1、精選優質文檔-傾情為你奉上流體力學實驗報告海洋環境學院流體力學實驗室二零零七年九月不可壓縮流體恒定流能量方程（伯努力方程）實驗一、 實驗目的要求1、 驗證流體恒定總流的能量方程；2、 通過對動水力學現象的實驗分析研討，進一步掌握有壓管流中動水力學的能量轉換特性；3、 掌握流速、流量、壓強等動水力學水力要素的實驗量測技能。二、 實驗裝置1.自循環供水器 2. 實驗臺 3.調速器 4.溢流板 5.穩水孔板 6.恒壓水箱 7.測壓計 8.滑動測量尺 9.測壓管10.實驗管道 11.測壓點 12.畢托管 13.流量調節閥本儀器測壓管有兩種：1、畢托管測壓管（表2.1中標*的測壓管），用以測讀畢托管探頭

2、對準點的總水頭（），須注意一般情況于斷面總水頭H（）不同（因一般），它的水頭線只能定性表示總水頭變化趨勢；2、普通測壓管（表2.1未標*者），用以定量量測測壓管水頭。實驗流量用閥13調節，流量由體積時間法（量筒、秒表另備）、重量時間法（電子稱另備）或電測法測量。三、 實驗原理在實驗管路中沿管內水流方向取n個過水斷面。可以列出進口斷面（1）至另一斷面（i）的能量方程式（i2，3，n）取，選好基準面，從已設置的各斷面的測壓管中讀出值，測出通過管路的流量，即可計算出斷面平均流速及，從而即可得到各斷面測管水頭和總水頭。四、 實驗方法與步驟1、 熟悉實驗設備，分清哪些測管是普通測壓管，哪些是畢托管測壓管

3、，以及兩者功能的區別。2、 打開開關供水，使水箱充水，待水箱溢流，檢查調節閥關閉后所有測壓管水面是否齊平。如不平則需查明故障原因（例連通管受阻、漏氣或夾氣泡等）并加以排除，直至調平。3、 打開閥13，觀察思考1）測壓管水頭線和總水頭線的變化趨勢；2）位置水頭、壓強水頭之間的相互關系；3）測點（2）（3）測管水頭同否？為什么？4）測點（12）（13）測管水頭是否不同？為什么？5）當流量增加或減少時測管水頭如何變化？4、 調節閥13開度，待流量穩定后，測記各測壓管液面讀數，同時測記實驗流量（畢托管供演示用，不必測記讀數）。5、 改變流量2次，重復上述測量。其中一次閥門開度大到使19號測管液面接近標

4、尺零點。五、 實驗成果及要求1、記錄有關常數均勻段 cm 縮管段 cm 擴管段 cm水箱液面高程 cm 上管道軸線高程 cm表2.1 管徑記錄表測點編號1*23456*78*9101112*1314*1516*1718*19管徑 cm兩點間距cm4466413.5610291616注：（1）測點6、7所在斷面內徑為，測點16、17為，余均為。（2）標“*”者為畢托管測點（測點編號見圖2.2）。 （3）測點2、3為直管均勻流段同一斷面上的兩個測壓點，10、11為彎管非均勻流段同一斷面上的兩個測點。2、記錄各點液面高程。3、測量（）并記入表2.2。表2.2 測記（）數值表 基準面選在標尺的零點上

5、單位cm測點編號234579101113151719Q/s實驗次序1233、 計算流速水頭和總水頭4、 繪制上述成果中最大流量下的總水頭線E-E和測壓管水頭線P-P（軸線尺寸參見圖2.2，總水頭線和測壓管水頭線可以繪在圖2.2上）。圖2.2提示：1P-P線依表2.2數據繪制，其中測點10、11、13數據不用；2E-E線依表2.3（2數據繪制，其中測點10、11數據不用；3在等直徑管段E-E與P-P平行。 六、成果分析及討論1測壓管水頭線和總水頭線的變化趨勢有何不同?為什么？2流量增加，測壓管水頭線有何變化?為什么？3測點2、3和測點10、11的測壓管讀數分別說明了什么問題？4試問避免喉管（測點

6、7）處形成真空優哪幾種技術措施？分析改變作用水頭（如抬高或降低水箱的水位）對喉管壓強的影響情況。5畢托管所顯示的總水頭線與實測制的水頭線一般都略有差異，試分析其原因。表2.3計算數值表（1）流速水頭管徑d（cm）Q （/s）Q （/s）Q （/s）A()v(cm/s)(cm)A()v(cm/s)(cm)A()v(cm/s)(cm)(2) 總水頭（） 單位：cm測點編號Q（/s）實驗次序不可壓縮流體恒定流動量定律實驗一、 實驗目的要求1 驗證不可壓縮流體恒定流的動量方程；2 通過對動量與流速、流量、出射角度、動量矩等因素間相關性的分析研討，進一步掌握流體動力學的動量守恒定理；1.自循環供水器 2

7、.實驗臺 3.可控硅無級調速器 4.水位調節閥 5.恒壓水箱 6.管嘴 7.集水箱 8.帶活塞的測壓管 9.帶活塞和翼片的抗沖平板10.上回水管3 了解活塞式動量定律實驗儀原理、構造，進一步啟發與培養創造性思維的能力。二、 實驗裝置自循環供水裝置1由離心式水泵和蓄水箱組合而成。水泵的開啟、流量大小的調節均由調速器3控制。水流經供水管供給恒壓水箱5，溢流水經回水管流回蓄水箱。流經管嘴6的水流形成射流，沖擊帶活塞和翼片的抗沖平板9，并以與入射角成90°的方向離開抗沖平板。抗沖平板在射流沖力和測壓管8中的水壓力作用下處于平衡狀態。活塞形心水深可由測壓管8測得，由此可求得射流的沖力，即動量力

8、Fo沖擊后的棄水經集水箱7匯集后，再經上回水管10流出，最后經漏斗和下回水管流回蓄水箱。 為了自動調節測壓管內的水位，以使帶活塞的平板受力平衡并減小摩擦阻力對活塞的影響，本實驗裝置應用了自動控制的反饋原理和動摩擦減阻技術，其構造如下： 帶活塞和翼片的抗沖平板9和帶活塞套的測壓管8如圖所示，該圖是活塞退出活塞套時的分部件示意圖。活塞中心設有一細導水管a，進口端位于平板中心，出口端伸出活塞頭部，出口方向與軸向垂直。在平板上設有翼片b活塞套上設有窄槽。 工作時，在射流沖擊力作用下，水流經導水管a向測壓管加水。當射流沖擊力大于測壓管內水柱對活塞的壓力時，活塞內移，窄槽關小，水流外溢減小，使測壓管內水位

9、升高，水壓力增大。反之，活塞外移，窄槽開大，水流外溢增多，測壓管內水位降低，水壓力減小。在恒定射流沖擊下，經短時段的自動調整，即可達到射流沖擊力和水壓力的平衡狀態。這時活塞處在半進半出、窄槽部分開啟的位置上，過a流進測壓管的水量和過外溢的水量相等。由于平板上設有翼片b，在水流沖擊下，平板帶動活塞旋轉，因而克服了活塞在沿軸向滑移時的靜摩擦力。 為驗證本裝置的靈敏度，只要在實驗中的恒定流受力平衡狀態下，人為地增減測壓管中的液位高度，可發現即使改變量不足總液柱高度的±5（約0.51mm），活塞在旋轉下亦能有效地克服動摩擦力而作軸向位移，開大或減小窄槽，使過高的水位降低或過低的水位提高，恢復

10、到原來的平衡狀態。這表明該裝置的靈敏度高達0.5%，亦即活塞軸向動摩擦力不足總動量力的5。三、 實驗原理恒定總流動量方程為 因滑動摩擦阻力水平分力，可忽略不計，故x方向的動量方程化為即 式中： 作用在活塞形心處的水深； 活塞的直徑； 射流流量； 射流的速度； 動量修正系數。 實驗中，在平衡狀態下，只要測得流量和活塞形心水深，由給定的管嘴直徑活塞直徑，代入上式，便可率定射流的動量修正系數值，并驗證動量定律。其中，測壓管的標尺零點已固定在活塞的圓心處，因此液面標尺讀數，即為作用在活塞圓心處的水深。四、 實驗方法與步驟1準備 熟悉實驗裝置各部分名稱、結構特征、作用性能，記錄有關常數。2開啟水泵 打開

11、調速器開關，水泵啟動23分鐘后，關閉23秒鐘，以利用回水排除離心式水泵內滯留的空氣。3調整測壓管位置 待恒壓水箱滿頂溢流后，松開測壓管固定螺絲，調整方位，要求測壓管垂直、螺絲對準十字中心，使活塞轉動松快。然后旋轉螺絲固定好。4測讀水位 標尺的零點已固定在活塞圓心的高程上。當測壓管內液面穩定后，記下測壓管內液面的標尺讀數，即值。5測量流量 用體積法或重量法測流量時，每次時間要求20秒左右。均需重復測三次再取平均值。6改變水頭重復實驗 逐次打開不同高度上的溢水孔蓋，改變管嘴的作用水頭。調節調速器，使溢流量適中，待水頭穩定后，按3-5步驟重復進行實驗。五、實驗成果及要求1記錄有關常數。管嘴內徑= ，

12、活塞直徑= 。2設計實驗參數記錄、計算表，并填入實測數據。六、實驗分析與討論1實測（平均動量修正系數）與公認值（=1.021.05）符合與否，如不符合，試分析原因。2帶翼片的平板在射流作用下獲得力矩，這對分析射流沖擊無翼片的平板沿方向的動量方程有無影響？為什么？3若通過細導水管的分流，其出流角度與相同，對以上受力分析有無影響？4滑動摩擦力為什么可以忽略不計？試用實驗來分析驗證的大小，記錄觀察結果。（提示：平衡時，向測壓管內加入或取出1mm左右深的水量，觀察活塞及液位的變化）。測次體積時間管嘴作用水頭活塞作用水頭流量流速動量力動量修正系數123雷諾實驗一、 實驗目的要求1. 觀察層流、紊流的流態

13、及其轉換特征；2. 測定臨界雷諾數，掌握圓管流態判別準則；3. 學習古典流體力學中應用無量綱參數進行實驗研究的方法，并了解其實用意義。二、 實驗裝置1.自循環供水器 2.實驗臺 3.可控硅無級調速器 4.恒壓水箱 5.有色水水管 6.穩水孔板 7.溢流板 8.實驗管道 9.流量調節閥 供水流量由無級調速器調控使恒壓水箱4始終保持微溢流的程度，以提高進口前水體穩定度。本恒壓水箱還設有多道穩水隔板，可使穩水時間縮短到3-5分鐘。有色水經有色水水管5注入實驗管道8，可據有色水散開與否判別流態。為防止自循環水污染，有色指示水采用自行消色的專用色水。三、 實驗原理 四、 實驗方法與步驟1、 測記本實驗的

14、有關常數。2、 觀察兩種流態。打開開關3使水箱充水至溢流水位，經穩定后，微微開啟調節閥9，并注入顏色水于實驗管內，使顏色水流成一條直線。通過顏色水質點的運動觀察管內水流的層流流態，然后逐步開大調節閥，通過顏色水直線的變化觀察層流轉變到紊流的水力特征，待管中出現完全紊流后，在逐步管小調節閥，觀察有紊流轉變為層流的水力特征。3、 測定下臨界雷諾數。（1） 將調節閥打開，使管中呈完全紊流，再逐步關小調節閥使流量減小。當流量調節到使顏色水在全管剛呈現出一穩定直線時，即為下臨界狀態；（2） 待管中出現臨界狀態時，測定流量；（3） 根據所測流量計算下臨界雷諾數，并與公認值（2320）比較，偏離過大，需重測

15、；（4） 重新打開調節閥，使其形成完全紊流，按照上述步驟重復測量不少于三次；（5） 同時用水箱中的溫度計測記水溫，從而求得水的運動粘度。注意：a、 每調節閥門一次，均需等待穩定幾分鐘；b、 關小閥門過程中，只需漸小，不許開大；c、 隨出水流量減小，應適當調小開關（右旋），以減小溢流量引發的擾動。4、 測定上臨界雷諾數。 逐漸開啟調節閥，使管中水流由層流過渡到紊流，當色水線剛開始散開時，即為上臨界雷諾狀態，測定上臨界雷諾數12次。五、 實驗成果及要求1、 記錄、計算有關常數： 實驗裝置臺號 No 管徑 = cm， 水溫 = 運動粘度 = 計算常數 = 2、 整理、記錄計算表實驗次序顏色水線形態水

16、體積 ()時間 (s)流量 ()雷諾數閥門開度增()或減()備注實測下臨界雷諾數（平均值）=注：顏色水形態指：穩定直線，穩定略彎曲，直線擺動，直線抖動，斷續，完全散開等。六、 實驗分析與討論1. 流態判據為何采用無量綱參數，而不采用臨界流速？2. 為何認為上臨界雷諾數無實際意義，而采用下臨界雷諾數作為層流與紊流的判據？實測下臨界雷諾數為多少？3. 雷諾實驗得出的圓管流動下臨界雷諾數為2320，而目前有些教科書介紹采用的下臨界雷諾數是2000，原因何在？繞流圓柱表面壓頭分布的測量（一）實驗目的：1 學習測量流體繞流物體時表面壓力分布的測量方法；2 了解實際繞圓柱體流動時壓頭分布的情況。（二）實驗

17、原理：根據理想流體（無粘性（、無旋）平行流繞圓柱時，表面速度 (1)由伯努利方程，圓柱上任意點的壓頭有： (2)定義一個與風速無關的無因次壓頭系數： (3) ，為總壓強（mmH2O）；為靜壓強；測點壓強；g=9.8m/s2；。（三）實驗步驟：1 熟悉各實驗部分的調節方法，記下有關數據；1） 實驗采用流體運動，物體靜止的方法研究氣流與圓柱的相互作用；2） 為了讓風洞內氣流較平穩，實驗采用抽風形式以減少渦旋影響；3） 使用皮托管來測定均勻分布在圓柱表面各處的壓強值，從而得到平均流速。2 開啟風機，分別記錄三種不同風速時的、和（i=1，2，13）及3 計算各，（）4 繪出關系曲線；5 繪出關系曲線；

18、6 計算雷諾數。D=0.2m；（四）實驗數據及數據處理。（五）根據關系曲線和關系曲線作簡要分析。繞流圓柱表面壓力分布測量數據姓名： 班級： 同組人： 時間： 教師簽名： U1U2U3水電比擬一、 實驗目的1、 掌握應用水電比擬的原理和方法2、 應用水電比擬測定流場的等勢線或流線，并繪出等勢線二、 實驗原理 不可壓縮流體的恒定平面勢流中，點M（x，y）處的流速分量u（x,y）、v(x,y) (1)勢函數及流函數均為調和函數，它們均滿足拉普拉斯方程電流在厚度為h的均勻電層上作恒定流動時，在電流場中點M（x,y）處的電流密度分量I,j， （2）為電位函數，為電流函數根據電流流動的連續方程和電流均無旋

19、條件，可導出，均滿足拉普拉斯方程。由上可知，平面電流場中的電位函數和電流函數，對應于勢流場中的勢函數和流函數，都滿足拉普拉斯方程，在相同邊界下，（1）（2）具有相同數學形式的解，則通過實驗測試，繪制的電流流場網，一定與邊界條件相同的待求的勢流均流網相似。三、 實驗設備 電擬盤，水深1-2cm，以水為導電介質，只要電擬盤保持水平，就能滿足電層各點厚度相等的條件。四、 實驗步驟1、 準備好電測設備，注意調零。2、 檢查電擬盤有無漏水現象，用水準儀將電擬盤調整到水平，注入1-2cm厚度蒸餾水。3、 利用探針，找出在毫伏表上電壓為一常數的等電位線，從0-10每隔1伏 測一條。4、 邊測邊在坐標紙上描繪

20、，判斷測點分布是否合理。五、繪制等勢線圖。平板邊界層速度分布測量一 實驗目的：1） 學習測量固壁邊界層流速分布的方法；2） 通過實測驗證邊界層的存在，并加深對邊界層的認識。二 實驗原理：由于粘性的作用，在鄰近固體表面的氣體薄層內存在較大的速度梯度，這一層叫做邊界層。通常定義處到固壁的間距為邊界層厚度。三 實驗裝置四 實驗步驟：1） 熟悉儀器、設備和各項操作；2） 安裝平板在某個X位置，設置畢托管探頭至第一個測點處，方法為：將千分尺順時針旋轉，使畢托管探頭貼近平板，逆時針旋轉微量，畢托管探頭遠離平板，將畢托管探頭順時針移回平板處即可。3） 進入邊界層測量軟件界面，點擊進行測量前的校準，數據采集程

21、序將自動保存校準數據；4） 開啟風機，將風速調至適當大小，等待至少兩分鐘后，讀取第一個測點的風速；5） 逆時針旋轉千分尺，使畢托管探頭移開平板表面0.5mm，測量該點風速。重復操作直至出現3點風速測量值幾乎不變。 6） 豎直改變平板位置，將畢托管探頭放置在第一個測點處，重復測量；7） 繪出平板不同位置的風速垂直分布圖，并確定邊界層厚度；五 實驗總結：根據平板不同位置的風速垂直分布圖，總結邊界層厚度變化規律、邊界層內速度梯度變化規律，討論影響邊界層的因素。局部阻力損失實驗一、 實驗目的要求1. 掌握三點法、四點法量測局部阻力系數的技能；2. 通過對圓管突擴局部阻力系數的包達公式和突縮局部阻力系數

22、的經驗公式的實驗驗證與分析，熟悉用理論分析法和實驗法建立函數式的途徑；3. 加深對局部阻力損失機理的理解。1.自循環供水器 2.實驗臺 3.可控硅無級調速器 4.恒壓水箱 5.溢流板 6.穩水孔板 7突然擴大試驗管段 8.測壓針 9.滑動標尺 10測壓管 11.突然收縮試驗管段 12實驗流量調節閥二、 實驗裝置實驗管道由小大小三種已知管徑的管道組成，共設有六個測壓孔，測孔1-3和3-6分別測量突擴和突縮的局部阻力系數。其中測孔1位于突擴界面處，用以測量小管出口端壓強值。三、 實驗原理寫出局部阻力前后兩斷面的能量方程，根據推導條件，扣除沿程水頭損失可得：1、 突然擴大采用三點法計算，下式中由按流

23、長比例換算得出。實測 理論 2、 突然縮小采用四點法計算，下式中B點為突縮點，由換算得出，由換算得出。實測 理論 四、 實驗方法與步驟1、 測記實驗有關常數。2、 打開電子調速器開關，使恒壓水箱充水，排除實驗管道中的滯留氣體。待水箱溢流后，檢查泄水閥全關時，各測壓管液面是否齊平，若不平，則需排氣調平。3、 打開泄水閥至適合開度，待流量穩定后，測記測壓管讀數，同時用體積法測記流量。4、 改變泄水閥開度2次，分別測記測壓管讀數及流量。5、 實驗完成后關閉泄水閥，檢查測壓管液面是否齊平？否則，需重做。五、 實驗成果及要求1、記錄、計算有關常數： 實驗裝置臺號： cm， cm， cm， ， ， ， ，

24、 ， 。2、整理記錄、計算表。3、 將實測值與理論值（突擴）或公認值（突縮）比較。六、 實驗分析與討論1. 結合實驗結果，分析比較突擴與突縮在相應條件下的局部損失大小關系。2. 現備有一段長度及聯接方式與調節閥（實驗裝置圖）相同，內徑與實驗管道相同的直管段，如何用兩點法測量閥門的局部阻力系數？表1 記錄表次序流量測 壓 管 讀 數 cm體積時間流量表2 計算表阻力形式次序流量前斷面后斷面cmcmcmECmcmECm突然擴大突然縮小沿程水頭損失實驗一、 實驗目的要求1. 加深了解圓管層流和紊流的沿程損失隨平均流速變化的規律，繪制曲線；2. 掌握管道沿程阻力系數的量測技術和應用氣水壓差計及電測儀測

25、量壓差的方法；3. 將測得的關系值與莫迪圖對比，分析其合理性，進一步提高實驗成果分析能力。二、 實驗裝置1自循環高壓恒定全自動供水器 2實驗臺 3回水管 4水壓差計 5測壓計 6實驗管道 7電測儀 8滑動測量尺 9測壓點 10實驗流量調節閥 11供水管與供水閥 12旁通管與旁通閥 13穩壓筒根據壓差測法不同，有兩種型式：型式 I 壓差計測壓差。低壓差用水壓差計量測；高壓差用水銀多管式壓差計量測。裝置見圖如圖7.1所示。型式 II 電子量測儀測壓差。低壓差仍用水壓差計量測；而高壓差用電子量測儀（簡稱電測儀）量測。與型式I比較，該型唯一不同在于水銀多管式壓差計被電測儀（圖7.2）所取代。本實驗裝置

26、配備有：1.自動水泵與穩壓器自循環高壓恒定全自動供水器有離心泵、自動壓力開關、氣水壓力罐式穩壓器等組成。壓力超高時能自動停機，過低時能自動開機。為避免因水泵直接向實驗管道供水而造成的壓力波動等影響，離心泵的輸水是先進入穩壓器的壓力罐，經穩壓后再送向實驗管道。2.旁通管與旁通閥 由于本實驗裝置所采用的特性，在供小流量時有可能時開時停，從而造成供水壓力的較大波動。為了避免這種情況出現，供水器設有與蓄水箱直通的旁通管（圖中未標出），通過分流可使水泵持續穩定運行。旁通管中設有調節分流量至蓄水箱的閥門，即旁通閥，實驗流量隨旁通閥開度減小（分流量減小）而增大。實際上旁通閥又是本裝置用以調節流量的重要閥門之

27、一。3.穩壓筒 為了簡化排氣，并防止實驗中再進氣，在傳感器前連接由2只充水（不滿頂）之密封立筒構成。4.電測儀 由壓力傳感器和主機兩部分組成。經由連通管將其接入測點（圖7.2）。壓差讀數（以厘米水柱為單位）通過主機顯示。壓差電子量測儀原理圖1連通管 2壓力傳感器 3排氣旋鈕 4電測儀三、實驗原理 由達西公式 得 （7.1）另有能量方程對水平等直徑圓管可得 （7.2）壓差可由壓差計或電測。對于多管式水銀壓差有下列關系： （7.3）式中，、分別為水銀和水的容重；為汞柱總差四、實驗方法與步驟a) 實驗準備1、 檢查實驗裝置。看實驗設備是否連接完善。2、 開啟所有閥門，（包括進水閥、旁通閥、流量調節閥

28、）。3、 打開防塵罩，通電。4、 排氣。1) 測壓架端軟管排氣：連續開關旁通閥數次，待水從測壓架中經過即可。排氣完畢，打開旁通閥。若測壓管內水柱過高，可打開測壓架頂部放氣閥，（所有閥門都打開，）水柱自動降落，至正常水位擰緊放氣閥即可。2) 傳感器端軟管排氣：關閉流量調節閥，打開傳感器端排氣閥，傳感器內連續出水，關閉排氣閥，排氣完成。3) 關閉流量調節閥，觀察測壓架內兩水柱是否齊平，不平，找出原因并排除；齊平，實驗準備完成，實驗開始。b) 層流實驗1、 全開進水閥、旁通閥，微開流量調節閥，當實驗管道兩點壓差小于2cm(夏天)3cm（冬天）時，管道內呈層流狀態，待壓力穩定，測量流量、溫度、測壓管內

29、壓差。2、 改變流量35次，重復上述步驟。其中第一次實驗壓差，逐次增加。c) 紊流實驗1、 關閉流量調節閥，將電測儀讀數（即管道兩測點壓差）調零。2、 夾緊測壓架兩端夾子，防止水流經測壓架。3、 全開流量調節閥、進水閥，適當關小旁通閥開度，增大實驗管道內流量，待流量穩定之后，測量流量、溫度、電測儀讀數（即實驗管道兩測點壓差）。4、 改變流量35次，重復上述步驟。其中第一次實驗壓差 ，逐次增加，直至流量最大。d) 實驗完成，打開所有閥門，關閉電源。五、實驗成果及要求1有關常數 實驗臺號No. _圓管直徑_ 測量段長度 常數= 2實驗記錄及計算表 次序體積Vcm3時間ts流量Qcm3/s流速cm/

30、s水溫C粘度cm2/s雷諾數Re壓差cm沿程阻力cm沿程阻力系數Re<2320h1h21234567891011123繪圖分析根據實驗數據成果分別繪制曲線，并確定指數關系值的大小。在厘米紙上以為橫坐標，以為縱坐標，點繪所測的關系曲線，根據具體情況連成一段或幾段直線，求厘米紙上直線的斜率。將從圖上求得的值與已知各流區的值(即層流，光滑管流區，紊流過渡區1.75<<2.0，粗糙管紊流區)進行比較，確定流區。六、實驗分析與討論1本實驗中，沿程阻力損失就是壓差計的壓差，如果管道有一定的傾角，壓差計的壓差是否還是沿程阻力損失？為什么？2根據實測值判斷本實驗的流區。水躍實驗 一

31、、|實驗目的的要求1、觀察水躍現象的特征和三種類型的水躍。2、檢驗平坡矩形明槽自由水躍共 水深理論關系的合理性，并將實測值與理論計算值進行比較。測定躍長，檢驗躍長經驗公式的可靠性。3、了解水躍的消能效果。4、比較不同Fr五種形態水躍的流動特征。二、實驗設備實驗槽如下圖所示，其供排水系統與圖1.1同。圖2.1 水躍實驗意圖1穩水孔板； 2.閘板； 3.測針； 4.多孔尾門； 5.高程標志塊。堰、閘出流出均可產生水躍。若以堰流作水躍實驗（圖2.2）時，雖能進行一般水躍實驗，包括共水深關系、躍長、消能率的實驗，但由于堰上水位完全取決于實驗流量Q，F可調范圍較窄 圖2.2 不足以進行五種型態水躍的流動

32、特征實驗。故通常采用閘下出流作水躍實驗。閘下出流除可調節尾門改變下游水位，還可通過調節閘板2的開度，改變堰頂水位，不僅可得到臨界、遠驅、淹沒三種類型的水躍，并能較大幅度地改變F，從而演示上述五種型態水躍的流動特征。本實驗流量由三角堰量水槽（圖1.1）中（5）測量，水位由測針3測量。三、實驗原理通過實驗可測定完整水躍共軛水深躍長消能率并可驗證平坡矩形槽中自由水躍計算的下列理論公式： 式中，水躍的能量損失：躍前斷面總能頭，。為測定消能率，可選平坡渠底為基準，然后由槽寬和實測的值確定水躍前后斷面的總能頭和，再由下列各式換算得實測消能率： 該裝置還可演示原驅，臨界和淹沒三種水躍以及按不同而區分的五種形態水躍（圖2.3）。圖2.3保持流量約10002000不變，調節閘板開度，使閘下躍前的由逐漸變化，可觀察到如圖2.3所示的五種形態水躍。其中=各種水躍特征如下：波狀水躍：水面有突然波狀升高，無表面旋滾，消能率低，波動距離遠。弱水躍：水躍高度較小，躍區紊動不強烈，躍后水面較為平穩，其消能率低于20%。擺動水躍：流態不穩定，水躍振蕩，躍后水面波動較大，且向下游傳播較遠。穩定水躍：水躍穩定，躍后水面較平穩，消能率可達4670%，是底流消能較理想的