最新文档水力学实验指导书精选word文档 15页.docx
- 文档编号:12117107
- 上传时间:2023-06-04
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:22.74KB
最新文档水力学实验指导书精选word文档 15页.docx
《最新文档水力学实验指导书精选word文档 15页.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《最新文档水力学实验指导书精选word文档 15页.docx(15页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
最新文档水力学实验指导书精选word文档15页
本文部分内容来自网络整理,本司不为其真实性负责,如有异议或侵权请及时联系,本司将立即删除!
==本文为word格式,下载后可方便编辑和修改!
==
水力学实验指导书
篇一:
水力学实验指导书
本科教学实验指导书
水力学实验
易文敏
编写李克锋
四川大学水利水电学院
水力学与山区河流开发保护国家重点实验室
前言
水力学实验课的基本任务是:
观察分析水流现象,验证所学理论,学会和掌握科学实验的方法和操作技能,培养整理实验资料和编写实验报告的能力。
在进行实验的过程中,要注意培养自己的动手能力和独立工作的能力。
使每个实验者有观察现象,进行操作和组织实验的机会,并能独立进行整理分析实验成果,受到实验技能的基本训练。
各项实验分别介绍了每个实验的目的、原理、实验设备、步骤、注意事项,以及可供实验者编写实验报告时参考的表格。
要求做好实验后,实验者要独立认真完成一份实验报告,按时交指导教师批阅。
为了使实验者能深入地掌握和巩固有关实验内容,每个实验项目的结尾都列有一定数量的思考题,供实验者进一步深入思考,并要求在实验报告中作出书面回答,随实验报告交指导教师审阅批改。
实验一静水压强
一、实验目的:
1.实测容器中的静水压强;2.测定X液体的容重;
3.通过实验,掌握静水压强的基本方法和了解测压计的应用。
二、实验设备:
如图所示,1管和2管、3管和4管、5管和6管组成三支U型管,其中5管和6管组成的U型管装X液体,其余U型管装水。
1管、3管和5管与大气连通,2管、4管和6管与水箱顶部连通。
3管和4管组成的U型管的底部与水箱的A点连通,1管和2管组成的U型管的底部与水箱的B点连通。
水箱底部与调压筒连通。
三、实验原理:
利用调压筒的升降来调节水箱内液体表面压强和液体内各点的压强。
1.根据静水压强基本公式:
p=p0+ρgh可得
pA=ρg水(▽3-▽A)pB=ρg水(▽1-▽B)
2.由于2、4、6管与水箱顶部连通,所以2、4、6管液面压强与水箱液面压强相同,于是
可得:
p0=ρg水(▽1-▽2)=ρg水(▽3-▽4)=ρgX(▽5-▽6)
?
?
?
ρgX=ρg水或ρgX=ρg水
?
5?
?
6?
5?
?
6
3.若水箱内气体压强p0≠pa,则p1≠p2、p3≠p4、p5≠p6。
当p0 hk=▽2-▽1 四、实验步骤: 1.认真阅读实验目的要求、实验原理和注意事项。 2.熟悉仪器,记录常数。 3.第一种状态, 将调压筒放到最底位置,放开水箱顶部的弹簧夹,使水箱内部气压等于大气压,然后夹上弹簧夹,使水箱内部气体与外界大气隔断。 分三次调高调压筒。 每次调高后,等到水位稳定后,记录各测压管水位读数。 4.第二种状况, 将调压筒放到最高位置,放开水箱顶部的弹簧夹,使水箱内部气压等于大气压,然后夹上弹簧夹,使水箱内部气体与外界大气隔断。 分三次调低调压筒。 每次调低后,等到水位稳定后,记录各测压管水位读数。 记录表格(仅供参考) ? ? ? 五、注意事项: 1.升降调压筒时,不能用力过猛,以免损坏仪器。 2.测读测压管水面高程时应迅速、准确,并一律以自由液面的凹面中心点位置为准。 观测 时,要保持眼睛、凹面中心点及刻度尺的刻度三者在同一水平面上,以排除读数误差。 六、思考题: 1.简述如何测定容器内液体任意点的静水压强。 2.在什么状态下,U型管两边的液面在同一水平面上。 3.在实验中,调压筒的作用是什么? 篇二: 水力学实验指导书 实验一静水压强实验 一、目的 1、加深理解静水力学基本方程p=p0+γh;2、加深理解等压面的概念。 二、装置 三、操作 1、打开排气阀,使密闭容器内部与大气相通。 此时p0=pa,观察液体表面及各测压管情况,记录数据; 2、关闭排气阀,提升罐上升加压。 p0>pa,观察液体表面及各测压管情况,记录数据;3、打开排气阀,使容器内回到p0=pa情况,然后再关闭排气阀开关。 提升罐下降降压,此时p0 四、实验报告分别画出三种情况下测压管水位分布示意图,分析完成报告。 思考题: 1、提升罐与储水罐内液面差与测压管排液面差是否一致? 2、三种情况下存在哪些等压面? 3、储水罐排点水后关闭,此时相当于什么情况? 4、实验中存在毛细上升高度的影响吗? 如有,是否需要校正数据? 5、已知水的密度,如何设计测量煤油的密度? 实验二雷诺实验 一、目的 1、观察液流运动二种型态; 2、测定Rek下= vkd ? 。 二、装置(示意图) 三、操作 1.实验准备。 辅助器材: 秒表、量筒、温度计。 水箱保持溢流供水。 2.阀门由小逐渐开大,观察层流→紊流的变化; 3.阀门由大逐渐变小,观察紊流到层流的变化。 在临界转变状态测定流量和水温度。 4.计算Rek下; 5.重复2~4三次,计算Rek下的均值。 经验公式: ν= 0.01775 2 1? 0.0337t? 0.000221t 公式中ν单位为cm2/s,t为水温℃ 思考题: 实验中有哪些因素影响Rek下测定的精度? 四、实验报告根据实验情况完成报告。 实验三伯努力方程实验 一、目的 1、验证伯努力能量方程,加深对方程的理解; 2、根据实验数据,分析各断面各水头值变化的原因,选择一次稳定流量时,绘制测压 管水头线、总水头线; 3、用文丘里流量计计算流量,与实测流量对比,计算流量系数μ,分析;4、观察并理解毕托管测流速原理。 二、装置示意图 其它几何尺寸: d1=d3=d4=14mmd2=25mmz=13.5cmH=52.5cm以及计算中可能用到的数据l01=18cml12=32.5cml23=28.5cml34=34.5cm。 断面1-1、2-2、3-3、4-4分别各接出2个测压管,一个在管壁上,一个面向水流方向开 u2口。 这样同一断面上二测压管水位差值就是断面中心点速度水头值。 2g 实际装置图见下图。 三、原理 能量方程: (z1+ p1 v12p2v22 +2g)=(z2++)+hw? ? 2g 基本规律: H0>H1>H2>H3>H4 文丘里流量计原理: 2-2与3-3断面,有能量方程 vp (+2)=(3 2g? ? p2p2 p3 2 +v3)h23 2g 2 + v2v3 设(-)=Δh,则Δh=(-)h23 2g? ? 2g 2 2 + d24 )? 1d3Q2 Δh=+h23 2g? .d222 ()4 (忽略h23有 Q计=K? h 式中K= ? .d22 4 2gd (2)4? 1d3 实际上,考虑到实际水头损失h23的存在,Q实际应该为=K? h? h23,这样按K? h计算的公式较实际偏大些,因此实际值应该加个流量系数μ(0.95~0.99)Q计=μK? h 四、操作 1、实验准备。 水箱保持溢流供水。 检测测压管是否漏水和有气泡,如有,排除。 校正 读数用标尺;2、阀门开到大(小)、中(中)、小(大),稳定,观测各测压管读数,测量流量,记录 数据。 这里的三中状态均应该保持测压管中有数据可读(即有压流动状态); 3、选择一次大流量情况下,绘制测压管水头线和总水头线(3-4断面间和4断面到出 口可定性画出)。 v2u2 注: 用实测流量计算后填入,可与比较。 2g2g 思考题: 1.可否用1-2断面数据计算流量? 2.2-3断面间水位的急剧变化主要是什么原因引起的? 3.实验中,试分析哪段是压力大流向压力小,哪里是压力小流向压力大? (位置、速 度也类似分析) 五、实验报告 根据实验情况完成报告。 实际实验中,每次只需要记录0、1-2、3-4、5-6、7-8测压管读数和流量即可。 实验四沿程阻力系数测定实验 一、目的 1、掌握沿程阻力系数? 测定方法; 2、根据实验数据,绘制loghf? logv关系曲线及log100? ? logRe; 3、将实测结果与莫迪图作对比分析讨论;4、分析沿程阻力系数? 影响因素。 二、装置 有关常数: d=? 14㎜L=1000㎜水温=℃ 篇三: 水力学实验指导讲义及报告 (一)流体静力学实验 一、实验目的要求 1、掌握用测压管测量静水中点压强的技能;2、验证不可压缩流体静力学基本方程;3、测某种油的容重。 二、实验装置 本实验装置如图1.1所示 图1.1流体静力学实验仪器装置图 1、测压管;2、带标尺的测压管;3、连通管;4、真空测压管;5、u型测压管;6、通气阀;7、加压打气球;8、截止阀;9、油柱;10、水柱;11、减压放水阀。 说明 1、所有测压管液面标高均以标尺(测压管2)零读数为基准; 2、仪器名牌所注▽B、▽c、▽D、系测点B能够、C、D标高;若同时取标尺零点作为静力学基本方程的基准,则▽B=ZB;▽B=ZC;▽B=ZD;;3、本仪器中所有阀门旋柄顺轴线为开。 三、实验原理 1、重力作用线不可压缩流体静力学基本方程 p Z? ? const ? p? p0? ? h z被测点在基准面以上的位置高度;被测点的静水压强; 1 γ液体的容重; 被测点的液体深度。 另对有水油(图1.2及图1.3)U型测管,应用等压面可得油的比重由下列关系: S0? ? 0h1 ? ? wh1? h2 图1.2图1.3 据此仪器(不令用尺)直接测得S0 四、实验方法与步骤1、搞清仪器组成及其用法1)各阀门的开关; 2)加压方法关闭所有阀门,然后用打气球充气; 3)减压方法开启底阀11放水;检查仪器是否密封加压后检测测管1、2、5液面高澄是否恒定。 若下降,表明漏气,应查明原因并加以处理。 2、记录仪器号及各项常数(记入表1.1)。 3、量测点静压强(用厘米水柱表示)。 1)打开通气阀6(此时p0=0),记录水箱液面标高▽0和测压管2液面标高▽H (此时▽0=▽H)。 2)关闭通气阀6季截止阀8,加压使之形成p0? 0。 测记▽0及▽H。 (取不同数值,重复实验三次) 3)打开放水阀11,使之形成p0? 0,测记▽0及▽H。 (取不同数值,重复实验三次) 4、测油的比重S0 1)开启通气阀6,测记▽0; 2)关闭通气阀6,打气加压(p0? 0),微调放气螺母使U型管中水面与油水交界面齐平,测记▽0及▽H。 (此过程反复进行三次) 2 3)打开通气阀,待液面稳定后,关闭所有阀门;然后开启放水阀11降压(p0? 0),使U型管的水面与油面齐平,测记▽0及▽H。 (此过程反复进行三次) 五、实验成果及要求 实验台号实验日期: 1、记录有关常数 各测点的标尺读数为 ▽B=▽C=▽D= γW= 2、计算表1.1。 根据数据表分别求出各次测量时A|、B、C、D、点的压强,并选择一基准验证静水压强基本方程式。 3、计算表1.2。 求出油的容重? 0。 3 注: 表中基准面选在Zc=cm;ZD=cm 4 5 篇四: 水力学实验指导书 福州大学土木工程学院本科实验教学中心 学生实验指导书 水力学 实验指导书 福州大学土木工程学院水力学实验室编 201X年7月28日 前言..................................................................................................1 实验项目一: 有压管流综合型实验......................................................5 (一)不可压缩流体恒定流能量方程(伯诺里方程)实验..............5 (二)不可压缩流体恒定流动量定律实验........................................10 (三)毕托管测速实验........................................................................14 (四)雷诺实验....................................................................................17 (五)文丘里流量计实验....................................................................20 (六)管路沿程阻力系数测定实验....................................................24 (七)管路局部阻力系数测定实验....................................................30 (八)孔口与管嘴出流实验................................................................34 实验项目二: 明渠水力学综合型实验................................................38 (一)水跃参数测定实验....................................................................38 (二)实用堰流量系数测定实验........................................................41 (三)宽顶堰流量系数测定实验........................................................43 实验项目三: 开放式水工断面模型综合型实验................................44 (一)模型设计与制作........................................................................44 (二)实验量测与分析........................................................................44 实验项目四: 开放式研究型整体模型实验........................................45 (一)模型设计与制作........................................................................45 (二)实验量测与分析........................................................................45 实验项目五: 单项量测实验................................................................46 (一)流体静力学实验........................................................................46 (二)渗流电模拟实验........................................................................52 实验项目六: 动手演示型实验............................................................54 (一)静压传递自动扬水演示............................................................54 (二)壁挂式自循环流动演示............................................................54 (三)自循环流谱流线显示仪............................................................55 (四)紊动机理演示............................................................................55 (五)水击综合演示............................................................................55 (六)虹吸演示....................................................................................55 (七)空化机理演示............................................................................55 (八)水面曲线的定性实验................................................................55 前言 一、水力学实验课的改革 水力学及工程流体力学是工科院校土建水利类学科的一门重要的技术基础课。 现代水力学是建立在实验、理论和计算三大支柱上的,是实践性和理论性都较强的学科,它涉及到大量的概念、定义、模型、计算和实验等。 虽然实验教学对本课程非常重要,但传统的实验教学存在许多与当代教学不相适应之处,如实验内容局限于古典而缺乏新意;仪器陈旧,大多沿用50年代的的老设备,且往往学生多,仪器台数少,动手率低;教学注入式为主,缺乏现代辅助手段,学生自主性不足,等等。 因此,我们乘“211”的强劲东风,进行实验室的改造,引进荣获国家级一等优秀教学成果奖的浙江大学《水力学》与《工程流体力学》教学实验综合改革成果,包括新型实验仪器和CAI实验教学软件,这些仪器具有技术先进,测量精度高,流动现象可视化性强,小型化,性能优于进口仪器等特点。 引进的CAI实验教学软件教学辅助功能齐全。 每项实验CAI均包括仪器仿真,动态操作界面、实验原理、数据采集、成果分析、操作指南和问题解答。 可供学生在计算机上进行各项实验的过程操作、数据采集和成果分析,还设有实验提示、错误纠正等功能,以辅导学生按正确途径深入有序地进行实验。 所附的实验原理和问题解答除用文本形式外,均以多媒体动画和录相的形式给出,形象生动、简单易懂,可供学生实验预习与答疑,帮助学生成功地完成实验。 在教学计划学时被大幅度压缩后,实验项目的挑选与组合优化就显得很重要。 以往水力学实验有十几项,每项2学时,就得20多学时。 为了压缩学时,同时加强对学生的创造性思维和综合分析能力的培养,把水力学实验项目分成演示型、单项型、综合型、设计型和开放式研究型等类型,分述如后。 (一)演示型实验 演示型实验包括水力学模型试验演示和一些水力现象和原理的演示。 1.水力学模型试验演示 本试验演示安排在水力学第一次课(诸论)后进行。 其主要目的在于让学生认真观察水利枢纽中的各种水流现象,观察并思考水流与约束水流运动的边界(包括各种水工建筑物)之间的相互作用,归纳出水利工程中常遇到的问题,如: 水力荷载、水流流动形态、水能利用和水能消耗及其他特殊的水力学问题,如: 空蚀、掺气、挟沙及污染的扩散问题。 这些问题如何解决正是水力学所研究的主要内容。 通过试验演示,并经认真观察和思考,可深刻感到水力学是一门实实在在的、真正有用的课程,进一步明确学习目的性,激发学习兴趣。 同学进一步可思考: 模型与原型水流相似吗? 如何才能相似? 物理量如何换算? 所有这些问题正是《水力学》或《工程流体力学》要解决的的。 2.水力现象和原理的演示 此类实验目的在于让学生在实验室里集中快速地观察水流的各种现象,各种妙趣横生、奇观频现的演示实验能让我们深有“世界真奇妙”之感,有寓教于奇、启迪智慧之神效,能够激发学习水力学的强烈欲望,引导分析、研究各种水力学问题。 这些演示还蕴含深奥的水力学科学知识,直观生动地揭示了重要的流体运动规律。 所有这些是单纯理论教学,那怕是多媒体教学也难以取代的。 流线、流态、紊动机理、空化、水击、虹吸、静压扬水、能量转换与守恒、动量原理等演示可由实验指导教师操作、讲解,目的在于在有限的课时内让学生看到更多的水流现象。 有些实验演示可由学生自己操作,并仔细观察水流现象,体会其中之奥妙。 (二)单项型实验 单项型实验包括静水压强测定、渗流电模拟实验等,这些实验内容单一,实验仪器小巧精细,并自成系统,需要细心操作和反复量测。 为培养独立操作能力和认真细致的工作作风,实验分小组进行,每组2~3人,为克服仪器不足的不利条件,采用课外预约、多批次、多小组进行的方式。 课前要求认真预习。 (三)综合型实验 为了节约课时,提高效率,把以往分散的多个单项实验加以合理综合,分为有压管流综合实验和明渠水流综合实验两部分。 这些综合实验利用实验室原有的玻璃实验槽以及引进的有压管流和明渠水流多种实验仪进行。 该实验的主要内容有: 水位测针测水位,毕托管测流速,薄壁堰测流量,缓流、急流和水跃现象观测,共轭水深、水跃长度测定等。 利用一套设备一次进行多项目实验可大大节省时间(免去了多次开机抽水和稳定时间),还可一定程度上缓解了学生多、设备少的矛盾。 只要充分准备、合理安排就可以增加共用一套设备进行实验的学生数。 这项综合实验还可以作为一个断面模型使用,当讲到“相似原理和模型试验基础”后,可做为一个习题,把实验得到的数据按相似律换算为原型数据。 (四)设计研究型实验 以水力学整体模型试验作为设计型实验。 这个实验在水力学实验大厅和露天模型场进行,这是配合“相似原理和模型试验基础”一章的教学安排的。 根据某水利枢纽的试验任务,让学生结合本校实验室的实际条件(如实验场地、循环水设备等),通过实地勘测、调查,拟定实验方案,包括: 相似准则、模型范围、模型比尺的选定,模型设计和制作(要求画出模型的平面和高程布置图,做出2~3个有代表性的模型断面板等),实验仪器和设备的选定,拟定实验内容和实验步骤(包括记录表格的设计)等。 然后,在现有的模型(如水口水电站模型、棉花滩水电站模型等)上放水试验。 试验内容: 水位流量控制,水位流速量测 ,流态观测和描述等。 这项实验的意义在于: 在完成实验课的过程中,学生可以凭
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 最新文档水力学实验指导书精选word文档 15页 最新 文档 水力学 实验 指导书 精选 word 15