3、计算局部阻力系数 实验管出水情况下，由于能量损失，可观察到测压管的静压和全压水头是沿着水流 方向下降的，说明流体的总能沿着流体的流动方向是减少的；但在不同管径处和存在高度差 时，静压和全压水头的变化情况有所不同，说明损失情况也不尽相同。 液体从水箱流向出水阀过程中，分别经过了管路扩大、管路缩小，连续两个 45°转 向三种管路，它们可以产生压力损失。为简便起见，假设它们均为局部压力损失。计算压力 损失系数。 h f h 式中： h f ——伯努利方程能量损失水头；
雷诺数计算 临界雷诺数计算公式： 式中：vc——临界速度； vc
q v 4 qv 。 A d 2 Re c vc d
——水的运动粘度。
四、实验操作
1、验证静压原理 （1）启动水泵，当水充满恒压水箱和伯努利实验管后，关闭出水阀门（注意清除伯努利 实验管内的气泡） 。 （2）验证静压平衡方程 观察伯努利实验管上各个测压管的液柱高度。此时，因伯努利实验管内的水不流动，没 有能量损失，各个测压管内的水位均处于同一高度。即验证了静止、不可压缩流体在重力场 中，任意点的位置势能和压力势能之和保持不变，测点的水位高度和测点的前后位置无关。
流量测速记录表
计量 体积 Q ml 计时 时间 t s 体积 流量 qv m3/s 平均流速 v m/s Φ14mm 段 Φ25mm 段 Φ14mm 段 Re Φ25mm 段
2、实验现象分析 依据实验数据，分析毕托管测速是否与流量测速一致？原因是什么？
实验分析
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伯努利方程实验
一、实验目的
1、观察流体流经伯努利方程（能量方程）实验管的能量转化情况，对实验中出现的现象进行 分析，加深对能量方程的理解。 2、验证流体的静压原理。 3、掌握测量计算流体局部阻力系数的方法。
东北林业大学
Northeast Forestry University
液压流体力学
实验指导书
常同立 编写
机电工程学院
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目录
1、定常流动与非定常流动观察及装置分析实验....................................................................... 2、毕托管测速及流量连续性方程验证实验............................................................................... 3、伯努利方程实验........................................................................................................................ 4、雷诺实验....................................................................................................................................
四、实验操作
1、验证静压原理 （1）启动水泵，当水充满恒压水箱和伯努利实验管后，关闭进水和出水阀门（注意清除 伯努利实验管内的气泡） 。 （2）观察伯努利实验管上各个测压管的液柱高度。调节放水阀放水，使出水量较大，保 证液流处于湍流状态。 （3）测量伯努利实验管上各个测压管的液柱高度。测量全压和静压。填写表格。 （4）用计量杯和秒表测量流量。测量液体流出体积与对应时间。填写表格。 （5）放水阀半开和全开两种状态，各测量一次。
1 储水箱；2 实验台架；3 恒压水箱；4 静压测量管；5 全压测量管； 6 伯努利实验管；7 回水箱；8 回水管
理想不可压缩流体在重力场中沿管线作定常流动时，流体所具有的能量及其转换关系遵 循伯努利方程。但实际流体都是有粘性的，因此在流动过程中，会因磨擦而造成能量损失。
此时的能量方程变为：
z1
-
动压为轴心处的压力，测得的流体流速为最大速度。 毕托管求速度公式： v p vmax 2 gh 圆管中，平均速度与最大速度间的关系为： v
1 q vmax v 2 A
式中：Δh——毕托管中，静压和全压测量管内的水位高度差。 A——实验管中不同管段的过流断面面积。
（2）雷诺数计算 临界雷诺数计算公式： 式中：vc——临界速度； vc
三、实验原理
（1）毕托管测速 实验装置中设置了四组毕托测速管， 分别测量伯努利实验管中不同位置处的静压和全压。
1 储水箱；2 实验台架；3 恒压水箱；4 静压测量管；5 全压测量管； 6 伯努利实验管；7 回水箱；8 回水管
伯努利实验管中，每一组测压管（包括静压测量管和全压测量管）都相当于一个毕托管， 可测得管内流体的流动速度。实验台测压管开口位置设在伯努利实验管的轴心，故所测得的
4、观察分析定常流动获取装置（恒压水箱）的结构与各组件功能 （1）观察分析定常流动获取装置（恒压水箱）的结构，并测绘简图。 （2）分析定常流动获取装置（恒压水箱）各组件功能。
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定常流动与非定常流观察及装置分析实验报告
专 业(班级): 姓 名:
实 验 日 期:
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实验数据计算和处理
1、绘制恒定流动获取装置结构图（标注尺寸数据）
实验要求
1、实验前认真阅读实验指导书，了解实验内容、实验设备与实验操作基本步骤； 2、实验前对相关理论知识进行复习，掌握实验基本原理； 3、实验中遵守纪律，认真观察实验现象，记录实验数据，不得做与实验无关的事情； 4、按照实验操作步骤进行实验，不得擅自更改实验操作顺序，避免损坏实验设备； 5、实验结束后清理实验设备，恢复其原有状态，并保持实验室卫生； 6、实验后认真处理数据，撰写实验报告，不得抄袭他人实验结果。
（2）放水阀全开状态
毕托管测速记录表
测压管 1 静压 测量水头 h mm 全压 测压管 2 静压 全压 测压管 3 静压 全压 测压管 4 静压 全压
水头高差 Δh mm
最大流速 vmax m/s
平均流速 v m/s
注：恒压水箱底面低于测压管标尺 30mm，因此测量水箱水位、静压与全压水位高度时，测 量结果加上 30mm。
2、验证实际伯努利方程（有能量损失的） （1）启动水泵，当水充满恒压水箱和伯努利实验管后，打开伯努利实验管出水流量调节
阀门至一定开度，使恒压水箱中的水出流，并使恒压水箱保持一定的溢流量； （2）观测四组测压管中静压和全压测量管内水位的高度，静压测量管水位高度低于全压 测量管水位高度。符合伯努利方程及相关概念。 （3）观测四组测压管中全压测量管内水位的高度，并记录测量数值。上游全压测量管水 位高度高于下游全压测量管水位高度。符合伯努利方程。 同时利用秒表和量杯计量当时状态下的出水流量，并记录在实验数据记录表中。 （4）半开和全开出水流量调节阀门，分别测量一次。
q v 4 qv 。 A d 2 Re c vc d
——水的运动粘度。
（3）流量连续性方程验证 毕托管测速数据可以验证连续性方程。即当流量一定时，管径大的管段水流流速小，管 径小的管段流速大。 各段管路毕托管测速计算平均流速与量杯测量流量计算出的平均流速基本一致。 （注意： 依据雷诺数，判断液流的流态。 ）
本实验通过对实验装置的操作与结构分析，旨在提高学生对流体流动特征建立感性认知。 KRL-18A 型实验装置如下图所示。本实验和雷诺实验共用一个恒压水箱，实验系统由伯 努利实验管、测压管、测压板、流量调节阀门等组成。 实验装置中设置了四组测压管，分别测量伯努利实验管中不同位置处的静压和全压。
1 储水箱；2 实验台架；3 恒压水箱；4 静压测量管；5 全压测量管； 6 伯努利实验管；7 回水箱；8 回水管
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定常流动与非定常流动观察及装置分析实验
一、实验目的
1、观察流体流经伯努利实验管的流动状态，观察定常流动与非定常流动的流体流态，建立定 常流动与非定常流动的观念，加深对液体流动的理解。 2、观察液体流动，理解流线、迹线、一维流动概念。 3、分析定常流动的获得方法，及实验装置的各部分功能。
二、实验装置
二、实验装置
KRL-18A 型实验装置如下图所示。本实验和雷诺实验共用一个恒压水箱，实验系统由伯 努利实验管、测压管、测压板、流量调节阀门，以及计量杯、秒表等组成。
三、实验原理
本实验是对流体分别在静止与流动时的能量转化关系与能量守恒定律的验证。 实验装置中设置了四组测压管，分别测量伯努利实验管中不同位置处的静压和全压。
三、实验操作
1、观察水箱水头变化的非定常流动（放水阀开度不变）
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（1）半开出水流量调节阀门，保持阀门开度不变。 （2）启动水泵，向水箱充水。 （3）在水箱水位升高过程（保持变化状态）中，观察伯努利实验管上各个测压管的液柱 高度。注意观察各个测压管水位是否发生变化？ （4）水箱充满水后，停止水泵，同时观察伯努利实验管上各个测压管的液柱高度。注意 观察各个测压管水位是否发生变化？ 2、观察放水阀开度变化的非定常流动（水箱水头不变） （1）启动水泵，当水充满恒压水箱和伯努利实验管后，使恒压水箱中的水出流，并使恒 压水箱保持一定的溢流量； （2）由小变大，打开放水阀（放水阀处于持续变化中） 。 （3）同时，观察四组测压管中静压和全压测量管内水位的高度。注意观察各个测压管水 位是否发生变化？ （4）由大变小，打开放水阀（放水阀处于持续变化中） 。重复实验步骤（3） 。 3、观察定常流动（水箱水头不变，放水阀开度不变） （1）启动水泵，当水充满恒压水箱和伯努利实验管后，使恒压水箱中的水出流，并使恒 压水箱保持一定的溢流量； （2）半开出水流量调节阀门，保持阀门开度不变。 （3）观察四组测压管中静压和全压测量管内水位的高度。注意观察各个测压管水位是否 发生变化？ （4）全开出水流量调节阀门，保持阀门开度不变，重复实验步骤（3） 。
h ——局部阻力水头；
v2 2g
——局部阻力系数；