平面静水总压力的测定实验报告_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
平面静水总压力的测定实验报告
&&流体力学实验报告
阅读已结束，下载文档到电脑
想免费下载更多文档？
定制HR最喜欢的简历
你可能喜欢流体力学实验报告_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
流体力学实验报告
&&流体力学 相关实验
阅读已结束，下载文档到电脑
想免费下载更多文档？
定制HR最喜欢的简历
下载文档到电脑，方便使用
还剩3页未读，继续阅读
定制HR最喜欢的简历
你可能喜欢流体力学课程实验指导书_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
流体力学课程实验指导书
阅读已结束，下载文档到电脑
想免费下载本文？
定制HR最喜欢的简历
下载文档到电脑，方便使用
还剩18页未读，继续阅读
定制HR最喜欢的简历
你可能喜欢发布时间： 18:53:20
资源格式：DOC
内容详情：
剧，影响较远，消能率可达70%以上，但消能工的造价高。一般当1rF>13时，因底流消能工更昂贵，宜改用挑流或其他形式消能。四、实验方法与步骤1．测已有关固定常数。水力学实验622．打开进水阀门，并适当开启闸板，待上游水位稳定后，再调节尾门，分别使闸下发生水跃，即远驱式、临界式和淹没式水跃；仔细观察水跃现象，并分别绘出其示意图。3．调控进水阀门开度，使下游产生完全水跃，分别测记三角堰测针读数、共轭水深和跃长(测量共轭水深需用断面三点平均)。4．调节流量Q＝800～1000scm/3左右，闸板开度e＝0．5—1.0cm，同时调控阀门，使闸上水位在测针可读范围内最高，测记Fr1，观察1rF>9时的强水跃特征。5．适当调小e，使4.5<1rF<9，调节尾门使之形成稳定水跃。然后增大流量(至4000cm3／s左右)，调节开度e与尾门高度，依次形成摆动水跃、弱水跃、波状水跃。并观察其消能效果和流动特.五、实验成果及要求1.实验成果(1)以hgvFr??/11(1v为跃前断面平均流速)为横座标，hh???/?为纵座标，画出用计算公式求的理论曲线，和实验值相比较，并进行分析讨论。由图4可知实测值和理论值吻合较好。图4青海民族大学本科毕业设计63表1、水跃实验测计表三角堰测针读数0...
&&&&&&&&青海民族大学本科毕业设计不可压缩流体动量方程验证毕业论文前言.......................................................................................................................................1实验一伯努利方程实验.....................................................................................................1&&&&&&&&一、实验目的和要求.......................................................................................................2二、实验装置...................................................................................................................2三、实验原理...................................................................................................................4四、实验内容与方法.......................................................................................................4五、数据处理及成果要求...............................................................................................6六、注意事项...................................................................................................................9七、实验分析与讨论.......................................................................................................9实验二不可压缩流体动量方程验证...............................................................................10&&&&&&&&一、实验目的与要求.....................................................................................................10二、实验装置简介.........................................................................................................10三、实验原理.................................................................................................................12四、实验方法与步骤.....................................................................................................12五、实验记录与数据处理.............................................................................................13六、分析与思考题.........................................................................................................14实验三毕托管测速实验...................................................................................................15&&&&&&&&一、实验目的和要求.....................................................................................................15二、实验装置.................................................................................................................15三、实验原理.................................................................................................................16四、实验方法与步骤.....................................................................................................16五、实验结果及要求.....................................................................................................17六、实验分析与讨论.....................................................................................................19实验四雷诺实验.............................................................................................................20水力学实验&&&&&&&&一、.................................................................................................20二、实验装置...............................................................................................................20三、实验原理...............................................................................................................21四、实验内容与方法.................................................................................................22五、数据处理及成果要求.............................................................................................23六、分析思考题...........................................................................................................23七、注意事项...............................................................................................................24实验五文丘里流量计实验.................................................................................................25&&&&&&&&一、实验目的和要求.....................................................................................................25二、实验装置.................................................................................................................25三、实验原理...............................................................................................................26四、实验方法与步骤.....................................................................................................27五、实验成果.................................................................................................................27六、实验结果及分析.....................................................................................................28实验六管道沿程水头损失实验.....................................................................................29&&&&&&&&一、实验目的和要求...................................................................................................29二、实验装置.............................................................................................................29三、实验原理.............................................................................................................31四、实验内容与方法.................................................................................................32五、实验成果及要求.....................................................................................................32六、注意事项.............................................................................................................32实验七局部阻力损失实验.............................................................................................33&&&&&&&&一、实验目的要求.........................................................................................................34二、实验装置.................................................................................................................34三、实验原理.................................................................................错误！未定义书签。&&&&&&&&四、实验方法与步骤.....................................................................................................35五、实验报告要求.........................................................................................................36六、分析与思考题.........................................................................................................37实验八孔口管嘴出流实验...............................................................................................38青海民族大学本科毕业设计&&&&&&&&一、实验目的要求.........................................................................................................38二、实验装置.................................................................................................................38三、实验原理.................................................................................错误！未定义书签。&&&&&&&&四、实验方法与步骤.....................................................................................................39五、实验成果及要求.....................................................................................................40六、分析思考题.............................................................................................................41实验九平面静水总压力实验...............................................................................................42&&&&&&&&一、实验目的和要求.....................................................................................................42二、实验装置.................................................................................................................42三、实验原理.................................................................................................................44四、实验内容与方法.....................................................................................................45五、实验数据记录及处理.............................................................................................45六、分析思考题.............................................................................................................47七、注意事项...............................................................................................................47实验十水面曲线实验.......................................................................................................49&&&&&&&&一、实验目的要求.........................................................................................................49二、实验装置.................................................................................................................49三、实验原理...............................................................................................................49四、实验方法与步骤.....................................................................................................49五、实验成果及要求.....................................................................错误！未定义书签。&&&&&&&&六、分析思考题.............................................................................错误！未定义书签。&&&&&&&&实验十一堰流实验...........................................................................................................50&&&&&&&&一、实验目的和要求.....................................................................................................52二、实验原理.................................................................................................................52三、实验仪器设备的组合形式.....................................................................................53四、实验方法与步骤.....................................................................................................54五、实验成果及要求.....................................................................................................55六、分析思考题.............................................................................................................58实验十二水跃实验...........................................................................................................59水力学实验&&&&&&&&一、实验目的要求.......................................................................................................59二、实验设备.................................................................................................................59三、实验原理.................................................................................................................60四、实验方法与步骤.....................................................................................................61五、实验成果及要求.....................................................................................................62六、分析与思考题.........................................................................................................65实验十三消能池实验.........................................................................................................66&&&&&&&&一、实验目的要求.........................................................................................................66二、实验设备.................................................................................................................66三、实验原理.................................................................................................................66四、实验方法与步骤.....................................................................................................68五、实验成果及要求.....................................................................................................69六、实验分析与思考题.................................................................................................71实验十四消能坎(墙)实验................................................................................................72&&&&&&&&一、实验目的要求.........................................................................................................72二、实验设备.................................................................................................................72三、实验原理.................................................................................................................72四、实验方法与步骤.....................................................................................................73五、实验成果及要求.....................................................................................................74六、实验分析与思考题.................................................................................................76实验十五挑流消能实验...................................................................................................77&&&&&&&&一、实验目的与要求.....................................................................................................77二、实验装置.................................................................................................................77三、实验原理.............................................................................................................78四、实验方法与步骤.................................................................................................79五、实验成果及要求...................................................................................................79六、实验分析与思考题.................................................................................................81实验十六单泵特性曲线测定实验.................................................................................82&&&&&&&&一、实验目的与要求.....................................................................................................82青海民族大学本科毕业设计二、仪器简介.................................................................................................................82三、实验原理.................................................................................................................82四、实验步骤与方法.....................................................................................................84五、实验成果及要求.....................................................................................................85六、试验分析与计论.....................................................................................................86实验十七双泵串联实验.....................................................................................................88&&&&&&&&一、实验目的与要求.....................................................................................................88二、仪器简介.................................................................................................................88三、实验原理.................................................................................................................88四、实验步骤与方法.....................................................................................................89五、实验成果及要求.....................................................................................................90六、试验分析与计论.....................................................................................................90实验十八双泵并联实验.....................................................................................................93&&&&&&&&一、实验目的与要求.....................................................................................................93二、仪器简介.................................................................................................................93三、实验原理.................................................................................................................93四、实验步骤与方法.....................................................................................................94五、实验成果及要求.....................................................................................................95六、试验分析与思考题.................................................................................................95致谢.....................................................................................................................................98参考文献.................................................................................................................................99青海民族大学本科毕业设计1前言毕业设计是大学本科教学计划中最后一个重要的教学环节，是对自身综合应用所学的水利水电基础理论的培养，也是进行水利水电工程设计或科学研究的综合训练，是前面各个教学环节的继续、深化和拓宽，是培养自身综合素质和工程实践能力的重要阶段。&&&&&&&&毕业设计的目的在于所学专业的综合训练，有利于向工作岗位过渡。&&&&&&&&本次设计题目是《水力学实验》要求利用我院实验室新进的所有水力学实验设备，完成包括伯努利实验、不可压缩流体恒定流动量定律实验、毕托管实验、雷诺实验、文丘里流量计实验、沿程水头损失实验、局部水头损失实验、孔口与管嘴出流实验、平面上的静水总压力测量实验、水面曲线实验、堰流实验、水跃实验、消能池实验、消能坎实验、挑流消能实验、单泵泵特性曲线、双泵泵特性曲线等实验的实验操作和数据记录处理，并完成实验报告。&&&&&&&&限于时间和经验等方面的原因，在设计中难免有不尽合理和完善之处，敬请指正。&&&&&&&&水力学实验2实验一伯努利方程实验&&&&&&&&一、实验目的和要求1.通过定性分析实验，提高对动水力学诸多水力现象的实验分析能力；2.通过定量测量实验，进一步掌握有压管流中动水力学的能量转换特性，验证流体恒定总流的伯努利方程，掌握测压管水头线的实验测量技能与绘制方法；二、实验装置1．实验装置简图实验装置及各部分名称如图1所示。&&&&&&&&789图1伯努利方程实验装置图1.自循环供水器2.实验台3.可控硅无级调速器3.溢流板5.稳水孔板6.恒压水箱7.实验管道8.测压点①-○199.弯针毕托管10.测压计11.滑动测量尺12.测压管①-○1913.实验流量调节阀14.回水漏斗15.稳压筒16.传感器17.智能化数显流量仪2．装置说明&&&&&&&&（1）流量测量——智能化数显流量仪151617青海民族大学本科毕业设计3智能化数显流量仪系统包括实验管道内配套流量计、稳压筒15、高精密传感器16和智能化数显流量仪17（含数字面板表及A/D转换器）。&&&&&&&&该流量仪为管道式瞬时流量仪，测量精度一级。&&&&&&&&流量仪的使用方法，需先排气调零，待水箱溢流后，间歇性全开、全关管道出水阀13数次，排除连通管内气泡。&&&&&&&&再全关阀13，待稳定后将流量仪调零。&&&&&&&&测流量时，水流稳定后，流量仪所显示的数值即为瞬时流量值。&&&&&&&&(2)测流速——弯针管毕托管弯针管毕托管用于测量管道内的点流速。&&&&&&&&为减小对流场的干扰，本装置中的弯针直径为?1.6?1.2mm（外径?内径）。&&&&&&&&实验表明只要开孔的切平面与来流方向垂直，弯针管毕托管的弯角从90?-180?均不影响测流速精度，如图2所示。&&&&&&&&(3)本仪器测压点有两种：1)毕托管测压点，图1中标号为①、⑥、⑧、○12、○14、○16、○18（后述加*表示），与测压计的测压管连接后，用以测量毕托管探头对准点的总水头值，近似替代所在断面的平均总水头值，可用于定性分析，但不能用于定量计算；2)普通测压点，图1中标号为②、③、④、⑤、⑦、⑨、⑩、○1&&&&&&&&1、○13、○15、○17、○19，与测压计的测压管连接后，用以测量相应测点的测压管水头值。&&&&&&&&(4)测点⑥*、⑦所在喉管段直径为d2，测点○16*、○17所在扩管段直径为d3，其余直径均为d1。&&&&&&&&uuu迎流面开小孔管端封闭图2弯针管毕托管类型水力学实验43．基本操作方法&&&&&&&&（1）测压管与稳压筒的连通管排气。&&&&&&&&打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流，间歇性全开、全关管道出水阀13数次，直至连通管及实验管道中无气泡滞留即可。&&&&&&&&再检查调节阀关闭后所有测压管水面是否齐平，如不平则需查明故障原因（例连通管受阻、漏气或夹气泡等）并加以排除，直至调平。&&&&&&&&（2）恒定流操作。&&&&&&&&全开调速器，此时水箱保持溢流，阀门13开度不变情况下，实验管道出流为恒定流。&&&&&&&&（3）非恒定流操作调速器开、关过程中，水箱6无溢流情况下，实验管道出流为非恒定流。&&&&&&&&（4）流量测量。&&&&&&&&实验流量用阀13调节，记录智能化数显流量仪的流量值。&&&&&&&&三、实验原理1．伯努利方程。&&&&&&&&在实验管路中沿管内水流方向取n个过水断面，在恒定流动时，可以列出进口断面&&&&&&&&（1）至另一断面(i)的伯努利方程式(i=2,3…,n)iiiiippzzhgggg???????????vv取?1＝?2＝?n…＝1，选好基准面，从已设置的各断面的测压管中读出pzg??值，测出通过管路的流量，即可计算出断面平均流速v及22g?v，从而可得到各断面测管水头和总水头。&&&&&&&&2．过流断面性质。&&&&&&&&均匀流或渐变流断面流体动压强符合静压强的分布规律，即在同一断面上pzCg???，但在不同过流断面上的测压管水头不同，1212ppzzgg?????；急变流断面上pzCg???。&&&&&&&&四、实验内容与方法1．定性分析实验&&&&&&&&（1）验证同一静止液体的测压管水头线是根水平线。&&&&&&&&阀门全关，稳定后，实验显示各测压管的液面连线是一根水平线。&&&&&&&&而这时的滑尺读青海民族大学本科毕业设计5数值就是水体在流动前所具有的总能头。&&&&&&&&(2)观察不同流速下，某一断面上水力要素变化规律。&&&&&&&&以测点⑧*、⑨所在的断面为例，测管⑨的液面读数为该断面的测压管水头。&&&&&&&&测管⑧*连通毕托管，显示测点的总水头。&&&&&&&&实验表明，流速越大，水头损失越大，水流流到该断面时的总水头越小，断面上的势能亦越小。&&&&&&&&(3)验证均匀流断面上，动水压强按静水压强规律分布。&&&&&&&&观察测点②和③，尽管位置高度不同，但其测压管的液面高度相同，表明pzCg???。&&&&&&&&(4)观察沿流程总能坡线的变化规律。&&&&&&&&加大开度，使接近最大流量，若稳定后各测管水位如图3所示，图中A-A为管轴线。&&&&&&&&7181900AAA水箱液面图3测压管水位示例纵观带毕托管的测点①*、⑥*、⑧*、○12*、○14*、○16*、○18*的测管水位（实验时可加入雷诺实验用的红色水，使这些管呈红色，如图3中以较深颜色表示的测压管），可见各测管的液面沿流程是逐渐降低而没有升高的，表明总能量沿流程只会减少，不会增加，能量损失是不可能逆转的。&&&&&&&&(5)观察测压管水头线的变化规律。&&&&&&&&总变化规律：纵观测压点②、④、⑤、⑦、⑨、○13、○15、○17、○19的测压管水位，可见沿流程有升也有降，表明测压管水头线沿流程可升也可降。&&&&&&&&沿程水头损失：从②、④、⑤点可看出沿程水头损失的变化规律，等径管道上，距离相等，沿程损失相同。&&&&&&&&水力学实验6势能与动能的转换：以测点⑤、⑦、⑨为例，测点所在流段上高程相等，管径先收缩后扩大，流速由小增大再减小。&&&&&&&&测管⑤到测管⑦的液位发生了陡降，表明水流从测点⑤断面流到测点⑦断面时有部分压力势能转化成了流速动能。&&&&&&&&而测管⑦到测管⑨测管水位回升了，这正和前面相反，说明有部分动能又转化成了压力势能。&&&&&&&&这就清楚验证了动能和势能之间是可以互相转化的，因而是可逆的。&&&&&&&&位能和压能的转换：以测点⑨与○15所在的两断面为例，由于二断面的流速水头相等，测点⑨的位能较大，压能（测管液位离管轴线的高度）很小，而测点○15的位能很小，压能却比⑨点大，这就说明了水流从测点⑨断面流到测点○15断面的过程中，部分位能转换成了压能。&&&&&&&&(6)利用测压管水头线判断管道沿程压力分布。&&&&&&&&测压管水头线高于管轴线，表明该处管道处于正压下；测压管水头线低于管轴线，表明该处管道处于负压下，出现了真空。&&&&&&&&高压和真空状态都容易使管道破坏。&&&&&&&&实验显示（参图3），测点⑦的测管液面低于管轴线，说明该处管段承受负压（真空）；测压管⑨的液位高出管轴线，说明该处管段承受正压。&&&&&&&&2.定量分析实验——伯努利方程验证与测压管水头线测量分析实验实验方法与步骤：在恒定流条件下改变流量2次，其中一次阀门开度大到使○19号测管液面接近可读数范围的最低点，待流量稳定后，测记各测压管液面读数，同时测记实验流量（毕托管测点供演示用，不必测记读数）。&&&&&&&&实验数据处理与分析参考第五部分内容。&&&&&&&&五、数据处理及成果要求1．记录有关信息及实验常数实验设备名称：伯努利方程试验仪实验台号：No2均匀段d1=1.38cm喉管段d2=1.03cm扩管段d3=2.00cm（基准面选在标尺的零点上）2．实验数据记录及计算结果青海民族大学本科毕业设计7表1管径记录表注：&&&&&&&&（1）测点6、7所在断面内径为d2,测点16、17为d3,余均为d1。&&&&&&&&（2）标“*”者为毕托管测点（测点编号见图1）。&&&&&&&&（3）测点2、3为直管均匀流段同一个断面上的两个测压点，10、11位弯管非均匀流段同一断面上的两个测点表2测压管水头hi，流量测记表（其中iiiphzg???，单位cm，i为测点编号）测点编号①*②③④⑤⑥*⑦⑧*⑨⑩○11○12*○13○14*○15○16*○17○18*○19管径d/cm1.381.381.381.381.031.381.381.381.3821.38实验次数h2h3h4h5h7h9h10h11h13h15h17h19qV/(cm3/s)148.748.648.648.548.148.248.7.947.726.47.946.146.646.646.146.245.545.745.149..144.836.939.139.236.937.535..5水力学实验8表3计算数值表&&&&&&&&（1）流速水头(2)总水头Hi管径d/cm111VqVt??26.9/(cm3/s)222VqVt??49.6/(cm3/s)222VqVt??106.5/(cm3/s)A/cm2v/(cm/s)22gv/cmA/cm2v/(cm/s)22gv/cmA/cm2v/(cm/s)22gv/cm1.381....030...2.003.148.570.043..实验次数H2H4H5H7H9H13H15H17H19Vq/(cm3/s)148.48.47.26.48.46.45.47.41.36..5青海民族大学本科毕业设计93．成果要求&&&&&&&&（1）回答定性分析实验中的有关问题。&&&&&&&&(2)计算流速水头和总水头。&&&&&&&&见表3六、注意事项1.各自循环供水实验均需注意：计量后的水必须倒回原实验装置的水斗内，以保持自循环供水（此注意事项后述实验不再提示）。&&&&&&&&2.稳压筒内气腔越大，稳压效果越好。&&&&&&&&但稳压筒的水位必须淹没连通管的进口，以免连通管进气，否则需拧开稳压筒排气螺丝提高筒内水位；若稳压筒的水位高于排气螺丝口，说明有漏气，需检查处理。&&&&&&&&3.传感器与稳压筒的连接管要确保气路通畅，接管及进气口均不得有水体进入，否则需清除。&&&&&&&&4.智能化数显流量仪开机后需预热3~5分钟。&&&&&&&&七、实验分析与讨论1．流量增加，测压管水头线线有何变化？为什么？答：有如下两个变化：&&&&&&&&（1）流量增加，测压管水头线，总降落趋势更显著。&&&&&&&&这是因为测压管水头这22222gAQEgEpZHp????????，管道过流断面面积A为定值时，Q增大，g22?就增大，而且随流量的增加阻力损失也增大，管道任一过水断面上的总水头E相应减小，故的减小更加显著。&&&&&&&&（2）测压管水头线的起落变化更为显著。&&&&&&&&因为对于两个不同直径的相应过水断面有gAQAAgAQgAQAQggpzHP2)1(22????????????????????式中为两个断面之间的损失系数。&&&&&&&&管中水流为紊流时，接近于常数，又管道断面为定值，故Q增大，H亦增大。&&&&&&&&水力学实验10实验二不可压缩流体动量方程验证&&&&&&&&一、实验目的与要求1.验证不可压缩流体恒定流的动量方程；2.通过对动量与流速、流量、出射角度、动量距等因素间相关性的分析研讨,进一步掌握流体动力学的动量守恒定理；3.了解活塞式动量定律实验仪原理构造，进一步启发与培养创造性思维的能力。&&&&&&&&二、实验装置简介本实验的装置如图1所示。&&&&&&&&图1动量定律实验装置图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.恒压水箱；6.管嘴；7.集水箱；8.带活塞的测压管；9.带活塞和翼片的抗冲平板；10.上回水管。&&&&&&&&自循环供水装置1由离心式水泵和蓄水箱组合而成。&&&&&&&&水泵的开启、流量大小的调节均由调速器3控制。&&&&&&&&水流经供水管供给恒压水箱5，溢流水经回水管流回蓄水箱。&&&&&&&&流经管嘴6的水流形成射流，冲击带活塞和翼片的抗冲平板9，并以与入射角成90&#176;的方向离开抗冲平板。&&&&&&&&抗冲平板在射流冲力和测压管8中的水压力作用下处于平衡状态。&&&&&&&&活塞青海民族大学本科毕业设计11形心水深ch可由测压管8测得，由此可求得射流的冲力，即动量力F。&&&&&&&&冲击后的弃水经集水箱7汇集后，再经上会水管10流出，最后经漏斗和下回水管流回蓄水箱。&&&&&&&&为了自动调节测压管内的水位，以使带活塞的平板受力平衡并减小摩檫阻力对活塞的影响，本实验装置应用了自动控制的反馈原理和动摩檫减阻技术，其构造如下：带活塞和翼片的抗冲平板9和带活塞套的测压管8如图2所示，该图是活塞退出活塞套时的分部件示意图。&&&&&&&&活塞中心设有一细导水管a，进口端位于平板中心，出口端伸出活塞头部，出口方向与轴向垂直。&&&&&&&&在平板上设有翼片b，活塞套上设有窄槽c。&&&&&&&&图2图3工作时，在射流冲击力作用下，水流经导水管a向测压管内加水。&&&&&&&&当射流冲击力大于测压管内水柱对活塞的压力时，活塞内移，窄槽c关小，水流外溢减少，使测压管内水位升高，水压力增大。&&&&&&&&反之，活塞外移，窄槽开大，水流外溢增多，测管内水位降低，水压力减小。&&&&&&&&在恒定射流冲击下，经短时段的自动调整，即可达到射流冲击力和水压力的平衡状态。&&&&&&&&这时活塞处在半进半出、窄槽部分开启的位子上，过a流进测压管的水量和过c外溢的水量相等。&&&&&&&&由于平板上设有翼片b，在水流冲击下，平板带动活塞旋转，因而克服了活塞在沿轴向滑移时的静摩擦力。&&&&&&&&为验证本装置的灵敏度，只要在实验中的恒定流受力平衡状态下，人为地增减测压管中的液位高度，可发现即使改变量不足总液柱高度的&#177;5‰（约0.5～1mm），活塞在旋转下亦能有效地克服动摩擦力而作轴向位移，开大或减小窄槽c，使过高的水位降低或过低的水位提高，恢复到原来的平衡状态。&&&&&&&&这表明该装置的灵敏度高达0.5%，亦即水力学实验12活塞轴向动摩擦力不足总动量力的5‰。&&&&&&&&三、实验原理恒定总流量方程为??2211FQ???????取脱离体如图3所示,因滑动摩擦阻力水平分力xf＜0.5%xF,可忽略不计,故x方向的动量方程化为)0(4112xccxvQDhApF??????????即21104xcQhD???????式中：ch——作用在活塞形心处的水深；D——活塞的直径；Q——射流流量xv1——射流的速度；1?——动量修正系数实验中，在平衡状态下，只要测得流量Q和活塞形心水深ch，由给定的管嘴直径d和活塞直径D，代入上式，便可率定射流的动量修正系数1?值，并验证动量定律。&&&&&&&&其中，测压管的标尺零点已固定在活塞的园心处，因此液面标尺读数，即为作用在活塞园心处的水深。&&&&&&&&四、实验方法与步骤1.准备熟悉实验装置各部分名称、结构特征、作用性能，记录有关常数。&&&&&&&&2.开启水泵打开调速器开关，水泵启动2～3分钟后，关闭2～3秒钟，以利用回水排除离心式水泵内滞留的空气。&&&&&&&&3.调整测压管位置待恒压水箱满顶溢流后，松开测压管固定螺丝，调整方位，青海民族大学本科毕业设计13要求测压管垂直、螺丝对准十字中心，使活塞转动松快。&&&&&&&&然后旋转螺丝固定好。&&&&&&&&4.测读水位标尺的零点已固定在活塞园心的高程上。&&&&&&&&当测压管内液面稳定后，记下测压管内液面的标尺读数，即ch值。&&&&&&&&5.测量流量用体积或重量法则流量时，每次时间要求大于20秒，若用电测仪测量时，则须在仪器量程范围内。&&&&&&&&均需重复测三次再取均值.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02?xv对xF的影响取下平板活塞，使水流冲击到活塞套内，调整好位置，使反射水流的回射角度一致，记录回射角度的目估值、测压管作用水深ch和管嘴作用水头0H。&&&&&&&&五、实验记录与数据处理1.记录有关常数。&&&&&&&&实验装置台号No1管嘴内径d=1.205cm活塞直径D=1.995cm表1设计实验参数记录、计算表测次管嘴作用水头H0(cm)活塞作用水头Hc(cm)流量Q(3cm)流速v(scm/)动量力F(N)动量修正系数&#223;6..29..02..56..28..01..56..28..0&&&&&&&&1....581...471...351...581...471...361.01?=1.02水力学实验14六、分析与思考题&&&&&&&&1、实测β与公认值(β=1.02～1.05)符合与否？如不符合，试分析原因。&&&&&&&&答：实测β=1.02与公认值符合良好。&&&&&&&&(如不符合，其最大可能原因之一是翼轮不转致。&&&&&&&&)青海民族大学本科毕业设计15实验三毕托管测速实验&&&&&&&&一、实验目的和要求1.通过对管嘴淹没出流点流速及点流速系数的测量，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1所示。&&&&&&&&图1毕托管实验装置图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（滑尺）；12.上回水管。&&&&&&&&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10的测压管&&&&&&&&1、2用以测量低水箱位置水头，测压管3、4用以测量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。&&&&&&&&水力学实验16图2毕托管结构示意图三、实验原理图3毕托管测速原理图hkhgcu????2gck2?式中：u——毕托管测点处的点流速；c——毕托管的校正系数；h?——毕托管全压水头与静水压头差。&&&&&&&&Hgu???2?联解上两式可得Hhc????/?式中：u——测点处流速，由毕托管测定；??——测点流速系数；H?——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，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)将毕托管对准青海民族大学本科毕业设计17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，必须重新排气。&&&&&&&&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，使溢流量适中，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）分别沿垂向和沿流向改变测点的位置，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、实验结果及要求实验装置台号NO3校正系数c=0.99k=44.12sm/5.0水力学实验18表1实验记录表格实验次数上、下游水位计毕托管测压计测点流速hku??(cm/s)测点流速系数Hhc?????h1(cm)h2(cm)H?(cm)h3(cm)h4(cm)h?(cm)136.615.321.336.515.321.231.215.216.031.215.315.325.815.210.625.715.210.547.40..221.236.415.221.531.215.216.03&&&&&&&&1.115.315.625.815.210.625.615.210.736.415.221.236.415.221.831.015.115.931.015.315.925.715.210.525.615.210..236.415.221.113&&&&&&&&1.115.215.93&&&&&&&&1.115.315..625.615.310..236.415.221..03&&&&&&&&1.115.215..625.715.310.画出管嘴淹没射流速度分布：BABud(CM)OriginPro8EvaluationOriginPro8EvaluationOriginPro8EvaluationOriginPro8EvaluationOriginPro8EvaluationOriginPro8EvaluationOriginPro8EvaluationOriginPro8EvaluationOriginPro8EvaluationOriginPro8EvaluationOriginPro8EvaluationOriginPro8Evaluation图2画出管嘴淹没射流速度分布由图2可看出，成抛物线分布，结果准确。&&&&&&&&青海民族大学本科毕业设计19六、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？答：毕托管、测压管及其连通管只有充满被测液体，即满足连续条件，才有可能测得真值，否则如果其中夹有气柱，就会使测压失真，从而造成误差。&&&&&&&&误差值与气柱高度和其位置有关。&&&&&&&&对于非堵塞性气泡，虽不产生误差，但若不排除，实验过程中很可能变成堵塞性气柱而影响量测精度。&&&&&&&&检验的方法是毕托管置于静水中，检查分别与毕托管全压孔及静压孔相连通的两根测压管液面是否齐平。&&&&&&&&如果气体已排净，不管怎样抖动塑料连通管，两测管液面恒齐平。&&&&&&&&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？答：h?小于H?，本实验在管嘴淹没出流的轴心处测得过程中有能量损失，但甚微。&&&&&&&&3.所测的流速系数?′说明了什么？答：实验存在一定的误差，但误差很小。&&&&&&&&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？如何确定毕托管的矫正系数c？答：若以激光测速仪测得的流速为真值u，则有?′为0.996，而毕托管测得的该点流速为208.6cm/s，精度还行，则欲率定毕托管的修正系数，则可令C=0.996/1.023=0.97。&&&&&&&&水力学实验20实验四雷诺实验1.观察层流、湍流的流态及其转换过程；2.测定临界雷诺数，掌握园管流态判别准则；3.学习应用量纲分析法进行实验研究的方法，确定非圆管流的流态判别准数。&&&&&&&&二、实验装置1．实验装置简图实验装置及各部分名称如图1所示。&&&&&&&&图1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10.稳压筒11.传感器12.智能化数显流量仪2.装置说明与操作方法供水流量由无级调速器调控，使恒压水箱4始终保持微溢流的程度，以提高进口前水体稳定度。&&&&&&&&本恒压水箱设有多道稳水隔板，可使稳水时间缩短到3-5分钟。&&&&&&&&有色水经有色水水管5注入实验管道8，可据有色水散开与否判别流态。&&&&&&&&为防止自循环水污染，青海民族大学本科毕业设计21有色指示水采用自行消色的专用色水。&&&&&&&&实验流量由调节阀9调节。&&&&&&&&流量由智能化数显流量仪测量，使用时须先排气调零，所显示为一级精度瞬时流量值，详见伯努利方程实验。&&&&&&&&水温由数显温度计测量显示。&&&&&&&&三、实验原理1883年,雷诺(OsborneReynolds)采用类似于图1所示的实验装置，观察到液流中存在着层流和湍流两种流态：流速较小时，水流有条不紊地呈层状有序的直线运动，流层间没有质点混掺，这种流态称为层流；当流速增大时，流体质点作杂乱无章的无序的直线运动，流层间质点混掺，这种流态称为湍流。&&&&&&&&雷诺实验还发现存在着湍流转变为层流的临界流速cv，cv与流体的粘性、园管的直径d有关。&&&&&&&&若要判别流态，就要确定各种情况下的cv值，需要对这些相关因素的不同量值作出排列组合再分别进行实验研究，工作量巨大。&&&&&&&&雷诺实验的贡献不仅在于发现了两种流态，还在于运用量纲分析的原理，得出了量纲为一的判据——雷诺数Re，使问题得以简化。&&&&&&&&量纲分析如下：因c(,)fd??v根据量纲分析法有12cckd????v其中kc是量纲为一的数。&&&&&&&&写成量纲关系为12121[LT][LT][L]?????由量纲和谐原理，得?1=1，?2=-1。&&&&&&&&即cckd??vccdk??v雷诺实验完成了管流的流态从湍流过度到层流时的临界值kc值的测定，以及是否为常数的验证，结果表明kc值为常数。&&&&&&&&于是，量纲为一的数?vd便成了适合于任何管径，任何牛顿流体的流态由湍流转变为层流的判据。&&&&&&&&由于雷诺的贡献，?vd定名为雷诺数Re。&&&&&&&&于是有4πVVqdReKqd?????v水力学实验22式中：v为流体流速；?为流体运动粘度；d为圆管直径；vq为圆管内过流流量；K为计算常数，dk??4?。&&&&&&&&当流量由大逐渐变小，流态从湍流变为层流，对应一个下临界雷诺数Rec，当流量由零逐渐增大，流态从层流变为湍流，对应一个上临界雷诺数'ecR。&&&&&&&&上临界雷数受外界干扰，数值不稳定，而下临雷诺数Rec值比较稳定，因此一般以下临界雷诺数作为判别流态的标准。&&&&&&&&雷诺经反复测试，得出圆管流动的下临界雷诺数Rec值为2300。&&&&&&&&工程上，一般取Rec=2000。&&&&&&&&当Re&Rec时，管中液流为层流；反之为湍流。&&&&&&&&对于非圆管流动，雷诺数可以表示为?vRRe?式中?/AR?；R为过流断面的水力半径；A为过流断面面积；为湿周（过流断面上液体与固体边界接触的长度）。&&&&&&&&以水力半径作为特征长度表示的雷诺数也称为广义雷诺数。&&&&&&&&四、实验内容与方法1．定性观察两种流态。&&&&&&&&启动水泵供水，使水箱溢流，经稳定后，微开流量调节阀，打开颜色水管道的阀门，注入颜色水，可以看到圆管中颜色水随水流流动形成一直线状，这时的流态即为层流。&&&&&&&&进一步开大流量调节阀，流量增大到一定程度时，可见管中颜色水发生混掺，直至消色。&&&&&&&&表明流体质点已经发生无序的杂乱运动，这时的流态即为湍流。&&&&&&&&2．测定下临界雷诺数先调节管中流态呈湍流状，再逐步关小调节阀，每调节一次流量后，稳定一段时间并观察其形态，当颜色水开始形成一直线时，表明由湍流刚好转为层流，此时管流即为下临界流动状态。&&&&&&&&测定流量，记录数显温度计所显示的水温值，即可得出下临界雷诺数。&&&&&&&&注意，接近下临界流动状态时，流量应微调，调节过程中流量调节阀只可关小、不可开大。&&&&&&&&3．测定上临界雷诺数先调节管中流态呈层流状，再逐步开大调节阀，每调节一次流量后，稳定一段时间并观察其形态，当颜色水开始散开混掺时，表明由层流刚好转为湍流，此时管流即为上临界流动状态。&&&&&&&&记录智能化数显流量仪的流量值和水温，即可得出上临界雷诺数。&&&&&&&&注意，青海民族大学本科毕业设计23流量应微调，调节过程中流量调节阀只可开大、不可关小。&&&&&&&&五、数据处理及成果要求1．记录有关信息及实验常数实验设备名称：雷诺实验仪实验台号：N0.2管径d=1.4cm，水温t=16.8oC运动粘度420.370.000221tt??????)(2sm=0.01scm/2计算常数K=84.213/cms2．实验数据记录及计算结果表1雷诺实验记录计算表注：颜色水形态指：稳定直线，稳定略弯曲，直线摆动，直线抖动，断续，完全散开等。&&&&&&&&六、分析思考题1．为何认为上临界雷诺数无实际意义，而采用下临界雷诺数作为层流与湍流的判据？答：&&&&&&&&（1）上临界雷诺数不稳定,变化范围大,下临界雷诺数比较稳定,约为2320。&&&&&&&&工程中一般采用2320做为层流、紊流的分界。&&&&&&&&(2)因为上临界雷诺数不稳定，变化范围大，为，而下临界雷诺数却比较稳定，约为2320，因此认为上临界雷诺数无实际意义，而采用下临界雷诺数作为层流与紊流的判据2．试结合紊动机理实验的观察，分析由层流过渡到湍流的机理。&&&&&&&&实验次序颜色水线形状流量Vq(cm3/s)雷诺数Re阀门开度增(?)或减(?)备注1稳定直线24.减（↓）2完全散开8&&&&&&&&1.增（↑）3稳定直线24.减（↓）4完全散开79.增（↑）5稳定直线22.减（↓）6完全散开74.增（↑）实测下临界雷诺数（平均值）cRe=2255.1水力学实验24答：从紊动机理实验的观察可知，异重流（分层流）在剪切流动情况下，分界面由于扰动引发细微波动，并随剪切流动的增大，分界面上的波动增大，波峰变尖，以至于间断面破裂而形成一个个小旋涡。&&&&&&&&使流体质点产生横向紊动。&&&&&&&&正如在大风时，海面上波浪滔天，水气混掺的情况一样，这是高速的空气和静止的海水这两种流体的界面上，因剪切流动而引起的界面失稳的波动现象。&&&&&&&&由于园管层流的流速按抛物线分布，过流断面上的流速梯度较大，而且因壁面上的流速恒为零。&&&&&&&&相同管径下，如果平均流速越大，则梯度越大，即层间的剪切流速越大，于是就容易产生紊动。&&&&&&&&紊动机理实验所见到的波动破裂旋涡质点紊动等一系列现象，便是流态从层流转变成紊流的过程显示。&&&&&&&&七、注意事项1．为使实验过程中始终保持恒压水箱内水流处于微溢流状态，应在调节流量调节阀后，相应调节可控硅调速器，改变水泵的供水流量。&&&&&&&&2．实验中不要推、压实验台，以防水体受到扰动。&&&&&&&&青海民族大学本科毕业设计25实验五文丘里流量计实验&&&&&&&&一、实验目的和要求1.学会使用测压计与U型差压计的测量原理。&&&&&&&&2.掌握文丘里流量计测量流量的原理与方法。&&&&&&&&3.掌握文丘里流量计测定流量系数的方法。&&&&&&&&二、实验装置1.仪器装置简图图1文丘里流量计实验装置图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.溢流板6.稳水孔板7.文丘里实验管段8.测压计气阀9.测压计10.滑尺11.多管压差计12.实验流量调节阀水力学实验26三、实验原理我们知道,如果能求得任一断面的流速v,然后乘以面积A,即可求得流量Q。&&&&&&&&如图三所示,对于文丘里管前断面及喉管处,处于该两处面积分别为1A、2A只要测得该两处流速v,便可测得流量Q?。&&&&&&&&为此,我们可根据能量方程式和连续性方程式对该两断面立方程求解。&&&&&&&&取管轴线为基准,并且不计阻力作用时gvpgvp+2222221??????001&&&&&&&&（1）2211vAvAQ??即dvdvππ?(2)由式&&&&&&&&（1）、(2)可解得124211??)(ddh/gv?因此hkddhgdvAQ??????1)(/'π(3)1244221??)(dd/gdπk1(4)(3)、(4)式中：h为两断面测压管水头差；k为文丘里流量计常数,对给定管径是常数。&&&&&&&&然而，由于阻力的存在,实际通过的流量Q恒小于实验所测得的流量'Q。&&&&&&&&今引入一个无量纲系数?='QQ(称为流量系数),对计算所得流量值进行修正。&&&&&&&&即hk?????Q'Q(5)另由静水力学基本方程可得气—水多管压差计的h为4321hhhhh????在做本实验时,通过实验测得流量'Q及水头差h?,据此,我们便可以测得此时文丘里管的流量系数青海民族大学本科毕业设计27hk??/Q?四、实验方法与步骤认真阅读实验目的要求、实验原理和注意事项，了解用压差计测压差和用电测仪测流量的原理和步骤。&&&&&&&&&&&&&&&&1、记录设备编号、水温及有关常数。&&&&&&&&2、做好准备工作后，启动水泵给水箱充水并保持溢流状态，使水位恒定。&&&&&&&&3、检查下游阀门全开时，比压计测管水面是否持平，如不平，则需排气调平。&&&&&&&&4、实验流量调节：从最大流量开始，顺次减小阀门开度。&&&&&&&&待水流稳定后，测读比压计读数及测读流量。&&&&&&&&顺序进行8个测点以上。&&&&&&&&5、本实验配有计算机自动量测系统，可实现率定过程中压差和流量的数据自采及处理。&&&&&&&&6、检查数据记录是否缺漏？是否有某组数据明显地不合理？若有此情况，进行补正。&&&&&&&&五、实验成果有关常数：水温C&&&&&&&&1.16T??进口直径cmd400.11?scmK5.267.17?喉道直径cmd705.02?水力学实验28表1记录及计算表次数测压管读数h?（cm）实际流量（cm3/s）理论流量（cm3/s）理实QQ??1h（cm）2h（cm）3h（cm）4h（cm）140.429.732.937.26.444.044.70..334.335.412.059.861.20..735.034.514.966.068.20..935.733.717.972.174.70..637.132.023.482.785.40..937.83&&&&&&&&1.126.488.590.80..938.829.930.595.097.60..439.329.332.598.946.423.039.928.734...941.826.142...142.525.345...243.424.149...744.123.152...545.121.756...649.016.773..976六、实验结果及分析1.为什么实际流量与理论流量不相等？何者大？答：因为理论计算时未考虑到水头损失，而实际液体流动有水头损失，故实际流体流量小于理论的流量。&&&&&&&&2.文丘里流量计中，影响流量系数的大小的因素有哪些？答：实际流量的大小、复试差压计读数的大小。&&&&&&&&青海民族大学本科毕业设计29实验六管道沿程水头损失实验&&&&&&&&一、实验目的和要求1．学会测定管道沿程水头损失因数?和管壁粗糙度?的方法；2．分析园管恒定流动的水头损失规律、?随雷诺数Re变化的规律，验证沿程水头损失hf与平均流速v的关系。&&&&&&&&二、实验装置1．实验装置简图实验装置及各部分名称如图1所示。&&&&&&&&K①②6①②③④图1沿程水头损头实验装置图1.自循环高压恒定全自动供水器2.实验台3.回水管4.压差计5.滑动测量尺6.稳压筒17.实验管道8.压差数显仪9.压差传感器10.测压点11.实验流量调节阀12.供水管及供水阀13.旁通管及旁通阀14.稳压筒15.流量传感器16.智能流量数显仪2．装置说明&&&&&&&&（1）水泵与稳压器。&&&&&&&&自循环高压恒定全自动供水器1由水泵、压力自动限制开关、气—水压力罐式稳压器等组成。&&&&&&&&压力超高时能自动停机，过低时能自动开机。&&&&&&&&为避免因水泵直接向实验管道供水而造成的压力波动等影响，水泵的供水是先进入稳压器的压力罐，经稳压后再送向实验管道。&&&&&&&&(2)旁通管与旁通阀。&&&&&&&&由于供水泵设有压力自动限制开关，在供小流量时因压水力学实验30力过高，水泵可能出现断续关闭的现象，为此设有旁通管与旁通阀13，在小流量实验时，通过旁通管分流可使水泵持续稳定运行。&&&&&&&&(3)阀11用于调节层流实验流量；阀12用于检修，实验时始终全开；阀13层流时用于分流（全开），湍流时用于调节实验流量。&&&&&&&&(4)实验管道7为不锈钢管，其测压断面上沿十字型方向设有4个测压孔，经过均压环与测点管嘴相连通。&&&&&&&&(5)本实验仪配有压差计4（倒U型气-水压差计）和压差仪8，压差计测量范围为0-0.3mH2O；压差电测仪测量范围为0-10mH2O，视值单位为10-2mH2O。&&&&&&&&压差计4与压差电测仪8所测得的压差值均可等值转换为两测点的测压管水头差，单位以m表示。&&&&&&&&在测压点与压差计之间的连接软管上设有管夹，除湍流实验时管夹关闭外，其他操作时管夹均处于打开状态。&&&&&&&&(6)流量测量——智能化数显流量仪智能化数显流量仪系统包括实验管道内配套流量计、稳压筒、高精密传感器和智能化数显流量仪（含数字面板表及A/D转换器）。&&&&&&&&该流量仪为管道式瞬时流量仪，测量精度一级。&&&&&&&&流量仪的使用方法参见伯努利方程实验，需先排气调零，流量仪所显示的数值为瞬时流量值。&&&&&&&&(7)配有数显温度计。&&&&&&&&3．基本操作方法&&&&&&&&（1）层流实验层流实验压差由压差计测量，流量用称重法或量体积法。&&&&&&&&1）称重法或量体积法是在某一固定的时段内，计量流过水流的重量或体积，进而得出单位时间内流过的流体量，是依据流量定义的测量方法。&&&&&&&&本实验及后述各实验的测流量方法常用称重法或量体积法，用秒表计时，用电子称称重，小流量时，也可用量筒测量流体体积。&&&&&&&&为保证测量精度，一般要求计时大于15~20秒。&&&&&&&&2）压差计连接管排气与压差计补气。&&&&&&&&启动水泵，全开阀11，间歇性开关旁通阀13数次，待水从压差计顶部流过即可。&&&&&&&&若测压管内水柱过高须补气，全开阀门1&&&&&&&&1、13，打开压差计4顶部气阀K，自动充气使压差计中的右管液位降至底部（必要时可短暂关闭阀12），立即拧紧气阀K即可。&&&&&&&&排气后，全关阀11，测压计压差青海民族大学本科毕业设计31应为零。&&&&&&&&3）实验时始终全开阀13，用阀11调节流量。&&&&&&&&层流范围的压差值仅为2~3cm以内，水温越高，差值越小，由于水泵发热，水温持续升高，应先进行层流实验。&&&&&&&&用压差计测量，流量调节后须等待几分钟，稳定后再测量。&&&&&&&&（2）湍流实验湍流实验测量时用管夹关闭压差计连通管，压差由数显压差仪测量，流量用智能化数显流量仪测量。&&&&&&&&1)调零。&&&&&&&&启动水泵，全开阀11，间歇性开关旁通阀13数次，以排除连通管中的气泡。&&&&&&&&然后，在关闭阀11的情况下，管道中充满水但流速为零，此时，压差仪和流量仪读值都应为零，若不为零，则可旋转电测仪面板上的调零电位器，使读值为零。&&&&&&&&2)流量调节方法：全开实验流量调节阀11，调节旁通阀13来调节流量。&&&&&&&&3)流量用智能化数显流量仪测量。&&&&&&&&无论层流还是湍流实验，每次实验均须测记水温。&&&&&&&&三、实验原理1．对于通过直径不变的圆管的恒定水流，沿程水头损失由达西公式表达为2f2lhdg??v式中：?为沿程水头损失因数；l为上下游测量断面之间的管段长度；d为管道直径；v为断面平均流速。&&&&&&&&若在实验中测得沿程水头损失hf和断面平均流速，则可直接得沿程水头损失因数22fff22221π(/)4VVgdhgdhhdqkllq?????v其中k=25π/8gdl由伯努利方程可得12f12()()pphzzhgg????????沿程水头损失hf即为两测点的测压管水头差?h，可用压差计或电测仪测得。&&&&&&&&2．圆管层流运动水力学实验3264Re??3．管壁平均当量粗糙度?在流动处于湍流过渡区或阻力平方区时测量，可由巴尔公式确定0.8912lg[4.1365()]3.7Vddq??????即10..1365()]Vddq???????四、实验内容与方法1．沿程水头损失因数测量与分析实验参照实验基本操作方法，分别在层流和湍流两种流态下测量流量、水温、压差各4~6次。&&&&&&&&实验数据参考表1处理。&&&&&&&&五、实验成果及要求&&&&&&&&1、有关常数实验装置台号NO1圆管直径d=0.690cm测量段长度L=85cm/scmLgdK???2．实验数据记录及计算结果（表1）六、注意事项1．实验装置长期静置不用后再启动时，需在切断电源后，先用螺丝刀顶住电动机轴端，将电机轴转动几圈后方可通电启动。&&&&&&&&2．实验时，去掉水泵罩壳，以防泵体过热。&&&&&&&&3．其他参见伯努利方程实验。&&&&&&&&青海民族大学本科毕业设计33表&&&&&&&&1、实验记录及计算表：实验七局部阻力损失实验次序体积时间s流量Q流速V水温粘度雷诺数Re比压计读数cm沿程损失fhcm沿程损失系数?Re&h2h6..0.429.50.90.050.14..0.029.30.70.050.25..0.629.11.50.040...50.0.828.72.10.030...60.0.928.62.30.020.6..0.029.60.40.170.18..0.229.30.90.040.16..0.429.50.90.050...90.0.628.71.90.030...00.1.028.03.00.020.02水力学实验34&&&&&&&&一、实验目的要求1．掌握三点法、四点法量测局部阻力系数的技能；2．通过对圆管突扩局部阻力系数的包达公式和突缩局部阻力系数的经验公式的实验验证与分析，熟悉用理论分析法和经验建立函数式的途径；3．加深对局部阻力损失机理的理解。&&&&&&&&二、实验装置本试验装置如图1所示：图1局部阻力系数实验装置图1．自循环供水器；2．试验台；3．可控硅无级调速器；4．恒压水箱5．溢流板；6．稳水孔板；7．突然扩大实验管段；8．测压计；9．滑动测量尺；10．测压管；11．突然收缩实验管段；12．试验流量调节阀。&&&&&&&&实验管道由小→大→小三种已知管径的管道组成，共设有六个测压孔，测孔1-3和3-6分别测量突扩和突缩的局部阻力系数。&&&&&&&&其中测孔1位于突扩界面处，用以测青海民族大学本科毕业设计35量小管出口端压强值。&&&&&&&&三、实验原理写出局部阻力前后两断面的能量方程，根据推导条件，扣除沿程水头损失可得：1．突然扩大采用三点法计算，下式中错误！未找到引用源。&&&&&&&&由错误！未找到引用源。&&&&&&&&按流长比例换算得出。&&&&&&&&实测f12pvpvh[(Z)][(Z)h]2g2g????????????错误！未找到引用源。&&&&&&&&错误！未找到引用源。&&&&&&&&理论错误！未找到引用源。&&&&&&&&错误！未找到引用源。&&&&&&&&2．突然缩小采用四点法计算，下式中B点为突缩点，错误！未找到引用源。&&&&&&&&换算得出，错误！未找到引用源。&&&&&&&&换算得出。&&&&&&&&错误！未找到引用源。&&&&&&&&错误！未找到引用源。&&&&&&&&错误！未找到引用源。&&&&&&&&经验错误！未找到引用源。&&&&&&&&错误！未找到引用源。&&&&&&&&四、实验方法与步骤1．测记实验有关常数。&&&&&&&&2．打开电子调速器开关，使恒压水箱充水，排除实验管道中的滞留气体。&&&&&&&&待水箱溢流后，检查泄水阀全关时，各测压管液面是否平齐，若不平，则需排气调平。&&&&&&&&3．打开泄水阀至最大开度，待流量稳定后，测计测压管读数，同时用体积法或用重量法或用电测法测记流量。&&&&&&&&4．改变泄水阀开度3-4次，分别测计测压管读数及流量。&&&&&&&&5．实验完成后关闭泄水阀，检查测压管液面是否齐平？否则，需重做。&&&&&&&&6．收拾实验台，整理数据。&&&&&&&&五、实验报告要求水力学实验361．记录、计算有关常数：实验设备及名称：局部阻力综合试验仪错误！未找到引用源。&&&&&&&&试验台号：No.5实验管段直径：cmDd94.011??cmDddd01.22432????cmDdd99.0365???2、实验数据记录及计算结果。&&&&&&&&表1记录表表2计算表阻力形式次数流量cm/s前断面后断面错误！未找到引用源。&&&&&&&&（cm）?错误！未找到引用源。&&&&&&&&'?错误！未找到引用源。&&&&&&&&（cm）E（cm）错误！未找到引用源。&&&&&&&&（cm）E(cm)突然16&&&&&&&&1.13.1.392.360.590.2.470..630.61次数流量（cm错误！未找到引用源。&&&&&&&&/s）测压管读数（cm）1h2h3h4h5h6h16&&&&&&&&1.129.831.231.031.0.527.228.928.828.722.021..323.923.913.112..523.323.112.21&&&&&&&&1.0.320.019.96.45.0青海民族大学本科毕业设计37扩大389.98.4.704.860.630.9.800..640..0.847.230.640.61突然缩小16&&&&&&&&1.10.193&&&&&&&&1.193..620.8.954..620.4.306..610.3.547..530..5.643.800.410.383、将实测错误！未找到引用源。&&&&&&&&?值与理论值（突扩）或公认值（突缩）比较。&&&&&&&&&&&&&&&&1、实测?错误！未找到引用源。&&&&&&&&值大于理论'?2、突然扩大段随着流量Q的增大实测?值也随之增大；突然缩小段随着流量Q的增大实测?值随之减小。&&&&&&&&六、分析与思考题1.局部阻力类型众多，局部阻力因数的计算公式除突然扩大是由理论推导得出之外，其它都是由实验得出的经验公式。&&&&&&&&试问，获得经验公式有哪些途径？答：经验公式有多种建立方式，突缩的局部阻力系数经验公式是在试验取得了大量数据的基础上，进一步数学分析得出的。&&&&&&&&这是先实验后分析归纳的一个过程。&&&&&&&&但通常的过程因是先理论分析后实验研究，最后进行归纳分析。&&&&&&&&实验八孔口管嘴出流实验&&&&&&&&一、实验目的要求&&&&&&&&1、掌握孔口与管嘴出流的流速系数、流量系数、侧收缩系数、局部阻力系数的量测技能。&&&&&&&&水力学实验382、通过对不同管嘴与孔口的流量系数测量分析，了解进口形状对出流能力的影响及相关水力要素对孔口出流能力的影响。&&&&&&&&二、实验装置本实验装置如图1所示图1自循环孔口管嘴实验装置图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.溢流板6.稳水孔板7.孔口管嘴8.防溅旋板9.量测孔口射流收缩直径的移动触头10.上回水管11.标尺12.测压管测压管12和标尺11用于测量水箱水位、孔口管嘴的位置高度及直角管嘴2#的真空度。&&&&&&&&防溅旋板8用于管嘴转换操作，当某一管嘴实验结束时，将旋板旋至进口截断水流，在用橡皮塞封口；当需要开启时，先用旋板挡水，再打开橡皮塞。&&&&&&&&这样可防止水花四溅，移动触头9位于射流收缩端面上，可水平向收缩，当两个触块分别调至射流两侧外缘时，将螺丝固定，然后用游标卡尺测量两触块的间距，即为射流收缩断面直径。&&&&&&&&本设备还能演示明槽水跃。&&&&&&&&液体从孔口以射流状态流出，流线不能在孔口处急剧改变方向，而会在流出孔口后在孔口附近形成收缩断面，收缩断面积CA与孔口断面积A的关系为AAc??，?称为收青海民族大学本科毕业设计39缩系数。&&&&&&&&0022gHAgHAvAQcc??????流量系数：02gHAQ?????收缩系数：22ccAdAd???流速系数：0121cvgH????????阻力系数：211????薄壁孔口出流非淹没出流的收缩断面上相对压强均为零。&&&&&&&&对上游断面1-1和收缩断面C-C运用能量方程即可得到收缩断面流速：00221gHgHvcc??????式中，gvHH2200???，如不计行近流速水头gv220?，也可写为：gHvc2??。&&&&&&&&流量公式为：图20022gHAgHAvAQcc??????圆柱形外伸管嘴出流管嘴出流的局部损失由两部分组成，即孔口的局部水头损失及收缩断面后扩展产生的局部损失，水头损失大于孔口出流。&&&&&&&&但是管嘴出流为满流，收缩系数为?＝1.0，因此流量系数仍比孔口大，其出流公式为：gHv2??水力学实验40gHAgHAQ22????。&&&&&&&&管嘴出流流量系数的加大也可以从管嘴收缩断面处存在的真空来解释，由于收缩断面在管嘴内，压强要比孔口出出流时的零压低，必然会提高吸出流量的能力。&&&&&&&&图3四、实验方法与步骤&&&&&&&&1、记录实验常数，各孔口管嘴用橡皮塞塞紧。&&&&&&&&2、打开调速开关，使恒压水箱充水，至溢流后，再打开1#圆角管嘴。&&&&&&&&待水面稳定后，测记水箱水面高程标尺读数1H，测定流量Q（要求重复三次，时间尽量长些，以求准确），测量完毕，先选旋转水箱内的旋板，将1#管嘴进口盖好，再塞紧橡皮塞。&&&&&&&&按照上述方法，打开2#管嘴，测记水箱水面高程标尺读数1H，测定流量Q，观察和测量直角管嘴出流时的真空情况，依次打开3#圆锥管嘴，测定水箱水面高程标尺读数1H，测定流量Q。&&&&&&&&打开4#孔口，观察孔口出流现象，测定1H及Q，并按下述7②的方法测记孔口收缩断面的直径（重复三次）。&&&&&&&&然后改变孔口出流的作用水头（可减少进口流量），观察孔口收缩断面直径随水头变化的情况。&&&&&&&&关闭调速器开关，清理实验桌面及场地。&&&&&&&&五、实验成果及要求&&&&&&&&1、有关常数实验装置台号NO2圆角管嘴1d=1.20cm出口高程读数1Z=2Z=19.00cm直角管嘴2d=1.21cm圆锥管嘴3d=&&&&&&&&1.19cm,出口高程读数3Z=4Z=12.00cm孔口4d=1.21cm2、整理记录及计算表格（表1）表1整理记录及计算表青海民族大学本科毕业设计41注：流股流态：①光滑圆柱；②紊散；③圆柱形麻花扭变；④具有侧收缩的光滑圆柱；⑤其他形状。&&&&&&&&六、分析思考题&&&&&&&&1、薄壁小孔口与大孔口有何异同？答：相同点：薄壁小孔口与大孔口都可以用小孔口自由出流流量公式进行计算。&&&&&&&&不同点：大孔口时d/H&0.1，小孔口d/H&0.1；大孔口比小孔口的侧收缩系数ε大、流量系数μ值也大。&&&&&&&&实验九平面静水总压力实验&&&&&&&&一、实验目的和要求分类项目园角管嘴直角管嘴园锥管嘴孔口水面读数H1(cm)42.43.00体积(cm3)时间(s)流量(cm3/s)平均流量(cm3/s)230.74.2水头(cm)23.823.930.631.0面积A(cm2)&&&&&&&&1.131&&&&&&&&1.131&&&&&&&&1.112&&&&&&&&1.150流量系数μ0.90.615测管读数H2(cm)////真空度Hν(cm)////收缩直径dc(cm)////收缩断面Ac(cm)////收缩系数ε1.01.01.00.632流速系数?0.90.973阻力系数ζ0.40.056流股形态光滑圆柱圆柱形麻花扭变光滑圆柱侧收缩的光滑圆柱水力学实验421．测定矩形平面上的静水总压力；2．验证静水压力理论的正确性。&&&&&&&&二、实验装置本实验采用电测平面静水总压力实验仪。&&&&&&&&该仪器的调平容易，测读便捷，实验省时，荷载灵敏度为0.2g，系统精度可达1%左右。&&&&&&&&1．实验装置简图实验装置及各部分名称如图1所示。&&&&&&&&6图1电测平面静水总压力实验装置图1.杠杆；2.轴向水准泡；3.扇形体；4.支点；5.横向水平调节螺丝；6.垂尺(老款式)；7.杠杆水平微调螺丝；8.横向水准泡；9.水位尺；10.上水箱；11.前溢水管；12.后供水管；13.上水箱放水阀；14.开关盒；15.下水箱；16.水泵；17.挂重线；18.锁紧螺丝；19.杠杆水平粗调旋钮；20.压重体；21.电子秤2.装置说明&&&&&&&&（1）扇形体3的受力状况。&&&&&&&&扇形体3由两个同心的大小圆柱曲面、两个扇形平面和一个矩形平面组成。&&&&&&&&悬挂青海民族大学本科毕业设计43扇形体的杠杆1的支点转轴，位于扇形体同心圆的圆心轴上。&&&&&&&&由于静水压强垂直于作用面，因此扇形体大小圆柱曲面上各点处的静水压力线均通过支点轴；而两个扇形平面所受的水压力，大小相等、作用点相同、方向相反。&&&&&&&&表明，无论水位高低，以上各面上的静水压力，对杠杆均不产生作用。&&&&&&&&扇形体上唯一能使杠杆平衡起作用的静水作用面是矩形平面。&&&&&&&&(2)测力机构，如图2。&&&&&&&&测力机构由系在杠杆右端螺丝上的挂重线、压重体和电子秤所组成。&&&&&&&&由于压重体的重量较大，即使在扇形体完全离水时，也不会将挂重体吊离电子秤。&&&&&&&&一旦扇形体浸水，在静水压力作用下，通过杠杆效应，使挂重线上的预应力减小，并释放到电子秤上，使电子秤上的质量力增加。&&&&&&&&由此，根据电子秤的读值及杠杆的力臂关系，便可测量矩形平面的静水总压力。&&&&&&&&ebFL1HL1020L0电子秤压重体a图2测力机构3.基本操作方法：&&&&&&&&（1）上水箱水位的调节通过打开水泵16供水，或打开阀13放水来实现。&&&&&&&&(2)杠杆的轴向水平的标准是水准泡7居中。&&&&&&&&由调节旋钮19（收、放挂重线长度）进行粗调，调节前需松开锁紧螺丝18，调节后需拧紧。&&&&&&&&水平微调采用微调螺丝7调节。&&&&&&&&(3)横向水平标准是水准泡8居中，调节螺丝5即可。&&&&&&&&(4)挂重线17的垂直度调整，对于老款式仪器可用带镜面的垂尺6校验。&&&&&&&&移动压重体位置使挂重线与垂尺中的垂线重合。&&&&&&&&（新款仪器无需调节，自动保持垂直度。&&&&&&&&）(5)用水位尺9测量水位，用电子秤测量质MxNdFFyCDθ自由液面dACDO图3任意平面上的静水总压力A水力学实验44量力。&&&&&&&&需在上水箱加水前将杠杆的轴向与横向调平，并在调平后将电子秤的皮重清零，若不能清零，可开关电子秤电源，电子秤可自动清零。&&&&&&&&三、实验原理1.静止液体作用在任意平面上的总压力静水总压力求解，包括大小、方向和作用点。&&&&&&&&图3中MN是与水平面形成?角的一斜置任意平面的投影线。&&&&&&&&右侧承受水的作用，受压面面积为A。&&&&&&&&C代表受压平面的形心，F代表平面上静水总压力，D代表静水总压力的作用点。&&&&&&&&作用在任意方位，任意形状平面上的静水总压力F的大小等于受压面面积与其形心点C所受静水压强的乘积，即cAdFFpA????总压力的方向是沿着受压面的内法线方向。&&&&&&&&2.矩形平面上的静水总压力设一矩形平面倾斜置于水中，如图4。&&&&&&&&矩形平面顶离水面高度为h，底离水面高度为H，且矩形宽度为b，高度为a。&&&&&&&&&&&&&&&&（1）总压力大小F为1()2FghHab???合力作用点距底的距离e为23ahHehH????（2）若压强为三角形分布，则h=0，总压力大小为12FgHab??合力作用点距底的距离为3ae?（3）若作用面是铅垂放置的，如图5，可令0()()HahHaHa???????eHhghgH图4矩形斜平面的静水总压力abDC..Fe图5铅直平面上的静水总压力gHghhaHF青海民族大学本科毕业设计45即压强为梯形分布或三角形分布，其总压力大小均可表示为221()2FgHhb???合力作用点距底距离也均可表示为23HhhHehH?????四、实验内容与方法实验测量扇形体垂直矩形平面上的静水总压力大小，其作用点位置可由理论公式计算确定。&&&&&&&&力与力臂关系见图2。&&&&&&&&要求分别在压强三角形分布和梯形分布条件下，不同水位各测量2~3次。&&&&&&&&测量方法参照基本操作方法，每次测读前均需检查调节水平度。&&&&&&&&实验结束，放空上水箱，调平仪器，检查电子秤是否回零。&&&&&&&&一般回零残值在1~2g以内，若过大，应检查原因并重新测量。&&&&&&&&实验数据处理与分析参考五。&&&&&&&&五、实验数据记录及处理1.有关常数&&&&&&&&（1）扇形体垂直距离：L=25m；（2）扇形体宽度：b=8cm；（3）当地重力加速度：g=102/sm；2.实验数据记录（参表1）及计算结果（参表2）3.成果要求由表2结果可知，实验值与理论值比较，最大误差不超过2%，验证了平面静水总压力计算理论的正确性。&&&&&&&&本实验欠缺之处是总压力作用点的位置是由理论计算确定，而不是由实验测定的。&&&&&&&&若要求通过实验确定作用点的位置，则必须重新设计实验仪器及实验方案。&&&&&&&&设计方案如下：设现实验仪器为仪器A，新设计仪器为仪器B。&&&&&&&&A、B两套实验仪器除扇形半径不同外，其余尺寸均完全相同。&&&&&&&&例如，仪器A的LA=0.25m，仪器B的LB=0.15m.。&&&&&&&&用A、B两套实验仪器分别进行对比实验，每组对比实验的矩形平面作用水位相等，则水力学实验46矩形体的静水总压力F和合力作用点距底距离e对应相等。&&&&&&&&此时再分别测定电子秤读值Am，Bm。&&&&&&&&由下列杠杆方程即可确定F和e00()AABBLeFmgLLeFmgL???????或01ABAALkLekmgLFLe????????????其中ABmkm?。&&&&&&&&值得注意的是，该实验对m的测量精度要求很高，否则e的误差比较大。&&&&&&&&表1数据记录表压强分布形式次数水位读数H(cm)水位读数h(cm)电子秤读数m(g)三角形分布形式13.308.6梯形分布111.301..553..006.数据处理表青海民族大学本科毕业设计47六、分析思考题&&&&&&&&1、试问作用在液面下平面图形上绝对压强的压力中心和相对压强的压力中心哪个在液面下更深的地方？为什么？答：作用在液面下平面图形上相对压强的压力中心比绝对压强的压力中心在液面下更深。&&&&&&&&因为，绝对压强比相对压强增加一个均匀分布的大气压的作用，使平面上压强分布的图形更处于均匀，而平面上压强越均匀，压力中心就越靠近品面的形心。&&&&&&&&形心处是压力中心可能达到的极限最浅深度。&&&&&&&&2、分析产生测量误差的原因，指出在实验仪器的设计、制作和使用的过程中哪些问题是最关键的？答：影响仪器测量误差最关键的是支点的位置。&&&&&&&&因为扇形体的圆柱形曲面上各点处的静水压力均通过圆心，故支点必须在圆心上。&&&&&&&&否则，圆柱形曲面上的静水总压力就会对杠杆受力发生作用，产生测量误差。&&&&&&&&其次，杠杆的力臂误差，电子秤的误差，水平测量误差以及杠杆水平度的误差都会对最终精度产生影响。&&&&&&&&七、注意事项压强分布形式次数作用点距底部距离作用力距支点垂直距离实测力矩实测静水总压力理论静水总压力相对误差ecmL1cm00LmgM???Ncm10LMP?实NP理N理实PPy?三角形分布11.0..22....58梯形分布13..90.20.6..8.12水力学实验481.每次改变水位，均需微调螺丝7，使水准泡居中后，方可测读。&&&&&&&&2.实验过程中，电子秤和压重体必须放置在对应的固定位置上，以免影响挂重线的垂直度。&&&&&&&&青海民族大学本科毕业设计49实验十水面曲线实验&&&&&&&&一、实验目的要求&&&&&&&&1、观察棱柱体渠道中非均匀渐变流的十二种水面曲线。&&&&&&&&2、掌握十二种水面曲线的生成条件。&&&&&&&&二、实验装置图1水面曲线实验装置图1．自循环供水器2、实验台3．可控硅无级调速器4、溢流板5、稳水孔板6、变坡水槽7．闸板8．底坡水准泡9.变坡轴承10．长度标尺11．闸板锁紧轮12.垂向滑尺13.带标尺的升降杆14升降机构。&&&&&&&&为改变明槽底坡，以演示十二种水面曲线，本实验装置配有新型高比速直齿电机躯动的升降机构14。&&&&&&&&按下14的升降开关，明槽6即绕轴承9摆动，从而改变水槽的底坡。&&&&&&&&坡度值由升降杆13的标尺值(▽z)和轴承9与升降机上支点水平间距(L0)算得；平坡可依底坡水准泡8判定。&&&&&&&&实验流量由可控硅无级调速器3调控，并用重量法(或体积法)测定。&&&&&&&&槽身设有两道闸板，用于调控上下游水位，以形成不同水面线型。&&&&&&&&闸板锁紧轮11用以夹紧闸板，使其定位。&&&&&&&&水深由滑尺12量测。&&&&&&&&三、实验原理十二种水面曲线分别产生于五种不同底坡。&&&&&&&&因而实验时，必须先确定底坡性质，其中需水力学实验50测定的，也是最关键的是平坡和临界坡。&&&&&&&&平坡可依水准泡或升降标尺值判定。&&&&&&&&临界底坡应满足下列关系：kkkkBCgi??2?kkkhB2???32/gqhk??611kkRnC?kkkkkhBhBR2??式中，k?、kC、kB、和kR分别为明槽临界流时的湿周、谢才系数、槽宽、水深和水力半径；n为糙率。&&&&&&&&（以上公式单位均取米&#183;秒）临界底坡确定后，保持流量不变，改变渠槽底坡，就可形成陡坡（kii?），缓坡（kii??0），平坡（0i?）和逆坡（0i?），分别在不同坡度下调节闸板开度，则可得到不同型式的水面曲线。&&&&&&&&四、实验方法与步骤1.测记设备有关常数。&&&&&&&&2.开启水泵，调节调速器使供水流量最大，待稳定后测量过槽流量，重测两次取其均值。&&&&&&&&3.计算临界底坡ki值。&&&&&&&&4.操纵升降机构，至所需的高程读数，使槽底坡度kii?，观察槽中临界流（均匀流）时的水面曲线。&&&&&&&&然后插入闸板2，观察闸前和闸后出现的C1型和C3型水面曲线，并将曲线绘于记录纸上。&&&&&&&&5.操纵升降机构使槽底坡度出现kii?（使底坡尽量陡些），插入闸板2,调节开度，使渠道上同时呈现S&&&&&&&&1、S2、S2水面曲线，并绘于记录纸上。&&&&&&&&6.操纵升降机构，使槽中分别出现kii??0（使底坡尽量接近于0）、0i?和0i?，插入闸板1，调节开度，使槽中分别出现相应的水面曲线，并绘在记录纸上。&&&&&&&&（缓坡时，青海民族大学本科毕业设计51闸板1开启适度，能同时呈现M&&&&&&&&1、M2、M3水面曲线）。&&&&&&&&7.实验结束，关闭水泵。&&&&&&&&注：在以上实验时，为了在一个底坡上同时呈现三种水面曲线，要求缓坡宜缓些，陡坡宜陡些。&&&&&&&&五、实验成果及要求实验装置台号：3B＝2.0cmn＝0.0080L＝110.5cm（两支点间距）表1测次平均流量体积V(m3)361.60.59.61.0/时间t(s)/流量Q(m3/s)361.60.59.61.0360.3计算临界底坡（以米，秒为单位）：z▽=1.48cm表2平均流量Q(m3/s)临界水深kh（m）断面面积kA（m2）湿周kx（m）水力半径kR（m）谢才系数kC（m0.5/s）水面宽kB（m）临界底坡ki360.33.216.428.427..0134六、实验分析及思考题1.分析水面计算线时急流和湍流的控制断面应如何选择？为什么？在分析计算前，位置及水深已知的断面，谓控制断面。&&&&&&&&急流控制断面只能选在上游，缓流一般选在下游。&&&&&&&&这是由于急流干扰波不能向下游传播，而缓流时，干扰波能向上游传播。&&&&&&&&水力学实验52实验十一堰流实验&&&&&&&&一、实验目的和要求1．观察不同堰流（薄壁堰、实用堰、宽顶堰）的水流特点。&&&&&&&&2．学生通过所学理论知识，自行设计堰剖面，并测定流量系数m，分析影响流量系数的主要因素，掌握合理选择堰型的原则。&&&&&&&&3、学习并掌握测定淹没系数的实验技能，分析下游淹没对过流能力的影响。&&&&&&&&4、提高学生动手能力和分析解决问题的能力。&&&&&&&&二、实验原理&&&&&&&&1、堰的分类根据堰顶厚度或顶长?与堰上水头H的比植不同而分成三种：薄壁堰（)67.0/?H?；实用堰（5.2/67.0??H?）；宽顶堰（10/5.2??H?）。&&&&&&&&2、无侧收缩堰流流量公式：自由出流2/302HgmbQ?淹没出流2/302HgmbQs??3.堰流流量系数经验公式园角进口宽顶堰HPHPm/5.12.1/301.036.011????（当P1≥3时m=0.36）(2)直角进口宽顶堰HPHPm/75.046.0/301.032.011????（当P1≥3时m=0.32）(3)WES型标准剖面实用堰P1/Hd≥1．33时，属高坝范围，m值如下：0H=dH时，?mdm=0.502；0H≠dH时。&&&&&&&&4．淹没系数s?的经验值青海民族大学本科毕业设计535、堰上总作用水头及流量计算本实验需测记渠宽b，上游渠底高程2?、堰顶高程0?、堰顶厚度?、流量Q、上游水位1?及下游水位3?。&&&&&&&&按下列各式计算确定上游堰高1P、行近流速0v、堰上水头H,总水头0H；?1P0?-2?)(210????bQv01????HgvHH2200???其中实验流量Q由三角堰量水槽的流量公式为BAhQ?(scm/3)0001????h（cm）式中：▽0&&&&&&&&1、▽00分别为三角堰堰顶水位(实测)和堰顶高程(实验时位常数)。&&&&&&&&A、B为率定常数。&&&&&&&&由设备制成后率定，标明于设备铭牌上。&&&&&&&&7、流量系数实测值计算2/302/HgbQm实测?三、实验仪器设备的组合形式实验仪器设备如图1所示。&&&&&&&&水力学实验54图1堰流实验装置图1，有机玻璃实验水槽；2．稳水孔板；3．测针；4．实验堰；5．三角堰量水槽；6．三角堰水位测针筒；7．多孔尾门；8，尾门升降轮；9．支架；10．旁通管微调阀门；11．旁通管；12．供水管；13．供水流量调节阀门；14．水泵；15.蓄水箱；实验设备为自循环实验水槽，包括稳水孔板、测针、三角堰量水槽、三角堰水位测针筒、多孔尾门、尾门升降轮、支架、旁通管微调阀门、旁通管、供水管、供水流量调节阀门、水泵、蓄水箱；构件模块，预先设计制备好的各种堰型。&&&&&&&&本设备自循环供水；回水}