实验二不可压缩液体恒定流能量方程实验

实验二不可压缩液体恒定流能量方程实验 流体力学实验指导与报告书 不可压缩液体恒定流能量方程实验 实验类型 实验时间 成绩 同组人数 一、 实验目的: 1、通过实验，掌握水动力学中水力要素的测量技术:如流量、压强等的测量，利用测得的物理量计算其它未知物理量; 2、验证恒定流的能量方程; 3、通过对各种水力现象的观察与分析，结合量测数据，进一步掌握水流的动、势能的转换关系，加深对能量方程的理解; 4、根据各断面的动、势能的量测数据，学会绘制测压管水头线及总水头线，并判断其合理性。 一、 实验设备 图2 能量方程实验设备图 1、 自循环供水箱;2、实验台;3、可控硅无级调速器;4、溢流板;5、稳水孔板;6、恒压水箱;7、测 压计;8、滑动测量尺;9、测压管;10、实验管道;11、测压点;12、毕托管;13、流量调节阀。 二、 实验原理及其方程式: 实验设备是由一根基本管路和两段变断面管路串联而成的管路系统，并在相应的断面处设置测 1 工程流体力学实验指导与报告书 压管。水流通过管路系统产生能量转换。沿实验管路内的水流方向截取若干过水断面，可列出从进口断面,到任一断面,的能量方程式(,,,、,、,„„,) 22pavpaviii111 z，，,z，，，h1iw1,i,2,2gg PZ，令α,α,„„,α,,。选好基准面，从设置的各断面上的测压管读出()值，,,,, 2,vv并测出流过管路的流量，即可算出管路中的平均流速及值，从而得到各端面的测压管水头值2g 和总水头值。 四、 注意事项 1、分清楚实验管路中所用的两种测量设备(毕托管、测压管);毕托管是用来测定该点的总水头;测压管用来测定该断面的测压管水头(势能水头)。 2、阀门开启一定要缓慢，并注意测压管中水位的变化，在测大流量时不要使测压管水面下降过大致使空气倒吸入管路系统，影响实验进行，并保证每根测压管中的水位，在刻度尺的可读范围之内。 3、测大流量时，测压管水面波动现象明显，读数时取时均值。 五、 实验与步骤: 1、熟悉实验设备，分清每根测压管与测压点，毕托管测点的对应关系。 2、打开电源开关供水，待水箱溢流后，检查泄水阀关闭时所有测压管中水面是否齐平，若测压管中水面不平则进行排气调平(打开、关闭流量调节阀，来回几次即可)。 3、打开阀13 ，观察测压管水头线和总水头线的变化趋势及位置水头、压强水头之间的相互关系，观察当流量增加或减少时测压管水头的变化情况。 4、自己定出几个流量值，调节阀门13的开度，使流量变化从小到大，待流量稳定后，记录各测压管的液面读数，同时测记实验流量(与毕托管相连通的是演示用，不必测记读数)。 5、再调节阀门13的开度,,,次，其中一次阀门开度大到使19管液面降到标尺最低点(刻度在可读范围内)为限，待流量稳定后，记录各测压管的液面读数，同时测记实验流量。 六、 实验成果及要求 1、记录有关实验常数 2 工程流体力学实验指导与报告书 (1)实验台号: 。 cmcm(2)水箱液面高程 ;上管道轴线高程 。,,,为高程。 表1 实验管径常数记录表格(注意区分管径半径的大小) 2 6* 8* 10 12* 14* 16* 18* 测点编号 1* 3 4 5 7 9 11 13 15 17 19 cm管径 cm两点间距 4 4 6 6 4 13.5 6 10 29 16 16 注:? 打“*”者为毕托管测点 ? 2、3为直管均匀流段同一断面上的两个测压点，10、11为弯管非均匀流段同一断面上的二个测点。 p，z表2 ()数值测记表 (基准面选在标尺的零点上) ,g Q测点编号 2 3 4 5 7 9 10 11 13 15 17 19 3(cm/s) 1 实验 2 次数 3 2、计算流速水头和总水头。 3、绘制上述成果中最大流量下的总水头线和测压管水头线。 4、写出成果分析小结。 表3 流速水头计算表 333(cm/s)(cm/s)(cm/s)Q,Q,Q, 管径 v222vvd vv v AAA 2g2222g (cm)(cm/s)2g (cm)(cm) (cm) (cm/s)(cm/s) (cm)(cm) (cm) 2,pv(，，)zcm表4 总水头 计算表 (单位:) g2g, 32 3 4 5 7 9 10 11 13 15 17 19 测点编号 Q(cm/s) , 实验次数 , , 3 工程流体力学实验指导与报告书 七、 思考题 1、测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同,为什么, 2、测点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题, 3、观察实验中哪个测压管中水面下降最大，为什么, 4、试问避免喉管(测点,)处形成真空有哪几种技术, 4