水靜力學(xué)基本方程為，它表明：當(dāng)質(zhì)量力僅為重力時(shí)，靜止液體內(nèi)部任意一點(diǎn)對(duì)同一基準(zhǔn)面的與兩項(xiàng)之和為常數(shù)。重力作用下，液體中任一點(diǎn)靜水壓強(qiáng)，為液體表面壓強(qiáng)。為正壓，為負(fù)壓，負(fù)壓可以用真空壓強(qiáng)或真空高度表示：重力作用下，靜止均質(zhì)液體中的等壓面是水平面。利用相互連通的同種液體的等壓面原理，可求出待求液體的密度。四、實(shí)驗(yàn)步驟1．熟悉儀器，測(cè)記有關(guān)常數(shù)。2．將調(diào)壓通放置適當(dāng)高度，打開排氣閥，使水箱內(nèi)的液面與大氣相通，此時(shí)液面壓強(qiáng)。待水面穩(wěn)定后，觀察

3、型壓差計(jì)的液面位置，以驗(yàn)證等壓面原理。3．關(guān)閉排氣閥，將調(diào)壓筒升至某一高度，此時(shí)水箱內(nèi)液面壓強(qiáng)，觀察各測(cè)壓管的液面高度變化并側(cè)記液面標(biāo)高。4．繼續(xù)提高調(diào)壓筒，再做兩次。5．打開排氣閥，使之與大氣相通，待液面穩(wěn)定后再關(guān)閉（此時(shí)不要移動(dòng)調(diào)壓筒）。6．將調(diào)壓筒降低至某一高度，此時(shí)10，觀察各測(cè)壓管的液面高度變化并側(cè)記標(biāo)高，重復(fù)兩次。7．將調(diào)壓筒升至適當(dāng)位置，打開排氣閥，實(shí)驗(yàn)結(jié)束。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1．升降調(diào)壓筒時(shí)，應(yīng)輕拉輕放，每次調(diào)整高度不宜過(guò)大。2．在側(cè)記測(cè)壓管液面標(biāo)高時(shí)，一定要待液面穩(wěn)定后再讀。若未變而測(cè)壓管水面持續(xù)變化時(shí)，則表明閥門漏氣，應(yīng)采取修復(fù)措

4、施。六、思考題1．什么情況下3、4兩根測(cè)壓管的高度相同？2．液面標(biāo)高與相等嗎？為什么？3．調(diào)壓筒的升降為什么能改變液面壓強(qiáng)？4．實(shí)驗(yàn)時(shí)，密閉容器內(nèi)的水面能不能低于點(diǎn)？為什么？10實(shí)驗(yàn)2畢托管測(cè)流速實(shí)驗(yàn)序號(hào)學(xué)時(shí)數(shù)2使用專業(yè)土木工程一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?．了解畢托管的構(gòu)造和測(cè)速的基本原理。2．掌握畢托管測(cè)點(diǎn)流速的方法。3．測(cè)定圓管過(guò)水?dāng)嗝嫔现写咕€的流速分布。4．測(cè)出過(guò)水?dāng)嗝娴钠骄魉?。二、?shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備實(shí)驗(yàn)在直徑，底坡為0的玻璃水管中進(jìn)行。用橡皮管連接畢托管與測(cè)壓管（或壓差計(jì)），以便測(cè)量壓差。畢托管可以沿過(guò)水?dāng)嗝嬷写咕€移動(dòng)，以便測(cè)量過(guò)水?dāng)嗝娴闹写咕€上不同

5、點(diǎn)的流速。畢托管測(cè)速原理如圖2-1所示。三、實(shí)驗(yàn)原理及方法畢托管測(cè)速儀，畢托管是古老的測(cè)速儀器，如圖2-1所示。它是一根一端彎曲的細(xì)管，將其開口端放在①點(diǎn)，并正對(duì)著流體的流動(dòng)方向。①點(diǎn)處的液體具有動(dòng)能，速度為，當(dāng)液體流入細(xì)管中后即不再流動(dòng)，所以管中②點(diǎn)處的流速，即全部動(dòng)能轉(zhuǎn)換成勢(shì)能，會(huì)出現(xiàn)彎管中液面比測(cè)壓管中液面升高。對(duì)于①點(diǎn)處質(zhì)量為，重量為的微小水體，其具有的動(dòng)能是。當(dāng)水體進(jìn)入彎管到達(dá)②點(diǎn)處，流速變?yōu)?，該微小水體的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，即于是可得可見彎管與測(cè)壓管的液面高差即表示水流中①點(diǎn)處的單位動(dòng)能。若將關(guān)系式10改寫為，則只要測(cè)出畢托管中的測(cè)壓

6、管液面高差，即可按上式計(jì)算出一點(diǎn)的流速值。四、實(shí)驗(yàn)步驟1．熟悉儀器，記錄有關(guān)常數(shù)。2．排氣：通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)水閥門和出水閥門，將儀器管內(nèi)的空氣排盡。3．在畢托管擬測(cè)的過(guò)水?dāng)嗝嫔希构茴^小孔正對(duì)流向，即可開始施測(cè)。4．在過(guò)水?dāng)嗝嬷写咕€上，依次施測(cè)，共測(cè)5點(diǎn)，如圖2-2所示。同時(shí)，記錄每次的測(cè)壓管讀數(shù)。5．用儀器配置的標(biāo)有體積刻度的水槽測(cè)流量，以便計(jì)算平均流速。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1．施測(cè)時(shí)，畢托管必須正對(duì)流向。2．畢托管每換一點(diǎn)測(cè)時(shí)，須等到測(cè)壓管水面穩(wěn)定后再讀數(shù)。六、思考題1．使用畢托管測(cè)速之前，為什么要排氣？2．畢托管測(cè)速時(shí)，為什么探頭必須正對(duì)水流方向？3．

7、用畢托管測(cè)出的速度是瞬時(shí)流速、時(shí)均流速、脈動(dòng)流速中的哪一種？為什么？10實(shí)驗(yàn)3能量方程實(shí)驗(yàn)序號(hào)學(xué)時(shí)數(shù)2使用專業(yè)土木工程一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?．觀察恒定流情況下，當(dāng)管道斷面發(fā)生改變時(shí)水流的位置勢(shì)能、壓強(qiáng)勢(shì)能、動(dòng)能的轉(zhuǎn)化規(guī)律，加深對(duì)能量方程的物理意義及集合意義的理解。2．觀察均勻流、漸變流斷面及其水流特征。3．測(cè)定管道的測(cè)壓管水頭及總水頭值，并繪制管道的測(cè)壓管水頭線及總水頭線。二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備如圖3-1所示。三、實(shí)驗(yàn)原理及方法實(shí)際液體在有壓管道中作恒定流動(dòng)時(shí)，其能量方程如下：它表明：液體在流動(dòng)的過(guò)程中，液體的各種機(jī)械能（單位位能、單位壓能、

8、和單位動(dòng)能）是可以相互轉(zhuǎn)化的。但由于實(shí)際液體存在粘性，液體運(yùn)動(dòng)時(shí)為克服阻力而要消耗一定的能量，也就是一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能