水力学课后答案详解

答案说明

以下答案是由老师自己做出来的，其中的每一题的画图都省略了，希望同学们自己在做题过程中补充上完整的图形。

在答案电子话过程中可能会有一些错误，希望同学们可多提宝贵意见。

第二章作业答案

2-9 10(1.5 1.0)53.9a p p g p kpa ρ=+--=

11151.9abs a p p p kpa =+= 20(1.50.5)58.8a p p g p kpa ρ=+--=

22156.8abs a p p p kpa =+=

1212 6.5p p

Z Z m g g

ρρ+

=+= 2-11 略 2-12

0(2.50.9)(2.00.9)(2.00.7)(1.80.7)0Hg Hg p g g g g ρρρρ+---+---=

0265p kpa =

2-14 受压面为矩形平面 76.38c P gh kN ρω==

34112c b a J m ?==

289

c D c c J y y y ω=+

= 所以，作用点至A 点的距离 10

'29

D y y '=-= 根据合力矩守恒

2cos 60'84.9o T P y T kN

?=?=

2-18 c P gh ρω=

(sin 60)2

146.5o a

g H ab

kN

ρ=-?= sin 60(cos 60)o o T G G P f =?++?

45.9T kN =

闸门的静水压强分布图为梯形，根据梯形的压力中心距底部距离的计算公式

1212

2()3h h a e h h +=

+ 21sin h H h H a θ

==-

1.13e m =

2-21 仅考虑左侧水：

11144.1x c x P gh kN ρω== （→） 1134.6z P gV kN ρ== （↑）

仅考虑右侧水

22211.03x c x P gh kN ρω== （←）

2217.32z P gV kN ρ== （↓）

综合两侧水

1233.08x x x P P P kN =-= (→)

1217.32z z z P P P kN =-= （↑） 总压力

37.34P kN ==

tan Z

x

P P θ=

2-23 分析上半球

0x P =

232[()]3

Z

P gV

T n n g R H R R n ρρππ=

=

=+-

第三章作业答案

3-3

2max 00

0.03

42

max max 00[(1())]1

/20.212/r r

Q ud u d r u u r r L s

ω

ωω

ωπ==-=-??=??

0.075/Q

v m s ω

=

=

3-6 根据连续性方程

123Q Q Q =+

34/v m s =

3-7

根据连续性方程

123Q Q Q =+

2

3

4ωω= 222

31482.3370.58m m

ωω==

3-11 建立能量方程

22

111222

1212

22122122()

2.252hg p p v p v z z g g g g

z z p p v v h m g g ααρρρρρρ++=++

=---===油油油油油

51.1/Q L s μ==

3-15

在图上12d d 和断面建立能量方程

22

111222

12122220

p v p v z z g g g g

z z p ααρρ++=++

==

联立连续性方程 1122v v ωω= 2 4.9/v m s = 在图自由液面和2d 断面建立能量方程

2

2

1.232v H m g

== 3-18 建立能量方程

22

111222

121212221.8 1.680

p v p v z z g g g g

z m z m

p p ααρρ++=++

====

连续性方程

1221

1.8(1.80.30.12)1.3v v v v ?=--?=?

13

111.23/5.98/v m s Q v m s

ω===

3-20

建立的坐标系比较特别，X 轴沿着1Q 方向，Y 轴与X 轴垂直 根据能量方程可知

1268.1/v v v m s ===

建立动量方程，沿X 轴方向：

11221212cos 600

cos 60o o

Q v Q v Q v Q Q Q Q Q Q

ρρρ--=-=+=连续性方程

12(1cos 60)2

(1cos 60)

2o o Q

Q Q

Q =

+=-

313

225.05/8.35/Q m s Q m s

==

建立动量方程，沿Y 轴方向：

0(sin60)1969o y R Q v N ρ=--=

3-23 在A-A ，B-B 断面间建立能量方程

工程流体力学及水力学实验报告及分析讨论

工程流体力学及水力学实验报告及分析讨论

工程流体力学及水力学实验报告及分析讨论 实验一流体静力学实验 验原理 重力作用下不可压缩流体静力学基本方程 (1.1) 中： z被测点在基准面的相对位置高度； p被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同； p0水箱中液面的表面压强； γ液体容重； h被测点的液体深度。 对装有水油（图1.2及图1.3）U型测管，应用等压面可得油的比重S0有下列关系： (1.2) 此可用仪器（不用另外尺）直接测得S0。 验分析与讨论 同一静止液体内的测管水头线是根什么线？ 测压管水头指，即静水力学实验仪显示的测管液面至基准面的垂直高度。测头线指测压管液面的连线。实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根。 当P B<0时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。 ，相应容器的真空区域包括以下三部分：

)过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真。 )同理，过箱顶小水杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区)在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区。这段高度与测压管2液面低液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定γ0。 最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油 至油面的垂直高度h和h0，由式，从而求得γ0。 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？ 设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛由下式计算 中，为表面张力系数；为液体的容量；d为测压管的内径；h为毛细升高。常温(t=20℃，=7.28dyn/mm，=0.98dyn/mm。水与玻璃的浸润角很小，可认为cosθ=1.0。于是有 单位为mm) 一般来说，当玻璃测压管的内径大于10mm时，毛细影响可略而不计。另外，当水质，减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机玻璃作测压管时，浸润角较大，其h较普管小。 如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。因为测量高、时均有毛细现象，但在计算压差时，互相抵消了。 过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平面是不是等压面？

流体力学实验-参考答案

流体力学实验思考题 参考答案 流体力学实验室 静水压强实验

1．同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 测压管水头指p z +，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测压管液面的连线。实验直接观察可知，同一静止液面内的测压管水头线是一根水平线。 2．当0?B p 时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。 0?B p ，相应容器的真空区域包括以下三个部分： （1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占区域，均为真空区域。 （2）同理，过箱顶小不杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区域。 （3）在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区域。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。 3．若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。 最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度h 和0h ，由式00h h w w γγ= ，从而求得0γ。 4．如测压管太细，对于测压管液面的读数将有何影响？ 设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算 γ θσd h cos 4= 式中，σ为表面张力系数；γ为液体容量；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。常温的水，m N 073.0=σ，30098.0m N =γ。水与玻璃的浸润角θ很小，可以认为0.1cos =θ。于是有 d h 7.29= （h 、d 均以mm 计） 一般来说，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。另外，当水质不洁时，σ减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机下班玻璃作测压管时，浸润角θ较大，其h 较普通玻璃管小。 如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。因为测量高、低压强时均有毛细现象，但在计算压差时，互相抵消了。 5．过C 点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平面是不是等压面？哪一部分液体是同一等压面？ 不全是等压面，它仅相对管1、2及水箱中的液体而言，这个水平面才是等压面。因为只有全部具有下列5个条件的平面才是等压面：（1）重力液体；（2）静止；（3）连通；（4）连通介质为同一均质液体；（5）同一水平面。而管5与水箱之间不符合条件（4），相对管5

流体力学实验思考题解答全

流体力学课程实验思考题解答 (一)流体静力学实验 1、 同一静止液体内的测压管水头线就是根什么线？ 答:测压管水头指γp Z +,即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测压 管水头线指测压管液面的连线。从表1、1的实测数据或实验直接观察可知,同一静止液面的测压管水头线就是一根水平线。 2、 当0

水力学实验报告思考题答案(想你所要)..

实验二不可压缩流体恒定流能量方程（伯诺利方程）实验 成果分析及讨论 1.测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？ 测压管水头线（P-P）沿程可升可降，线坡J P可正可负。而总水头线（E-E）沿程只降不升，线坡J 恒为正，即J>0。这是因为水在流动过程中，依据一定边界条件，动能和势能可相互转换。测点5至测点7，管收缩，部分势能转换成动能，测压管水头线降低，Jp>0。测点7至测点9，管渐扩，部分动能又转换成势能，测压管水头线升高，J P<0。而据能量方程E1=E2+h w1-2, h w1-2为损失能量，是不可逆的，即恒有h w1-2>0，故E2恒小于E1，（E-E）线不可能回升。(E-E) 线下降的坡度越大，即J越大，表明单位流程上的水头损失越大，如图2.3的渐扩段和阀门等处，表明有较大的局部水头损失存在。 2.流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？ 有如下二个变化： （1）流量增加，测压管水头线（P-P）总降落趋势更显著。这是因为测压管水头 ，任一断面起始时的总水头E及管道过流断面面积A为定值时，Q增大， 就增大，则必减小。而且随流量的增加阻力损失亦增大，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（P-P）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 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，（P-P）线的起落变化就更为显著。 3.测点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题？ 测点2、3位于均匀流断面（图2.2），测点高差0.7cm，H P=均为37.1cm（偶有毛细影响相差0.1mm）， 表明均匀流同断面上，其动水压强按静水压强规律分布。测点10、11在弯管的急变流断面上，测压管水头差为7.3cm，表明急变流断面上离心惯性力对测压管水头影响很大。由于能量方程推导时的限制条件之一是“质量力只有重力”，而在急变流断面上其质量力，除重力外，尚有离心惯性力，故急变流断面不能选作能量方程的计算断面。在绘制总水头线时，测点10、11应舍弃。 4.试问避免喉管（测点7）处形成真空有哪几种技术措施？分析改变作用水头（如抬高或降低水箱的水位）对喉管压强的影响情况。 下述几点措施有利于避免喉管（测点7）处真空的形成： （1）减小流量，（2）增大喉管管径，（3）降低相应管线的安装高程，（4）改变水箱中的液位高度。

流体力学实验思考题解答(全)

流体力学课程实验思考题解答 （一）流体静力学实验 1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指γ p Z + ，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测 压管水头线指测压管液面的连线。从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2、 当0

流体力学实验思考题解答

流体力学实验思考题解答 （一）流体静力学实验 1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指γ p Z + ，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测 压管水头线指测压管液面的连线。从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2、 当0

流体力学实验思考题解答

流体力学实验思考题解答 (一)流体静力学实验 1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指γ p Z + ，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测 压管水头线指测压管液面的连线。从表１．1的实测数据或实验直接观察可知,同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2、 当0

水力学实验报告思考题答案(想你所要)

水力学实验报告思考题答案(想你所要)

实验二不可压缩流体恒定流能量方程（伯诺利方程）实验 果分析及讨论 压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？ 测压管水头线（P-P）沿程可升可降，线坡J P可正可负。而总水头线（E-E）沿程只降不升，线坡J恒为正，即J>水在流动过程中，依据一定边界条件，动能和势能可相互转换。测点5至测点7，管收缩，部分势能转换成动能，测降低，Jp>0。测点7至测点9，管渐扩，部分动能又转换成势能，测压管水头线升高，J P<0。而据能量方程E1=E2+h w 失能量，是不可逆的，即恒有h w1-2>0，故E2恒小于E1，（E-E）线不可能回升。(E-E) 线下降的坡度越大，即J越大流程上的水头损失越大，如图2.3的渐扩段和阀门等处，表明有较大的局部水头损失存在。 量增加，测压管水头线有何变化？为什么？ 下二个变化： 流量增加，测压管水头线（P-P）总降落趋势更显著。这是因为测压管水头，任一 的总水头E及管道过流断面面积A为定值时，Q增大，就增大，则必减小。而且随流量的增加阻力损失亦 任一过水断面上的总水头E相应减小，故的减小更加显著。 测压管水头线（P-P）的起落变化更为显著。 对于两个不同直径的相应过水断面有 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，（P-P）化就更为显著。 点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题？ 测点2、3位于均匀流断面（图2.2），测点高差0.7cm，H P=均为37.1cm（偶有毛细影响相差0.1mm），表明均 上，其动水压强按静水压强规律分布。测点10、11在弯管的急变流断面上，测压管水头差为7.3cm，表明急变流断性力对测压管水头影响很大。由于能量方程推导时的限制条件之一是“质量力只有重力”，而在急变流断面上其质量外，尚有离心惯性力，故急变流断面不能选作能量方程的计算断面。在绘制总水头线时，测点10、11应舍弃。 问避免喉管（测点7）处形成真空有哪几种技术措施？分析改变作用水头（如抬高或降低水箱的水位）对喉管压强的 几点措施有利于避免喉管（测点7）处真空的形成： 减小流量，（2）增大喉管管径，（3）降低相应管线的安装高程，（4）改变水箱中的液位高度。 显然（1）、（2）、（3）都有利于阻止喉管真空的出现，尤其（3）更具有工程实用意义。因为若管系落差不变，单单降往往就可完全避免真空。例如可在水箱出口接一下垂90弯管，后接水平段，将喉管的高程降至基准高程0—0，比位比压能p/γ得以增大（Z），从而可能避免点7处的真空。至于措施（4）其增压效果是有条件的，现分析如下：

水力学实验总结报告

水力学实验总结报告 经过八个星期的学习与实验，我学到了很多相关的知识，也对水力学实验部分有了自认为较为清醒的体会与感悟。 因为之前有做过大学物理实验，明白在实验过程的注意事项和实验结束后的数据处理在实验的整个过程尤为重要，于是在水力学实验开课之前我仔细阅读了水力学实验课本第^一章和第十二章关于测量误差及精度分析与实验数据的处理的内容，从中学到了很多需要在实验时与实验后处理时特别注意的方面，这对我后续所有实验的进行起了很好的指导作用。 在每一次实验前，老师都会向我们讲解实验的大概原理与操作步骤，因为有两个班和很多组的关系，老师的讲解我们也不是能听的很清楚，这就要求我们在实验准备阶段仔细的弄清实验原理与可能得出的实验结果，以便我们在做实验的过程中及时判断实验数据的准确性，从而避免因错误的实验操作导致的错误结果。当然在这一部分我们做的相对并不是很好，有时甚至在上课 前并未对实验原理及过程进行很好的预习。在做实验的过程中，我们不能简单的按照实验步骤来操作，在实验的过程中应仔细分析每一次得出的结果（当然，太固执与每一次的结果是无益的。），及时验算并发现错误，以便后续实验步骤的进行。 实验中要注意的事项有很多，一个小小的疏忽就很有可能导致整个实验的失败。我们也吃了这方面的亏，做第一个实验静水

压强实验时没有很好的理解装置的原理与应该特别注意的细节， 得出来的实验结果也不是特别的令人满意，在后续处理数据的时 候发现有一个实验结果得出的误差很大，效果很不好。开始时我 们打算舍弃所有的数据等到第二周重做，可是后来我们在分析思考题时发现在用实验数据来计算油的密度来验算结果时，有一项 结果是具有前后联系的，因而它的变化范围也是具有一定区间的，所以我们发现实验的误差来源于我们数据读数的估读位的误差，然后我们将这一数据的估读位做了一小幅度的调整，得出的 结果便相对十分准确了。从中我们便明白了一个实验并不是说实验结束了，数据处理完了，它就结束了，相反，在一个实验结束后对它的结果的思考与理解却是整个实验中最关键的一环。 而对于我来说，对一个实验最好的理解无益于在处理实验数据的时候了，有时候通过对计算公式的理解，对结果的分析，对思考题的解读，确实促进了我对水力学每一相关部分的认识。相对于以前需要无数次死记硬背的部分，难以理解的公式，通过对 水力学实验这一阶段的学习，我发现再去理解与记忆他们变得容易多了，这确实是一份难得的收获与体会。 当然，在处理实验数据与得出结果的过程中，也并不总是一 帆风顺的，我们也遇到了很多难题，最让我印象深刻的是水电比拟实验中流网的绘制与计算。因为实验时仪器总是并不能满足中线附近不能满足电压等于5V的缘故，我们5V的等势线偏向左边0.9厘米左右，这就造成了我们的等势线的左右不对称，给我们

最新水力学实验报告思考题答案(想你所要)

实验二 不可压缩流体恒定流能量方程（伯诺利方程）实验 成果分析及讨论 1. 测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？ 测压管水头线（P-P）沿程可升可降，线坡J P可正可负。而总水头线（E-E）沿程只降不升，线坡J 恒为正，即J>0。这是因为水在流动过程中，依据一定边界条件，动能和势能可相互转换。测点5至测点7,管收缩，部分势能转换成动能，测压管水头线降低，Jp>0。测点7至测点9,管渐扩，部分动能又转换 成势能，测压管水头线升咼，J p<0。而据能量方程E i=E2+h wi-2, h wi-2为损失能量，是不可逆的，即恒有h wi-2>0，故E2恒小于E i, （E-E）线不可能回升。（E-E）线下降的坡度越大，即J越大，表明单位流程上的水头损失 越大，如图2.3的渐扩段和阀门等处，表明有较大的局部水头损失存在。 2. 流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？有如下二个变化： （1 ）流量增加，测压管水头线（P-P ）总降落趋势更显著。这是因为测压管水头豆屮=Z +—■= E —管=E —°- 二一■ :'r，任一断面起始时的总水头E及管道过流断面面积A为定值时，Q增大， 2L 2^-- -二就增大，则'必减小。而且随流量的增加阻力损失亦增大，管道任一过水断面上的总水头E相应减 2 + ^ 小，故 '的减小更加显著 （2）测压管水头线（P-P）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 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，故增 大，（P-P）线的起落变化就更为显著。 3. 测点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题？ Z十土 测点2、3位于均匀流断面（图2.2），测点高差0.7cm, H P="均为37.1cm（偶有毛细影响相差0.1mm）, 表明均匀流同断面上，其动水压强按静水压强规律分布。测点10、11在弯管的急变流断面上，测压管水 头差为7.3cm,表明急变流断面上离心惯性力对测压管水头影响很大。由于能量方程推导时的限制条件之一是“质量力只有重力”，而在急变流断面上其质量力，除重力外，尚有离心惯性力，故急变流断面不能选作能量 方程的计算断面。在绘制总水头线时，测点10、11应舍弃。 4. 试问避免喉管（测点7）处形成真空有哪几种技术措施？分析改变作用水头（如抬高或降低水箱的水位）对 喉管压强的影响情况。 下述几点措施有利于避免喉管（测点7）处真空的形成： （1）减小流量，（2）增大喉管管径，（3）降低相应管线的安装高程，（4）改变水箱中的液位高度。 Q增大，H亦

水力学实验1-参考答案

水力学实验 参考答案 静水压强实验 1．同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ z+，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测测压管水头指p 压管水头线指测压管液面的连线。实验直接观察可知，同一静止液面内的测压管水头线是一根水平线。 2．当0?B p时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。 p，相应容器的真空区域包括以下三个部分： 0? B （1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占区域，均为真空区域。 （2）同理，过箱顶小不杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区域。 （3）在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区域。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。 3．若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定 γ。 最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水

界面至油面的垂直高度h 和0h ，由式00h h w w γγ= ，从而求得0γ。 4．如测压管太细，对于测压管液面的读数将有何影响？ 设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算 γ θσd h cos 4= 式中，σ为表面张力系数；γ为液体容量；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。常温的水，m N 073.0=σ，30098.0m N =γ。水与玻璃的浸润角θ很小，可以认为0.1cos =θ。于是有 d h 7.29= （h 、d 均以mm 计） 一般来说，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。另外，当水质不洁时，σ减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机下班玻璃作测压管时，浸润角θ较大，其h 较普通玻璃管小。 如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。因为测量高、低压强时均有毛细现象，但在计算压差时，互相抵消了。 5．过C 点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平面是不是等压面？哪一部分液体是同一等压面？ 不全是等压面，它仅相对管1、2及水箱中的液体而言，这个水平面才是等压面。因为只有全部具有下列5个条件的平面才是等压面：（1）重力液体；（2）静止；（3）连通；（4）连通介质为同一均质液体；（5）同一水平面。而管5与水箱之间不符合条件（4），相对管5和水箱中的液体而言，该水平面不是水平面。 6、用该实验装置能演示变液位下的恒定水流吗？ 关闭各通气阀门，开启底阀，放水片刻，可看到有空气由C 进入水箱。这时阀门的出

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 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=p o+pgh可得 p A= pg水(▽ 3- ▽ A) P B= pg*( ▽ 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： p o= pg水(▽ 1- ▽ 2)= pg水(▽ 3- ▽ 4) = pg x ( ▽ 5- ▽ 6) 3 4 、 1 2 pg x= pg水或p g x= pg水 5 6 5 6 3. 若水箱内气体压强P a,贝U卩1工卩2、卩3工卩4、P5丰卩6。 当p0

水力学实验

(一)水静力学实验 一、实验目的要求 1.通过测定密闭容器内静止液体中任意点(A、B)点的静水压强，进一步加深理解水静力学基本方程的物理意义和几何意义； 2.测定某种液体的容重γ。 二、实验装置 本实验的装置如图1-1所示。 图1-1水静力学实验装置图 1、蓄水筒； 2、密封水箱； 3、通气孔； 4、某种液体 ▽1、▽2、▽3、▽4、▽5为测压管 三、实验原理 对于重力作用下，处于静止状态的不可压缩的连续均质液体(如水、汽油、酒精、甘油 等)，其基本方程为： 式中：Z—单位位能，即位置水头； —单位压能，即压强水头； —液体容重；

—液体内部任一点的静水压强； —液体表面压强； h—液体内部任一点的液体深度。 工程上，一般用相对压强进行计算。 相对压强是以当地大气压为零(即作为基准面)开始计量的压强。 相对压强+ 当=时，P相＝γh或h＝ 当相＜0时，＝｜相｜ 式中：—当地大气压强。一般计算用工程大气压，工程大气压为98千牛/米2(即98千帕)。 四、实验方法与步骤 实验分两种情况进行。实验用液体为水。 (一)液体表面压强大于大气压强(即＞)的实验 1.打开通气孔，使水箱内的表面压强为大气压强。这时水箱内蓄水筒内和测压管内的水面应在同一水平面上。如果不在同一水平面上，必须检查各连接部位是否有漏水，堵塞现象，及时处理好。 2.关闭通气孔，将蓄水筒向上移动，筒内水流入箱内，使箱内空气被压缩，这时箱内液体表面压强＞。在测压管中看出压差的存在。 3.待水箱的蓄水筒内液面稳定后，测读测压管内的液面读数▽1至▽5，并填入表(一)内。 4.将蓄水筒再向上移动，箱内液体表面压强＞，重复步骤3。 5.重复步骤4，要求共测三次。 (二) 液体表面压强小于大气压强(即＜)的实验 1.打开通气孔，使水箱内的液体表面压强为大气压强。 2.关闭通气孔，或将通气孔胶管接于水箱顶部存水盒的测压管上。将蓄水筒向下移动，使箱内水流入筒内，这时箱内空气膨胀，液体表面压强＜。在测压管中看出压差的存

流体力学实验报告思考题详细指导

水力学实验报告 实验二不可压缩流体恒定流能量方程（伯诺利方程）实验 实验三不可压缩流体恒定流动量定律实验 实验四毕托管测速实验 实验五雷诺实验 实验六文丘里流量计实验 实验八局部阻力实验 实验二不可压缩流体恒定流能量方程（伯诺利方程）实验 实验原理 在实验管路中沿管内水流方向取n个过断面。可以列出进口断面(1)至另一断面(i)的能量方程式(i=2,3,……,n) 取a1=a2=…an=1，选好基准面，从已设置的各断面的测压管中读出值，测出通过管路 的流量，即可计算出断面平均流速v及，从而即可得到各断面测管水头和总水头。 成果分析及讨论 1.测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？ 测压管水头线（P-P）沿程可升可降，线坡J P可正可负。而总水头线（E-E）沿程只降

不升，线坡J恒为正，即J>0。这是因为水在流动过程中，依据一定边界条件，动能和势能可相互转换。测点5至测点7，管收缩，部分势能转换成动能，测压管水头线降低，Jp>0。测点7至测点9，管渐扩，部分动能又转换成势能，测压管水头线升高，J P<0。而据能量方程E1=E2+h w1-2, h w1-2为损失能量，是不可逆的，即恒有h w1-2>0，故E2恒小于E1，（E-E）线不可能回升。(E-E) 线下降的坡度越大，即J越大，表明单位流程上的水头损失越大，如图2.3的渐扩段和阀门等处，表明有较大的局部水头损失存在。 2.流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？ 有如下二个变化： （1）流量增加，测压管水头线（P-P）总降落趋势更显著。这是因为测压管水头 ，任一断面起始时的总水头E及管道过流断面面积A为定值时，Q增大，就增大，则必减小。而且随流量的增加阻力损失亦增大，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（P-P）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 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，（P-P）线的起落变化就更为显著。 3.测点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题？ 测点2、3位于均匀流断面（图2.2），测点高差0.7cm，H P=均为37.1cm（偶有毛

工程流体力学及水力学实验报告记录及分析讨论

工程流体力学及水力学实验报告记录及分析讨论

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工程流体力学及水力学实验报告及分析讨论 实验一流体静力学实验 验原理 重力作用下不可压缩流体静力学基本方程 (1.1) 中： z被测点在基准面的相对位置高度； p被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同； p0水箱中液面的表面压强； γ液体容重； h被测点的液体深度。 对装有水油（图1.2及图1.3）U型测管，应用等压面可得油的比重S0有下列关系： (1.2) 此可用仪器（不用另外尺）直接测得S0。 验分析与讨论 同一静止液体内的测管水头线是根什么线？ 测压管水头指，即静水力学实验仪显示的测管液面至基准面的垂直高度。测压线指测压管液面的连线。实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平当P B<0时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。 ，相应容器的真空区域包括以下三部分： )过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，

面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真。 )同理，过箱顶小水杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区)在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区。这段高度与测压管2液面低液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定γ0。 最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油至油面的垂直高度h和h0，由式，从而求得γ0。 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？ 设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛由下式计算 中，为表面张力系数；为液体的容量；d为测压管的内径；h为毛细升高。常温(t=20℃，=7.28dyn/mm，=0.98dyn/mm。水与玻璃的浸润角很小，可认为cosθ=1.0。于是有 单位为mm) 一般来说，当玻璃测压管的内径大于10mm时，毛细影响可略而不计。另外，当水质，减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机玻璃作测压管时，浸润角较大，其h较普管小。 如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。因为测量高、时均有毛细现象，但在计算压差时，互相抵消了。 过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平面是不是等压面？分液体是同一等压面？

水力学实验报告思考题答案(全)

水力学实验报告思考题答案 （一）伯诺里方程实验（不可压缩流体恒定能量方程实验） 1、测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？ 测压管水头线（P-P）沿程可升可降，线坡J P可正可负。而总水头线（E-E）沿程只降不升，线坡J p恒为正，即J>0。这是因为水在流动过程中，依据一定边界条件，动能和势能可相互转换。如图所示，测点5至测点7管渐缩，部分势能转换成动能，测压管水头线降低，J p>0。，测点7至测点9,管渐扩，部分动能又转换成势能，测压管水头线升高，J p<0。而据能量方 程E1=E2+h wi-2, h wi-2为损失能量，是不可逆的，即恒有h wi-2>0，故E a恒小于E i,（E-E）线不可 能回升。（E-E）线下降的坡度越大，即J越大，表明单位流程上的水头损失越大，如图上的渐扩段和阀门等处，表明有较大的局部水头损失存在。 2、流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？ 1 ）流量增加，测压管水头线（P-P）总降落趋势更显著。这是因为测压管水头 H p Z - E -Q^，任一断面起始的总水头E及管道过流断面面积A为定值时，Q P2gA2 2 增大，—就增大，则Z -必减小。而且随流量的增加，阻力损失亦增大，管道任一过水 2g 断面上的总水头E相应减小，故Z —的减小更加显著。 2）测压管水头线（P-P）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 2 2 有H P Z卫寫 2 v 2g Q2A Q2A2 2g Q2A； 2g 1等Q2A； 2g 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，P P线的起落变化更为显著。 3、测点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题？ 测点2、3位于均匀流断面，测点高差0.7cm，H P Z 卫均为37.1cm （偶有毛细影 响相差0.1mm）表明均匀流各断面上，其动水压强按静水压强规律分布。测点10、11在弯 管的急变流断面上，测压管水头差为7.3cm，表明急变流断面上离心惯性力对测压管水头影 响很大。由于能量方程推导时的限制条件之一是“质量力只有重力”，而在急变流断面上其 质量力，除重力外，尚有离心惯性力，故急变流断面不能选作能量方程的计算断面。在绘制总水头线时，测点10、11应舍弃。

水力学实验报告答案

重庆交通大学 实验一流体静力学实验 水力学实验 重庆交通大学 2013/6/8 重庆交通大学 水力学实验报告 实验分析与讨论 1.同一静止液体内的测管水头线是根什么线？ 测压管水头指，即静水力学实验仪显示的测管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测压管液面的连线。实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2.当P B<0时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。 ，相应容器的真空区域包括以下三部分： (1)过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该

水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。 (2)同理，过箱顶小水杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区域。 (3)在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。 3.若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定γ0。 最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度h和h0，由式，从而求得γ0。 4.如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？ 设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算 式中，为表面张力系数；为液体的容量；d为测压管的内径；h为毛细升高。常温(t=20℃)的水，=7.28dyn/mm，=0.98dyn/mm。水与玻璃的浸润角很小，可认为cosθ=1.0。于是有 (h、d单位为mm) 一般来说，当玻璃测压管的内径大于10mm时，毛细影响可略而不计。另外，当水质不洁时，减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机玻璃作测压管时，浸润角较大，其h较普通玻璃管小。 如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。因为测量高、低压强时均有毛细现象，但在计算压差时，互相抵消了。 5.过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平面是不是等压面？哪一部分液体是同一等压面？