《水力学实验指导书.docVIP

实验1 静水压强实验 一、实验内容 1、测量密闭容器内任一点A的压强p。 2、测量液体的容重（如酒精，高锰酸钾溶液等）。 二、实验原理 由连通器原理，在容器上安装几根U形管，U形管一端与容器连通，一端开口与大气相通（见装置图），将要测量之溶液注入U形管内，若其中之一的容重r为已知，当容器内上部空气的压强大于或小于大气压强时，U形管中的二液面将有高差△h，由此根据水静力学基本方程po=pa+rh可计算出容器内的表面压强和容器的容重。 三、实验装置图 四、操作程序 1、检查仪器：打开密闭塞，检查装置是否放置水平。如不平整平之。 2、按紧密闭塞，将活动盛水桶上升或下降，检查装置是否有漏气现象，若有漏气则各U形管之液面将不断变化，此时应找出漏气部位堵住漏气。 3、上述两步完成后即可进行实验。实验分两种情形进行观测。 (1) po pa（用活动盛水桶调节）； (2) po pa（用活动盛水桶调节）。 4、观测 对每种po情形测读各U形管内液面之读数，并记入记录表格。测读时应尽量减少误差。 五、记录表格 情 况 次数 测压管读数(cm) ▽1 ▽2 ▽3 ▽4 ▽5 ▽6 po pa 第一次 第二次 po pa 第一次 第二次 六、实验成果（按上表列表计算） 七、思考题 1、调压玻璃筒的液面与开口测压管1的液面在任何情况下都在同一高度上吗？三者的液面有什么关系？ 2、提高或降低调压有机玻璃筒，为什么能改变密闭容器的液面压力po？ 实验2 管道水头损失系数测定实验 一、实验目的 1、掌握测定管道局部水头损失系数ξ的方法。 2、将管道局部水头损失系数的实测值与理论值进行比较。 3、观察管径突然扩大时旋涡区测压管水头线的变化情况，以及其他各种边界突变情况下的测压管水头线的变化情况。 二、实验装置 实验装置及部分名称如图所示。 三、实验原理 由于边界形状的急剧改变，主流就会与边界分离出现漩涡以及水流流速分布的改组，从而消耗一部分机械能。单位重量液体的能量损失就是局部水头损失。 边界形状的改变有水流断面的突然扩大或突然缩小、弯道及管路上安装阀门等。 局部水头损失常用流速水头与一系数的乘积表示： hj =ξ 式中： ξ—局部水头损失系数，也叫局部损力系数。系数ξ是流动形态与边界形态的函数，即ξ=f (Re，边界形状)。一般水流Re数足够大时，可认为系数ξ不再随Re数而变化，而看作一常数。 管道局部水头损失目前仅有扩大可采用理论分析，并可得到足够精确的结果。其他情况则需要用实验方法测定ξ值。突然扩大的局部水头损失可应用动量方程与能量方程及连续方程联合求解得到如下公式： hj =ξ2 ，ξ2=（）2 hj =ξ1 ，ξ1=（）2 式中：A1和v1分别为突然扩大上游管段的断面面积和平均流速：A2和v2分别为突然扩大下游管段的断面面积和平均流速。 通过量测的测管液面高程读数，计算出测压管水头，绘制在实验报告上，然后根据管路中不同管段的流速计算出流速水头，与测压管水头相加得到总水头线。 四、公式及表格 1、有关常数： 突然扩大前管径 d1= cm； 断面面积A1= cm2 突然扩大后管径 d2= cm； 断面面积A2= cm2 突然缩小管管径 d3= cm； 断面面积A3= cm2 2、公式： 管道突然扩大：ξ=（）2 或ξ=（）2 管道突然缩小：ξ=0.5（）2 3、量测记录表格： 测管液面高程读数 量水体积 时间 h1 h2 h3 h4 h5 h6 h7 h8 V T cm cm cm cm cm cm cm cm cm3 s 1 2 3 4、计算表格： 实测 流量 平均 流速 流速水头 平均 流速 流速水头 测压管水头 流速水 头差 局部水头损失 ξ实 ξ理 Q= V1 V2 △h - h1 cm3/s cm/s cm cm/s cm cm cm cm 1 2 3 五、实验步骤 1、熟悉仪器，记录有关常数。 2、检查各测压管的橡皮管接头是否接紧。 3、启动抽水机，打开进水阀门，使水箱充水，并保持溢流，使水位恒定。 4、检查尾阀K全开时，测压管的液面是否齐平，若不平，则需排气调平。 5、慢慢打开尾阀K，使流量在测压管量程范围内最大，待流动稳定后，记录测压管液面标