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：用水头增大h时，测点7断面上值可用能量方程求得。

准面及计算断面1、2、3，计算点选在管轴线上（以下水柱单位均为cm）。

于是由断面1、2的能量方程（取a2=a3=(1)1-2可表示成此处c1.2是管段1-2总水头损失系数，式中e、s分别为进口和渐缩局部损失系数。

连续性方程有（1）可变为(2)可由断面1、3能量方程求得，即(3)得(4)式( 2)有(Z2+P2/γ)随h递增还是递减，可由(Z2+P2/γ)加以判别。

因(5)(d3/d2)4+c1.2]/(1+c1.3)>0，则断面2上的(Z+p/γ) 随h同步递增。

反之，则递减。

文丘里实验为递减情况，可供空考。

验报告解答中，d3/d2=1.37/1，Z1=50，Z3=-10，而当h=0时，实验的(Z2+P2/γ)=6，，将2)、(3)，可得该管道阻力系数分别为c1.2=1.5，c1.3=5.37。

再将其代入式(5)得本实验管道喉管的测压管水头随水箱水位同步升高。

但因(Z2+P2/γ)接近于零，故水箱水位的升高对提高喉管的压强）效果不显著。

变水头实验可证明该结论正确。

毕托管测量显示的总水头线与实测绘制的总水头线一般都有差异，试分析其原因。

与毕托管相连通的测压管有1、6、8、12、14、16和18管，称总压管。

总压管液面的连续即为毕托管测量显示的总包含点流速水头。

而实际测绘的总水头是以实测的值加断面平均流速水头v2/2g绘制的。

据经验资料，对于园在离管壁约0.12d的位置，其点流速方能代表该断面的平均流速。

由于本实验毕托管的探头通常布设在管轴附近，其大于断面平均流速水头，所以由毕托管测量显示的总水头线，一般比实际测绘的总水线偏高。

因此，本实验由1、6、8、12、14、16和18管所显示的总水头线一般仅供定性分析与讨论，只有按实验原理与方法线才更准确。

实验四毕托管测速实验验分析与讨论用测压管测量点压强时，为什么要排气？怎样检验排净与否？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，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。

托管的动压头h和管嘴上、下游水位差H之间的大关系怎样？为什么？毕托管校正系数c=11‰（与仪器制作精度有关）。

喇叭型进口的管嘴出流，其中心点的点流速系数=0.9961‰。

所。

验Δh=21.1cm，ΔH=21.3cm，c=1.000。

测的流速系数说明了什么？嘴出流的作用水头为H，流量为Q，管嘴的过水断面积为A，相对管嘴平均流速v，则有作管嘴流速系数。

对点流速而言，由管嘴出流的某流线的能量方程，可得：为流管在某一流段上的损失系数；为点流速系数。

本实验在管嘴淹没出流的轴心处测得=0.995，表明管嘴轴心处的水流由势能转换为动能的过程中有能量损失，但甚激光测速仪检测，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？如何率定毕托管c？激光测速仪测得的流速为真值u，则有托管测得的该点流速为203.46cm/s，则ε=0.2‰定毕托管的修正系数，则可令：朗特毕托管的测速范围为0.2－2m/s，轴向安装偏差要求不应大于10度，试说明原因。

（低流速可用倾斜压差计）。

施测流速过大过小都会引起较大的实测误差，当流速u小于0.2m/s时，毕托管测得的压差Δh亦有30倾斜压差计测量此压差值，因倾斜压差计的读数值差Δh为，当有0.5mm的判读误差时，流速的相对误差可达6%。

而当流速大于2m/s时，由于水流流经毕托管头部时会出现局，从而使静压孔测得的压强偏低而造成误差。

同样，若毕托管安装偏差角（α）过大，亦会引起较大的误差。

因毕托管测得的流速u是实际流速u在其轴向的分则相应所测流速误差为>10，则什么在光、声、电技术高度发展的今天，仍然常用毕托管这一传统的流体测速仪器？毕托管测速原理是能量守恒定律，容易理解。

而毕托管经长期应用，不断改进，已十分完善。

具有结构简单，使用精度高，稳定性好等优点。

因而被广泛应用于液、气流的测量（其测量气体的流速可达60m/s）。

光、声、电的测速关仪器，虽具有瞬时性，灵敏、精度高以及自动化记录等诸多优点，有些优点毕托管是无法达到的。

但往往因其机约束条件多及价格昂贵等因素，从而在应用上受到限制。

尤其是传感器与电器在信号接收与放大处理过程中，有否失使用时间的长短，环境温度的改变是否飘移等，难以直观判断。

致使可靠度难以把握，因而所有光、声、电测速仪器测速仪都不得不用专门装置定期率定（有时是利用毕托管作率定）。

可以认为至今毕托管测速仍然是最可信，最经济的测速方法。

实验六文丘里流量计实验验分析与讨论=0.7cm的管道而言，若因加工精度影响实验中，影响文丘里管流量系数大小的因素有哪些？哪个因素最敏感？对d2值时，本实验在最大流量下的μ值将变为多少？－0.01）cm值取代上述d2本实验（水为流体）的μ值大小与Q、d1、d2、Δh有关。

其中d1、d2影响最敏感。

本实验中若文氏管d1 =1.4cm，d2=在切削加工中d1比d2测量方便，容易掌握好精度，d2不易测量准确，从而不可避免的要引起实验误差。

例如当最大为0.976，若d2的误差为－0.01cm，那么μ值将变为1.006，显然不合理。

什么计算流量Q’与实际流量Q不相等？因为计算流量Q’是在不考虑水头损失情况下，即按理想液体推导的，而实际流体存在粘性必引起阻力损失，从而减，Q<Q’，即μ<1.0。

证气—水多管压差计（图6.4）有下列关系：6. 4所述，，应用量纲分析法，阐明文丘里流量计的水力特性。

运用量纲分析法得到文丘里流量计的流量表达式，然后结合实验成果，便可进一步搞清流量计的量测特性。

对于平置文丘里管，影响ν1的因素有：文氏管进口直径d1，喉径d2、流体的密度ρ、动力粘滞系数μ及两个断面间P。

根据π定理有选取三个基本量，分别为：6个物理量，有3个基本物理量，可得3个无量纲π数，分别为：量纲和谐原理，π1的量纲式为有L：1=a1+b1-3c1T：0=- b1M：0= c1得：a1=1，b1=0，c1=0，则π值代入式（1）得无量纲方程为成可得流量表达式为（2））与不计损失时理论推导得到的（3）。

为计及损失对过流量的影响，实际流量在式（3）中引入流量系数µQ计算，变为（4）（2）、（4）两式可知，流量系数µQ与R e一定有关，又因为式（4）中d2/d1的函数关系并不一定代表了式（2）中函的关系，故应通过实验搞清µQ与R e、d2/d1的相关性。

通过以上分析，明确了对文丘里流量计流量系数的研究途径，只要搞清它与R e及d2/d1的关系就行了。

由实验所得在紊流过渡区的µQ～R e关系曲线（d2/d1为常数），可知µQ随R e的增大而增大，因恒有μ<1，故若使实，µQ将渐趋向于某一小于1 的常数。

另外，根据已有的很多实验资料分析，µQ与d1/d2也有关，不同的d1/d2值，可以得到不同的µQ～R e关系曲线，文丘d1/d2=2。

所以实用上，对特定的文丘里管均需实验率定µQ～R e的关系，或者查用相同管径比时的经验曲线。

还有实于被测管道中的雷诺数R e>2×105，使µQ值接近于常数0.98。

流量系数µQ的上述关系，也正反映了文丘里流量计的水力特性。

氏管喉颈处容易产生真空，允许最大真空度为6～7mHO。

工程中应用文氏管时，应检验其最大真空度是否在允许范围2实验成果，分析本实验流量计喉颈最大真空值为多少？实验若d1= 1. 4cm，d2= 0. 71cm，以管轴线高程为基准面，以水箱液面和喉道断面分别为1—1和2—2计算断面，立> 0<－52.22cmH 2O验中最大流量时，文丘里管喉颈处真空度，而由本实验实测为60.5cmH 2O 。