目录实验一静水压强实验•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1实验二伯努利方程式的验证•••••••••••••••••••••••••••••••••••••3实验三雷诺实验••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6实验四管道沿程阻力实验••••••••••••••••••••••••••••••••••••••9实验五管道局部阻力系数的测定••••••••••••••••••••••••••••••••12实验一静水压强实验（一）实验目的1、测定静止液体中某点的静水压强，加深对静压公式p=p0+γh的理解；2、测定有色液体的重度，并通过实验加深理解位置水头，压强水头及测压管水头的基本概念，观察静水中任意两点测压管水头Z+p/γ=常数。

p=p0+γh式中：P——被测点的静水压强；P0——水箱中水面的表面压强；γ——液体重度；h——被测点在表面以下的竖直深度。

可知在静止的液体内部某一点的静水压强等于表面压强加上液体重度乘以该点在液面下的竖直深度。

（四）实验步骤1、打开密封水箱E顶上空气阀门a，此时水箱内水面上的压强p0=p a。

观察各测压连通管内液面是否平齐，如果不齐则检查各管内是否阻塞并加以勾通。

2、读取A点、B点的位置高度Z A、Z B。

3、关闭空气阀门a，转动手柄，抬高长方形小水箱F至一定高度，此时表面压力P0＞P a，待水面稳定后读各测压管中水位标高▽=▽I（I=1、2、3、4、5），并记入表中。

4、在保持P0＞P a的条件下，改变长方形小水箱F高度，重复进行2-3次。

5、打开空气阀门a，使水箱内的水面上升，然后关闭空气阀门a，下降长方形小水箱。

6、在P0＜P a的条件下，改变水箱水位重复进行2-3次。

（五）对表中数据进行分析单位：mm实验二 伯努利方程式的验证（一）实验目的：1、观察流体（水）在管内作恒定流动时，位置水头（Z ）、压强水头（rp ）和速度水头（V 2/2g ）三者沿程变化的规律，加深对能量方程的理解。

2、观察实际流体（水）和理想流体总水头（H ）的差别，建立沿程水头损失（H i ）和局部水头损失（H j ）的概念。

（二）实验装置及仪器伯努利方程仪（见图2-1）、秒表、量筒等。

图2-1仪器流程图1-水箱 2-水泵 3-回流阀 4-供水管 5-溢水管 6-摆头 7-调节阀 8-活动测头 9-水位计 10-标尺 11-上水管 12-上水箱 13-不透明管 14-大透明管 15-弯管 16-排污阀（三）实验原理：理想不可压缩流体在重力场中沿管道作恒定流动时，流体能量遵循伯努利方程式：gVr p Z 22++= 常数实际上，流体都有粘性，这使流体在流动过程中连续地损失能量，因而实际的粘性流体流动时，两截面上流体的能量满足如下实际流体伯努利方程式：gV rp Z 22111++=2hw122222+++gV rp Zh w =h f +h j对于静止流体，伯努利方程式变为静力学基本方程式：Z +rp = 常数（四）实验步骤：1、熟悉设备及各测压管的测量点：2、启动水泵向稳压水箱充水，使稳压水箱始终保持溢流；3、关闭阀门，排除管道内以及测压管内的空气，直至各测压管中水柱高度与稳压水箱中水面高度一致（总水头），并将读数记录在实验报告上。

4、 略开阀门7，转动各测压管活动测头8，使测压管处于测静压水头状态（即活动测头下端小孔垂直于流向），观察各测压管示值（即h 静=rp Z 11+），将读数记录在实验报告上。

5、 保持阀门7的开启度，转动各测压管活动测头8，使侧压管处于测全压水头状态（使活动测头下端小孔正对流向，观察各测压管示值（即h金=gV r p Z 22111++），将读数记录在实验报告上。

6、 转动摆头6，用量筒、秒表测量流量，并作记录。

7、开大阀门7（但须使水箱仍保持溢流），重复4、5、6的步骤一遍。

（五）实验报告设备型号：ZB-3型规 格：透明大管内径21.1mm ；左小管内径12.9mm ，右小管内径13.4mm 。

1、表格实验水温： 零流速时水位： mm2、要求（1）根据实测数据，按比例绘出各点总水头的连线，静压水头的连线及全压水头的连线。

（2）比较动压水头换算的流速（ghV）与平均流速（V）的大小说明其2差别的意义。

（3）说明在两种阀门开启度（即两种流量）下，测点1—4之间管路能量损失（h w1-4）为何不同？（六）思考讨论题：1、测压管测量的是绝对压力，还是表压力？2、当阀门全关时，各测压管中的水面为什么与稳定水箱中的水面能在同一高度上？这一高度表示的是什么水头？3、阀门打开后，各测压管的水柱都要下降，就测压管1来说，它的下降量表示什么？测压管1和2的水柱高度差△h1-2表示什么？是表示测点1和2的压差？4、为什么测压管3的水位高度高于测压管2？5、用测压管6测得的零流速时水位（全压）及序号1、2测得的全压能，证明流运过程中的能量损失（hr）与流速成正比关系还是与流速的平方成正比？该实验也可自在另一套实验装置做，具体如下：一、实验目的（同前）二、实验设备本实验台由压差板、实验管道、水泵、实验桌和计量水箱等组成，如图一所示：图一 伯努利方程实验台1.水箱及潜水泵2.上水管3.电源4.溢流管5.整流栅6.溢流板7.定压水箱8.实验细管9. 实验粗管 10.测压管 11.调节阀 12.接水箱 13.量杯 14回水管 15.实验桌 三、 实验前的准备工作：1．全开溢流水阀门 2．稍开给水阀门 3．将回水管放于计量水箱的回水侧 4．接好各导压胶管 5．检验压差板是否与水平线垂直 6． 启动电泵，使水作冲出性循环,检查各处是否有漏水的现象。

四、 几种实验方法和要求： 1． 验证静压原理： 启动电泵，关闭给水阀，此时能量方程试验管上各个测压管的液柱高度相同，因管内的水不流动没有流动损失，因此静水头的连线为一平行基准线的水平线，即在静止不可压缩均匀重力流体中，任意点单位重量的位势能和压力势能之和（总势能）保持不变，测点的高度和测点位置的前后无关，记下四组数据于表二的最下方格中。

2． 测速：能量方程试验管上的四组测压管的任一组都相当于一个毕托管，可测得管内任一点的流体点速度，本试验已将测压管开口位置在能量方程试验管的轴心，故所测得的动压为轴心处的，即最大速度。

毕托管求点速度公式： gh V B 2=利用这一公式和求平均流速公式（F Q V /=）计算某一工况（如表中工况2平均速度栏）各测点处的轴心速度和平均流速得到表一一定时，管径粗的地方流速小，细的地方流速大。

3．观察和计算流体、管径，能量方程试验管（伯努利管）对能量损失的情况：在能量方程试验管上布置四组测压管Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，每组面的测压管测的压力为总压，全开给水阀门，观察总压沿着水流方向的下降情况，这说明流体的总势能沿着流体的流动方向是减少的，改变给水阀门的开度，同时用计量水箱和秒表测定不同阀门开度下的流量及相应的四组测压管液柱高度，记到数据表中。

表二给出了两个工况的全部实验数据根据以上数据和计算结果，绘出流量下的各种水头线，并解释图中现象。

就图中现象回答如下问题：1．为什么能量损失时沿着流动的方向增大的？2．为什么Ⅰ比Ⅱ压力能头大？（由于管径变粗流速减慢，动能头转变为了压力能头）3．为什么Ⅱ比Ⅲ位置能头相同但压力能头小了？（因为压力能头转化成速度能头了）4．为什么Ⅳ比Ⅲ压力能头增大了？（因为尽管两点管径相同，动能头相等，但因位置变化所以压力能头增大了）上图不必用管内的平均流速画图这是因为能量方程式在一条流线上亦是成立的，但值得说明一点的是测压管是成双的，这样做较直观，通过实验和计算很明显，两者间的距离所引起的误差是不会改变试验的实质的。

五、结束实验全开阀门，把管道内的水放掉，然后关闭各阀门。

实验三雷诺实验1．实验目的（1）观察流体在管道中的流动状态；（2）测定几种状态下的雷诺数；（3）了解流态与雷诺数的关系。

2．实验装置在流体力学综合实验台中，雷诺实验涉及的部分有高位水箱、雷诺数实验管、阀门、伯努力方程实验管道、颜料水（蓝墨水）盒及其控制阀门、上水阀、出水阀，水泵和计量水箱等，秒表及温度计自备。

流体力学综合实验台为多用途实验装置，其结构示意图如图1所示。

图1 流体力学综合试验台结构示意图1.储水箱2.上、回水管3.电源插座4.恒压水箱5.墨盒6.实验管段组7.支架8.计量水箱9.回水管10.实验桌3．实验前准备（1）、将实验台的各个阀门置于关闭状态。

开启水泵，全开上水阀门，把水箱注满水，再调节上水阀门，使水箱的水有少量溢流，并保持水位不变。

（2）、用温度计测量水温。

4．实验方法（1）、观察状态打开颜料水控制阀，使颜料水从注入针流出，颜料水和雷诺实验管中的水迅速混合成均匀的淡颜色水，此时雷诺实验管中的流动状态为紊流；随着出水阀门的不断的关小，颜料水与雷诺实验管中的水渗混程度逐渐减弱，直至颜料水与雷诺实验管中形成一条清晰的线流，此时雷诺实验管中的流动为层流。

（2）测定几种状态下的雷诺系数全开出水阀门，然后在逐渐关闭出水阀门，直至能开始保持雷诺实验管内的颜料水流动状态为层流状态。

按照从小流量到大流量的顺序进行实验，在每一个状态下测量体积流量和水温，并求出相应的雷诺数。

实验数据处理举例：设某一工况下具体积流量Q=3.467×10-5m 3/s ，雷诺实验管内径d=0.014m ，实验水温T=5℃，查水的运动粘度与水温曲线，可知微v=1.519×10-6m 2/s 。

流 速 s m F Q V /255.0014.0410467.325=⨯⨯==-π数Re ⋅=V。

不同温度下，对应的曲线斜率不同。

3）测定下临界雷诺数调整出水阀门，使雷诺实验管中的流动处于紊流状态，然后缓慢地逐渐关小出水阀门，观察管内颜色水流的变动情况。

当关小某一程度时，管内的颜料水开始成为一条线流，即为紊流转变为层流的下临界状态。

记录下此时的相应的数据，求出下临界雷诺数。

4）观察层流状态下的速度分布关闭出水阀门，用手挤压颜料水开关的胶管二到三下，使颜料水在一小段管内扩散到整的断面。

然后，在微微打开出水阀门，使管内呈层流流动状态，这是即可观察到水在层流流动时呈抛物状，演示出管内水流流速分布。

注：每调节阀门一次，均需等待稳定几分钟。

关小阀门过程中，只许渐小，不许开打。

随着出水流量减小，应当调小上水阀门，以减少溢流流量引发的振动实验四 管道沿程阻力实验（一）实验目的1、在管壁相对粗糙度（ε/d ）一定时，确定管路沿程阻力系数λ值和雷诺数Re 的关系；2、了解影响沿程阻力因素。

流体沿内径均匀的管道流动时，产生的沿程阻力损失h f 由达西公式表示：h f =gd LVλ22(m)式中：λ——沿程阻力系数； L ——测量管段长度（m ）；d ——测量管段管径（m ）；V ——测量管段平均流速（m/s ）。