1、實驗21驗證液體靜力學基本方程水力學實驗水力學實驗實驗21驗證液體靜力學基本方程實驗實驗2.1 驗證液體靜力學基驗證液體靜力學基本方程本方程實驗21驗證液體靜力學基本方程一.實驗目的1. 通過實驗加深理解水靜力學基本方程的物理意義和幾何意義 。2.加深理解基本概念；觀察靜止液體中任意兩點的測壓管水頭。3.測量液體表面壓強,且觀察真空現象。4.學習測量液體比重 實驗21驗證液體靜力學基本方程二：實驗儀器和設備二：實驗儀器和設備實驗21驗證液體靜力學基本方程三：實驗原理及計算公式三：實驗原理及計算公式在重力作用下處于靜止狀態的液體基本方程為pzr 常 數對于有自由表面的液體0pprh液體表面壓強等

2、于大氣壓強時稱無壓。00app實驗21驗證液體靜力學基本方程液體表面壓強大于大氣壓強時稱正壓。00app液體表面壓強小于大氣壓強時稱負壓。00app式中 單位質量液體相對于基準面所具有的位置水頭 單位質量液體所具有的壓力水頭 液體的容重3()Nm 液體內任一點的靜壓強 液體表面的壓強 大氣壓強 液體內任一點到液體表面的距離2()Nm2()Nm2()Nmz( )mrph0pap( )m( )mpr實驗21驗證液體靜力學基本方程四：實驗步驟和方法四：實驗步驟和方法1.熟悉儀器，記下測點的位置高度。2.把調壓有機玻璃筒放到適當的位置，開通閥12，調節水箱內的水位與調壓有機玻璃筒內的水面齊平，測出并記

3、下相關數據。3.關閉閥12，把調壓有機玻璃升高到一定的位置，待穩定后，分別讀出并記錄相關數據。4.打開閥12，待密閉水箱內的液面穩定后，關閉閥12，然后把調壓有機玻璃筒降低到一定的位置，待穩定后，讀出并記下相關數據。5.把調壓有機玻璃升到合適的位置，打開通氣閥，試驗結束。清理現場。實驗21驗證液體靜力學基本方程實驗實驗4.4 文丘里流量計實驗文丘里流量計實驗實驗21驗證液體靜力學基本方程一一.實驗目的實驗目的1.了解文丘里流量計測流量的原理及其簡單構造。2.找出壓差和流量的關系，率定文丘里流量計，從而確定文丘里流量計的系數 u 。實驗21驗證液體靜力學基本方程二：試驗設備及量測儀器二：試驗設備

4、及量測儀器實驗21驗證液體靜力學基本方程三：試驗原理三：試驗原理 文丘里流量計是在管道中常用的流量計。包括三個部分。對理想流體，由于端面的變化會產生壓差，在Q不同時，壓差也步同，其關系如下：222201011200444401012 ()244d dd dppQggHKHrdddd其中 d0收縮段前管道直徑（cm)d1喉道直徑（cm)2220440124od dKgdd實驗21驗證液體靜力學基本方程 試驗中只要測得H即可求得通過的流量。但是在實際液體中，由于粘滯力的存在，水流通過文丘里流量計時有能量損失，故實際通過的Q一般比Q0稍小，因此在實際應用時，上式應予以修正，實際流量與理想流體情況下的

5、流量之比為流量系數，即0QQ 文丘里流量計的率定，在某種意義上說，就是測定 u 值。因此實際通過的流量表示為：221100440124D dQQghKHdd實驗21驗證液體靜力學基本方程四：實驗方法與步驟四：實驗方法與步驟1.記錄有關數據。2.檢查比壓計裝置是否水平，如不水平可用底腳螺絲校正。3.檢查比壓計兩液面是否在同一水平面上，如不在同一水平面上則需排氣調整。4.打開流量調節閥門，放入最大流量，待流動穩定后，記錄比壓計的讀數，測量流量。5.調節閥門，改變流量（逐漸減小），重復上述步驟58次。實驗21驗證液體靜力學基本方程五：注意事項五：注意事項1.改變流量時，需要待穩定之后（至少35分鐘）

6、方可記錄數據。2.試驗中如果使用的是水銀比壓計，計算時要換算稱水柱高。其關系如下：H水水銀（S-1)H實驗21驗證液體靜力學基本方程實驗實驗5.1明渠流速的測量明渠流速的測量實驗21驗證液體靜力學基本方程一：實驗目的一：實驗目的1.了解畢托管的構造和測速的基本原理。2.掌握畢托管測量點流速的方法。3.測定閘下出流 收縮斷面處的流速分布。實驗21驗證液體靜力學基本方程二二:實驗設備儀器實驗設備儀器（1）實驗水槽（2）測針（3）畢托管（4）斜比壓計（5）可上、下移動的活動支架實驗21驗證液體靜力學基本方程三：實驗原理三：實驗原理 水在流動過程中總是遵循機械能轉化與守恒定律，但對每一種具體的水流情況

7、，她的三種機械能之間究竟怎么發生轉化，這就取決于水流的具體的邊界條件。 當水流受到迎面物體的阻礙，被迫向周邊分流時，在物體表面上受到水流頂沖的A點（如圖512）所示水流的流速為零，叫做水流的駐點。在駐點處的水流的動能全部轉化為壓能。圖512實驗21驗證液體靜力學基本方程 簡單的畢托管就是一根彎稱90度的開口的細管。測量某點的流速時，將彎管的一端放在A點，正對來流方向，如圖512所示。這時由于受水流頂沖，管內的水面上升至H高度。A點為駐點，H包括了A點在未受畢托管阻礙時動水壓強水頭 與該點的動能轉化而成的壓能，即A點的流速水頭 ，這樣apr22aug2AApuHrg 如果把A點原來的動水壓強水頭

8、（ ）也測出來，則AppHr222AupAuuhHHgugh實驗21驗證液體靜力學基本方程四：試驗方法與步驟四：試驗方法與步驟1.熟悉設備，記錄相關數據 。2.按照要求檢查系統有無氣泡。3.打開進水閥，放水入明槽中，使槽內保持適當的水深。4.把畢托管連同畢托勺儀器放入水中，細心拿開勺，開始量測，待流量穩定后記錄斜壓差計讀數。5.調節畢托管的位置，測出并記錄相關數據。6.測量斷面的水深，記錄量水堰水位讀數。7.實驗完畢后，將畢托管放入盛水的畢托勺中，檢查斜壓差計的水面是否在同一水平明上。如果不在，說明測量過程中已進氣，應重新排氣，重做實驗。實驗21驗證液體靜力學基本方程五：注意事項五：注意事項1

9、.在測量點流速時畢托管探頭應正對水流方向。2.試驗過程中，畢托管頭部不能露出水面以免進氣。實驗21驗證液體靜力學基本方程實驗實驗3.13.1水流的能量轉換實驗水流的能量轉換實驗實驗21驗證液體靜力學基本方程一：實驗目的一：實驗目的1.水流在管內作恒定流動的情況下，當管道斷面改變時，觀察動能與勢能的變化：2.測定各斷面單位質量水體的位置水頭（ )、壓強水頭 ( ）和流速水頭（ ），從而加深對伯諾里方程的了解。pr22vgz實驗21驗證液體靜力學基本方程二：實驗設備二：實驗設備 主要的實驗儀器包括:臺秤、秒表、集水箱。實驗21驗證液體靜力學基本方程三：試驗原理三：試驗原理 理想不可壓縮流體在重力場

10、中沿管作恒定流動時，液體流動遵循伯努力能量方程：22pvzconstrg（35） 即單位質量流體的位置勢能、壓強勢能、和動能的總和沿流線為一個常數。式中Z 為位置水頭；P/r為壓強水頭；Z+P/r為測壓管水頭； 為流速水頭。22vg 實際上，流體都具有粘性，水流也不例外，它在流動過程中有能量損失。在這種情況下，對于實際的粘性流體，伯努力方程為：221122121 222wpvpvzzhrgrg實驗21驗證液體靜力學基本方程四：試驗步驟四：試驗步驟1.熟悉試驗設備，記錄各斷面尺寸及測點位置。2.關閉閥門K1，慢慢開啟閥門K1，觀察各點上的測管水面是否在同一水平面上，否則需要排氣調平；3.開啟K1

11、，調節流量，穩定后（35分鐘）記錄各測壓管讀數，并用重疊法測量流量（流量要求測兩次，相對誤差不超過0.1）；4.改變K1開度，重復實驗步驟3。實驗21驗證液體靜力學基本方程五：注意事項五：注意事項1.閥門開啟一定要緩慢，并注意測壓管中水位的變化，不要使測壓管水面下降太多以免空氣倒吸入管路系統，影響試驗進行；2.閥門開啟后一定要待流量穩定后才能讀數；3.流速較大時，測管水面有跳動現象，讀數時一律取平均值；4.試驗結束時，關閉閥門K1，檢查測管水明是否保持齊平，如不齊平，表示有氣泡阻塞，使試驗結果不正確，要趕走氣泡后重做。實驗21驗證液體靜力學基本方程實驗實驗4.1 流動流態實驗流動流態實驗實驗2

12、1驗證液體靜力學基本方程一：實驗目的一：實驗目的1.觀察流動的層流型態和紊流型態，觀察液體層流時的流速分布，從而對粘性流體的流動獲得感性認識。2.通過實驗理解判定流動型態的無量綱參數Re（雷諾數）的物理意義，量測下臨界雷諾數，并找出不同流態的阻力規律。實驗21驗證液體靜力學基本方程二：試驗設備及儀器二：試驗設備及儀器 1.水箱；2.一根長玻璃管；3.兩根測壓管；4.一個量筒；5.秒表；6.有控制閥的染色水瓶。實驗21驗證液體靜力學基本方程三：實驗原理及實驗現象三：實驗原理及實驗現象1.流動現象 由于水流流態的可視性，在管中裝置一著色噴射裝置，觀察流速變化時，流動的特性。水流流速升高過程中，我們

13、可以依次看見不同的流態，分別如下圖（a),(b),(c)實驗21驗證液體靜力學基本方程2.計算公式RevdkQVQT式中 Re雷諾數 V管路中的平均流速 d管路的直徑 v運動粘滯系數 V集水量 T集水時間4Kd (/ )cm s()cm( ) s3()cm2(/ )cms實驗21驗證液體靜力學基本方程四：實驗方法和步驟四：實驗方法和步驟1.試驗前準備（1）記錄已知數據，管徑與水溫（2.）開啟進水閥，關閉流量調節閥，使水箱充滿水并保持溢流，35分鐘后便可穩定。（3）檢查測壓管水面是否在同一水平面上，不在的話說明系統有氣泡存在，排氣后方可調平。2.流動型態演示（1）慢慢開啟流量調節閥，使通過微小流

14、量，保持水流穩定，然后打開染色水閥，避免任何干擾震動，這時染色水成直線流動，水流作層流運動；實驗21驗證液體靜力學基本方程（2）輕輕地調大調節閥，逐步增大管內流量，可以觀察到：染色線開始波動，呈現斷裂卷曲，逐漸形成漩渦，最后極度紊動，色線擴散看不見了，此時管內水流已成紊流流態。（3）在確定管內水流為紊流流態時，進行反調上述過程，即輕輕地逐漸調小調節閥門，可以觀察到紊流向層流轉變過程，穩定的水色線出現時，水流恢復到層流。3.下臨界雷諾數的測定（1）制造紊流流態，穩定后記錄相關數據；（2）逐漸調小流量，重復上述步驟（1），要求紊流區78點，層流區4點；（3）試驗完畢，依次關閉顏色閥門、調節閥門，檢

15、查兩測壓管水面是否齊平。實驗21驗證液體靜力學基本方程五：注意事項五：注意事項1.水箱內應始終保持溢流；2.開啟閥門要輕且緩；3.調節閥門只允許向一邊旋轉，不能逆轉；4.注意避免任何擾動；5.測流量時要求時間盡量長一些。實驗21驗證液體靜力學基本方程實驗實驗4.2 管流的沿程阻力實驗管流的沿程阻力實驗實驗21驗證液體靜力學基本方程一：實驗目的一：實驗目的1.深入了解圓管在流動下的水頭損失變化規律，學會整理經驗公式的方法；2.學會測定管路沿程阻力系數的方法，并找出它的變化規率。實驗21驗證液體靜力學基本方程二：實驗設備及測量儀器二：實驗設備及測量儀器實驗21驗證液體靜力學基本方程三：實驗原理及計

16、算公式三：實驗原理及計算公式 對于均勻斷面的水平管路，沿程水頭損失由下式給出：22(Re,)fslvhdgkfd1222252)42)()8fcmQk Qd vhgdkl vQgdkLsfk 管路粗糟度（vdRe雷諾數 Re=d管道直徑（cm)L被測段管長（cm)v管中平均流速（cm/s)(h沿程阻力損失 =式中實驗21驗證液體靜力學基本方程四：試驗步驟四：試驗步驟1.熟悉試驗設備，記錄有關數據，安裝好比壓計，檢查液面是否齊平；2.打開K1，使流量達到比壓計的最大量程，待穩定后記錄數據；3.逐漸關閉流量控制閥，使比壓計的值等值下降，做15次，每次都是待穩定后讀數；4.實驗完成后，關閉流量調節閥

17、，檢查比壓計是否進氣，看兩測壓管內液體是否齊平。若不平需排氣后重做實驗。實驗21驗證液體靜力學基本方程五：注意事項五：注意事項1.試驗前應先了解泵房內水塔平水槽是否由溢流；2.由于水流紊動的原因，比壓計液面由微小值跳動，當流速較大時尤為顯著。這時可讀上下跳動范圍的平均值，或者由二人同時測讀比壓計左右兩管液面。如果時間允許，可多測幾次，取平均值。實驗21驗證液體靜力學基本方程實驗實驗4.3 管路局部阻力實驗管路局部阻力實驗實驗21驗證液體靜力學基本方程一：試驗目的一：試驗目的1.掌握管路中側定局部阻力系數的方法；2.把測定的突然擴大局部阻力系數值與理論計算值比較，把轉彎處局部阻力系數數值與經驗計

18、算值比較。實驗21驗證液體靜力學基本方程二：試驗設備二：試驗設備 測量儀器：（1）斜比壓計、（2）量水堰、（3）跟蹤式水位儀。實驗21驗證液體靜力學基本方程三：試驗原理及計算公式三：試驗原理及計算公式1.管路中的突然擴大能量損失22121212221212122,21,2,22212222212211()()()211()(),221()281()1)jjzzppvvrgzzppvvprghv vvghvvkQgkkgddjj1實測j實測2理1列出兩個斷面的能量方程，忽略沿程損失，有: hh實測出p由上式可得h 實測值。這樣理論公式計算：式中：對一特定管路 為常數A(A實驗21驗證液體靜力學基

19、本方程0.5)它的局部水頭損失由下式計算：d 0.1310.1632（r2.九十度彎頭實驗21驗證液體靜力學基本方程四：試驗步驟與方法四：試驗步驟與方法1.熟悉設備儀器，試驗流程，記錄有關數據；2.檢查比壓計液面是否齊平，不齊平說明有氣泡，需要將氣泡排除，直到兩側液面齊平為止；3.慢慢流量調節閥，使流量在比壓計的量程范圍內為最大，待穩后記錄相關數據；4.把斜壓計最大讀數分成5份，調節流量使比壓計讀數按0.2最大量程等幅下降，重復5次，每次記下相關數據。5.實驗完成后，關閉調節閥，檢查比壓計兩液面是否齊平，若不平，排氣后重做實驗。實驗21驗證液體靜力學基本方程五：注意事項五：注意事項 記錄比壓計

20、的讀數時，注意不要把次序搞錯，沿水流方向，h1為干擾前的測點， h2為干擾后的測點。實驗21驗證液體靜力學基本方程實驗實驗5.2 水躍實驗水躍實驗實驗21驗證液體靜力學基本方程一：試驗目的一：試驗目的1.觀察水躍的水流現象，了解水躍類型及其結構的基本特征；2.驗證矩形平底渠道閘下出流（或溢流壩泄流）的水躍理論；3.運用動量原理估算水流對閘門（溢流壩）的水平力；運用比能原理估算在水躍區間的水頭損失和損失功率。實驗21驗證液體靜力學基本方程二：設備和儀器二：設備和儀器1.帶有控制下游水深之尾門裝置的矩形固定水槽；2.提供恒定流動并改變流量的供水系統；3.閘門（或溢流壩）；4.測針或水位儀；5.量水

21、堰；6.米尺實驗21驗證液體靜力學基本方程三：原理三：原理 水流任何點的比能Es和動能函數M由下列公式給出：222222sqEhghqhMghQbh水流深度Qq單寬流量，q=b總流量渠道深度式中實驗21驗證液體靜力學基本方程 對于閘下出流的水躍現象，應用比能和動能原理，如圖518所示：在01斷面上p/r=M0-M1這里P 為閘門施加在流體上的單寬作用力。水躍比能圖（明渠）（動能函數圖）圖 518 12斷面發生水躍 M1=M2 ，則共軛水深可用下式計算23112112( 1 81)( 1 8()1)22krkkhhhhFhaqhhg3式中 為臨界水深，對于矩形渠道 實驗21驗證液體靜力學基本方程

22、1312121 21() 4rrqFFghEEEhhhhNgQ E為斷面（）的佛汝得數水躍區的水頭損失損失功率2)/)/ )gm sQsNW33E水頭損失（m)kg水的密度（m重力加速度（流量（m功率（）式中水躍長度的計算公式（經驗公式）0.931121210.8 (1)2.5 0.9)jrjLh FLhaahh或者 （式中為水躍高度實驗21驗證液體靜力學基本方程四：試驗方法和步驟四：試驗方法和步驟1.熟悉設備和儀器。固定閘門開度，記錄已知數據；2.打開進水閥門放入一定流量，調節下游尾門，使水槽內依次產生三種水躍，記錄臨界狀態下的流量（通過量水堰測定），閘前水深、共軛水深、水躍長度3.改變流量

23、4次，重復步驟2；4.試驗完畢后關閉進水閥，整理好儀器，清掃實驗場地。實驗21驗證液體靜力學基本方程實驗實驗6.1孔口、管嘴實驗孔口、管嘴實驗實驗21驗證液體靜力學基本方程一：實驗目的一：實驗目的1.觀察孔口和管嘴出流情況，找出流量Q與水頭H的關系；2.測定薄壁小孔口自由出流流量系數，斷面收縮系數和流速系數及局部阻力系數。實驗21驗證液體靜力學基本方程二：試驗設備及測量儀器二：試驗設備及測量儀器1.實驗設備示意圖如下：2.儀器（1）卡尺（2）測壓管（3）水桶一個（4）磅稱一臺（5）秒表一個孔口出流設備實驗21驗證液體靜力學基本方程管嘴出流設備實驗21驗證液體靜力學基本方程三：試驗原理三：試驗原

24、理 取通過孔口中心的水平面為基準面，寫出11和cc斷面的能量方程，考慮到水頭損失主要是局部損失，可導出在一定水頭作用下孔口（或管嘴）自由出流時，其流量可用下式表示：02QgH式中02QgH00200222avHHavHHgg因很小可忽略不計，于是實驗21驗證液體靜力學基本方程又 式中c為流速系數， 為斷面收縮系數，且有c收縮斷面面積孔口斷面面積孔口阻力系數由下式計算：21111 實驗21驗證液體靜力學基本方程四：實驗方法及步驟四：實驗方法及步驟1.記錄已知固定常數；2.向水箱放入適量的流量。待水位穩定后，讀記水箱中水位在測壓管中的讀數H1及管嘴上的測壓管的讀數h.3.用外卡尺測收縮斷面處的水股

25、斷面尺寸（直徑a和垂直直徑b)斷面面積為：4ca b4.用重量法測量流量；5.改變流量56次重復步驟24；6.試驗完畢，關閉進水閥，打開排水閥，最后清理現場。實驗21驗證液體靜力學基本方程五：注意事項：五：注意事項：1.試驗前檢查泄水閘門，必須關好；2.每次測量時，應保證水位穩定，水位無波動現象；3.量測孔口收縮斷面直徑時，要仔細，卡尺既不要阻礙水流又不能離開水流。實驗21驗證液體靜力學基本方程實驗實驗6.2閘孔出流實驗閘孔出流實驗實驗21驗證液體靜力學基本方程一：實驗目的一：實驗目的1.觀察閘孔出流時的流態。2.掌握測定閘孔出流流量系數的方法，并將實測值與由經驗公式計算值進行比較。實驗21驗

26、證液體靜力學基本方程二：實驗設備和測量儀器二：實驗設備和測量儀器需要儀器有：量水堰、測針等。實驗21驗證液體靜力學基本方程三：試驗原理及計算公式三：試驗原理及計算公式 當水流自閘孔出流時，由于液體質點運動的慣性，使出流水股在離閘孔約（23）e處，有一收縮斷面cc。如圖615所示。圖615 設水槽的底坡水平，取槽底水基準面，寫出11與22斷面的能量方程式：22022ccwvvHhhgg實驗21驗證液體靜力學基本方程由于兩斷面距離較短，主要是局部損失。02000012 ()12 ()212cccvg HheQb eg Hhb egHb eHHbg 設閘門寬度為因此，自由出流的流量系數可由實驗中測得

27、00(2)Qb egH淹沒出流的流量系數由下式求得：02)gH淹淹Q （b e淹沒系數0sQQ淹淹(注意在H0相同時）實驗21驗證液體靜力學基本方程四：試驗步驟四：試驗步驟1.記錄有關數據；2.打開進水閥，向槽中放入適當的流量。需使水頭H大于等于1.54e才能為孔流，并使閘下自由出流；3.待水位穩定后，記錄相關數據；4.調節下游水深和流量使上游水深不變且閘下出現淹沒狀態，記下Q、h;5.改變流量和開度，對自由出流和淹沒出流各做23次；6.試驗完畢后關閉進水閘。并清理現場。實驗21驗證液體靜力學基本方程實驗實驗6.3 寬頂堰溢流實驗寬頂堰溢流實驗實驗21驗證液體靜力學基本方程一：實驗目的一：實驗

28、目的1.觀察寬頂堰的溢流現象并驗證堰流流量關系式；2.掌握測定堰流的流量系數的試驗原理和方法。實驗21驗證液體靜力學基本方程二：實驗設備及儀器二：實驗設備及儀器所需儀器：量水堰、測針。實驗21驗證液體靜力學基本方程三：實驗原理和計算公式三：實驗原理和計算公式非淹沒堰（自由瀉流）：泄流量和堰上水頭的關系為3230202(2)QQmbgHmbgH同理3202smmbgH淹淹Q（）淹沒界限由A.P.別列辛基經驗公式確定，即1.3tnkhph62stQmhp3淹泄流量(cm s)堰的流量系數m 淹沒堰的流量系數淹沒系數（查表 ）堰下游水深下游堰高式中實驗21驗證液體靜力學基本方程四：實驗方法及步驟四：

29、實驗方法及步驟1.記錄有關常數；2.打開進水閥放入槽中適當的流量，使淹沒系數和H的比值達到一定的要求，并分別測出水面線；3.調節流量使淹沒系數和H的比值在2.510的范圍內，調節尾門，使寬頂堰自由泄流，用量水堰測量流量，用測針測量上游水面標高。調節尾門使寬頂堰為臨界狀態，用測針測量下游水面標高。再調節尾門使之為淹沒出流，用測針測上、下游水面標高；4.改變流量56次，重復上述步驟；5.試驗完畢，關閉進水閥，清理現場。實驗21驗證液體靜力學基本方程實驗實驗6.4 實用堰泄流實實用堰泄流實驗驗實驗21驗證液體靜力學基本方程一：實驗目的一：實驗目的1.觀察不同情況下實用堰的水流現象以及下游水位對堰流的

30、影響；2.測定無側收縮實用堰為自由出流時的流量系數及淹沒時的淹沒系數。實驗21驗證液體靜力學基本方程二：試驗設備和儀器二：試驗設備和儀器尾 門進 水 管實 用 堰測 針圖 617實驗21驗證液體靜力學基本方程三：實驗原理及計算方法三：實驗原理及計算方法3 203 202)(2smQ bg HmbgHmm淹淹淹符號意Q （義同前）實驗21驗證液體靜力學基本方程四：實驗方法與步驟四：實驗方法與步驟1.記錄有關常數；2.打開進水閥，放適量的流量，使流動在實用堰的范圍內，待穩定后，測量并記錄流量、上、下游水位；3.調節尾門觀察開始淹沒泄流的水流現象，并測記上、下游水位讀數；4.調節尾門，改變下游水位使

31、成為淹沒出流，待流量穩定后記錄上、下游水位；5.改變流量34次，重復上述步驟；6.實驗完畢，關閉進水閘并清理實驗現場實驗21驗證液體靜力學基本方程實驗實驗5.3 水工建筑物下游水工建筑物下游的的 底流消能實驗底流消能實驗實驗21驗證液體靜力學基本方程一：試驗目的一：試驗目的1.通過試驗了解底流消能原理及其類型；2.校核消能措施的幾何尺寸；3.了解輔助消能工的作用。實驗21驗證液體靜力學基本方程二：試驗設備及需要儀器二：試驗設備及需要儀器 實驗設備有：實驗水槽、溢流壩模型、消力坎、消力墩等。實驗21驗證液體靜力學基本方程三：實驗原理及其計算公式三：實驗原理及其計算公式消能形式分為三種：底流消能、

32、面流消能、挑流消能。本次試驗僅僅做底流消能。它主要是通過水躍來實現消能的。一般包括：降低護坦而形成的消力池、消力坎式消力池、總和消力池等。本次只是做前兩種。1.消力池的計算過程如下： 20022,2ccjcqsEESh hthf stsgt 假設2222ttqAhgh 0f ssAS作曲線，由 查得最佳值 。實驗21驗證液體靜力學基本方程2.消力坎計算過程：010,(ccjcT qEh hthHc由初設坎高）10100.45sthhcHH若為自由出流，但需要檢查下游水流銜接形式，當下游為遠驅式水躍時，還需修第二道坎。10.45chcHC若時為淹沒出流，應重設 值，進行估算，直到過坎流量與已知流

33、量相同即可結束計算，這時的C值為最佳坎高。實驗21驗證液體靜力學基本方程四：試驗步驟和方法1.記錄相關常數；2.打開進水閥放入適量的流量，調節尾門下游水位為某一水位，觀察溢流壩下游的水面銜接形式；3.將消力池放入水流中，調整消力坎的高度并前后移動其位置，使池內形成稍許淹沒的臨界水躍，同時使墻后與下游的水流銜接為臨界水躍或淹沒水躍；4.待流量穩定后，測流量、上游水深、收縮斷面水深、池末水深、消力池高度、消力池長度；實驗21驗證液體靜力學基本方程5.將消力墩放入池中水躍首部，重新調節消力池的高度并前后移動其位置，使池中水流產生稍許淹沒水躍，并使坎后水流產生臨界或淹沒水躍。記錄相關數據。6.試驗完畢

34、后，關閉進水閥，整理儀器并清掃場地。實驗21驗證液體靜力學基本方程實驗實驗7.2 有壓（或無壓）有壓（或無壓）滲流的電模擬實驗滲流的電模擬實驗實驗21驗證液體靜力學基本方程一：實驗目的一：實驗目的1.試驗目的（1）加深理解滲流的水電比擬法實驗原理；（2）學會操作使用與本實驗有關的儀器；（3）初步掌握水電比擬的試驗方法。2.實驗要求（1）用實驗方法測定平面滲流等勢線，并繪制流網；（2）由流網求滲流速度和滲透流量；（3）對有壓滲流，求作用在底板上的滲流總壓力；（4）對無壓滲流，求出浸潤線。實驗21驗證液體靜力學基本方程二：實驗設備與所用儀器二：實驗設備與所用儀器 1.滲流模型盤、2.音頻震蕩器、3

35、.電子管伏特計、4.探頭。實驗21驗證液體靜力學基本方程三：實驗原理與計算公式三：實驗原理與計算公式 因為滲流場和電場都可以用拉普拉方程來描述，所以他們對應的物理量之間可以相互比擬。 如用電場來模擬滲流場，在模型做成幾何形狀相似和邊界條件相似的情況下，則在電場中測電位分布就可得出滲流區的水頭分布，測量出電流量，可得滲透流量等等。 透水邊界在滲流場中為一等勢線，在電擬模型中用一電位保持常數的導電極板模擬。不透水邊界可用絕緣體模擬，土壩的逸出段可用繞絲匯流排模擬。實驗21驗證液體靜力學基本方程 在模擬均質土壤中的滲流時，導體的導電率必須均勻。當土壤的各層之間滲透系數不同時，也可以用電模擬法來模擬其滲流場，這時應用不同導電率的導體組合來模擬，且導體的導電率和各層土壤的滲透系數保持同一比例關系。即1212nnkkk以下是各物理量的計算公式：HHkJkkLn LHHqsvskkn LnsLmqm qkHn (1)滲流速度：因流網是正方形，(2)單寬流量：實驗21驗證液體靜力學基本方程式中：1kHHJLL nLHHnH土壤的滲透系數兩等水頭線間水力坡度兩等水頭線間距離兩等水頭差值上下水頭差m流線的間隔數n等勢線的間隔數。22(3)22vgvgpr B 作用在底板上滲透總壓力的計算：p任一點的總水頭：Hz+rp