篇一：流体力学实验指导书1流体力学（水力学）实验指导书黎强张永东编西南大学工程技术学院建筑系二零零八年九月流体力学综合实验台简介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.实验桌利用这种实验台可进行下列实验：一、雷诺实验；二、能量方程实验；三、管路阻力实验；1．沿层阻力实验2．局部阻力实验；四、孔板流量计流量系数和文丘里流量系数的测定方法；五、皮托管测流速和流量的方法。

一、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．实验装置本实验的实验装置为：（1）流体力学综合实验台；（2）雷诺实验台。

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。

雷诺实验台部件种类同综合实验台雷诺实验部分。

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=3.467×10-5m3/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=1.519×10-6m2/s 。

q3.467?10?5?0.255m/s 流速 v??f?0.01424?6?207 5根据实验数据和计算结果，可绘制出雷诺数与流量的关系曲线（图2）。

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。

二、能量方程实验1、实验目的（1）、观察流体流经能量方程实验管时的能量转化情况，并对实验中出现的现象进行分析，从而加深对能量方程的理解。

（2）、掌握一种测量流体流速的原理。

2、实验装置流体力学综合实验台中，能量方程实验部分涉及的有上水箱、能量方程实验管、上水阀门、出水阀门、水泵、测压管板（图中未给出）和计量水箱等。

3、实验前准备工作开启水泵，全开水阀门使水箱注满水，再调节上水阀门，使水箱水位始终保持不变，并有少量溢出。

4、实验方法（1）、能量方程实验调节出水阀门至一定开度，测定能量方程实验管的四个断面四组测压管的液柱高度，并利用计量水箱和秒表测定流量。

改变阀门的开度，重复上面方法进行测试。

根据测试数据的计算结果，绘出某一流量下各种水头线（如图3），并运用能量方程进行分析，解释各测点各种能头的变化规律。

可以看出，能量损失沿着流体流动方向增大的；ⅰ与ⅲ比较，两点管径相同，所以动能头基本相同，但ⅲ点的压力能头比ⅰ增大了，这是由于位置能转化而得来的；ⅰ与ⅱ比较，其位置能头相同，但ⅱ点比ⅰ点的压力能头大，这是图3各种水头线由于管径变粗；速度减慢，动能头转化为压力能头；ⅲ与ⅳ比较，位置能头相同，但压力能头小了，可明显看出，是压力能头转化为速度能头了。

实验结果还清楚的说明了连续方程，对于不可压缩的流体稳定流动，当流量一定时，管径粗的地方流速小，细的地方流速大。

篇二：流体力学实验指导书华中科技大学目录第一部分演示实验一、静压传递自动扬水实验???????????????????1二、水击综合实验???????????????????????2三、流谱流线显示实验（一）??????????????????5四、流谱流线显示实验（二）??????????????????7五、能量方程演示实验?????????????????????10 第二部分量测实验一、静水压强量测实验（4台）??????????????????13静水压强量测实验（新）（4台）????????????????15二、流速量测（毕托管）实验???????????????????20三、沿程水头损失实验??????????????????????24四、管道局部水头损失实验（4台）????????????????28五、文丘里流量计及孔板流量计率定实验（4台）??????????31 文丘里流量计实验（新）（4台）????????????????34六、孔口与管嘴流量系数验证实验（4台）?????????????37七、动量方程验证实验（新）（8台）????????????????40八、雷诺实验（4台）????????????????v??????43 雷诺实验（新）（4台）????????????????????47九、堰流流量系数的测定实验???????????????????51十、闸下自由出流流量系数的测定实验???????????????54 十一、水跃实验?????????????????????????57 十二、圆柱绕流压强分布测量实验（2台）?????????????61 十三、平板边界层实验（2台）??????????????????64 十四、翼型表面压强分布测量实验（2台）?????????????67 十五、气体紊流射流实验（2台）?????????????????70 十六、压力传感器的标定实验???????????????????73 十七、热线探头的标定实验????????????????????76十八圆柱体尾迹速度分布测量实验?????????? ??????79 附录1：体积法电子流量仪使用方法????????????????? 82 附录2：xsj－39bi型流量数字积算仪瞬时流量的测读方法???????83第一部分演示实验演示实验一静压传递自动扬水实验（一）实验目的通过演示液体静压传递、能量转换与自动扬水的现象。

可了解流体的静压传递特性、“静压奇观”的工作原理及其产生条件以及虹吸原理等，有利于培养学生的实验观察分析能力、提高学习兴趣。

（二）实验装置本实验的装置如图i-1-1所示。

图i-1-1 静压传递扬水仪实验装置图1．供水管；2．扬水管与喷头；3．上密封压力水箱；4．上集水箱；5．虹吸管；6．逆止阀；7．通气管；8．下水管；9．下密封压力水箱；10．水泵、通气管；11．水泵；12．下集水箱。

本实验装置配备有：上、下密封压力水箱、扬水喷管、虹吸管、逆止阀、水泵、可控硅无级调速器、水泵过热保护器及集水箱。

（三）实验原理集水箱4中的具有一定位置势能的水体经下水管8流入下密封压力水箱9，使箱中表面压强增大，并经通气管7等压传至上密封压力水箱3，箱3中的水体在表面压强作用下经过扬水管与喷头2喷射到高处。

本实验中喷射高度可达30cm以上。

当箱9中的水位满顶后，水压继续上升，直到虹吸管5工作，使箱9中的水体排入下集水箱12。

由于箱9与箱3中的表面压强同时降低，逆止阀6被自动开启，水自箱4流入箱3。

这时箱4中的水位低于管8的进口，当箱9中的水体排完以后，箱4中的水体在水泵11的供给下，亦逐渐漫过8的进口处，于是第二次扬水循环接着开始。

如此周而复始，形成了循环式静压传递自动扬水的“静压奇观”现象。

（四）实验说明及应用1、“静压奇观”不是“永动机”实验中水为什么能自动流向高处？它做功所需的能量来自何处？这是因为部分水体从上集水箱4落到下密封水箱9，它的势能传递给了水箱3中的水体，因而获得了能量。

经过能量转换，势能变为动能，水才能喷向高处。

从总能量来看，在静压传递过程中，只有损耗，没有再生，因而“静压奇观”的现象，实际上是一个能量传递与转换的过程。

2、喷水高度与落差关系水箱4与水箱9的落差越大，则水箱9与水箱3中的表面压强越大，喷水高度也越高。

利用本装置原理，可以设计具有实用性的提水设施，它可把半山腰的水源送到山顶，这种装置的优点是无传动部件，经济、实用。

3、虹吸现象及产生条件本实验中虹吸管相当于一个带有自动阀门的旁通管。

当水箱9没有满顶时，由于水流自水箱4进入水箱9时，部分压能变为动能，并被耗损，虹吸管中水位较低（未满），不可能流动。

而当水箱9满顶后，动能减少，耗损降低。

当水箱4中的水位超过虹吸管顶时，必然导致虹吸管满管出流，虹吸管工作以后，箱9中的表面压强很快降到大气压强，这时虹吸管仍能连续出水，直至箱9中水体排光，这是因为虹吸管的出口水位低于箱9中的水位。

演示实验二水击综合实验（一）实验目的演示水击波传播、水击扬水、调压筒消减水击等工况，以及水击压强的量测。

（二）实验装置本实验的装置如图i-2-1所示。

图i-2-1 水击综合实验仪装置图1．恒压水箱；2．水击扬水机出水管；3．气压表；4．扬水机截止阀；5．压力室；6．调压筒；7．水泵；8．水泵吸水管；9．供水管；10．调压筒截止阀；11．水击发生阀；12．逆止阀；13．水击室；14．集水箱；15．底座；16．回水管。

本实验装置配备有：恒压水箱、供水管、调压筒、水击室、压力室、气压表、扬水机出水管、水击发生阀、水泵、可控硅无级调速器及集水箱。

（三）实验原理1、水击的产生和传播水泵7能把集水箱14中的水送入恒压供水箱1中，水箱1内设有溢流板和回水管，能使水箱中的水位保持恒定。

工作水流自水箱1经供水管9和水击室13，再通过水击发生阀11的阀孔流出，回到集水箱14。

实验时，先全关阀10和4，触发起动阀11。

当水流通过阀11时，水的冲击力使阀11上移关闭而快速截止水流，因而在供水管9的末端首先产生最大的水击升压，并使水击室13同时承受这一水击压强。