1、1（一）不可压缩流体恒定流能量方程（伯诺里方程）实验一、实验目的要求1、验证流体恒定总流的能量方程；2、通过对动水力学诸多水力现象的实验分析研讨，进一步掌握有压管流中动水力学的能量转换特性；3、掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技能。二、实验装置本实验的装置如图 1.1 所示。图 1.1 自循环伯诺里方程实验装置图1.自循环供水器；2.实验台；3.可控硅无级调速器；4.溢流板；5.稳水孔板；6.恒压水箱；7.测压计；8.滑动测量尺；9.测压管；10.实验管道；11.测压点；12.毕托管；13.实验流量调节阀。说 明：本仪器测压管有两种：1、毕托管测压管（表 1.1 中标*的测压管
2、） ，用以测读毕托管探头对准点的总水头 ，须注意一般情况下 与断面总水头)2(gupZHH不同（因一般 ） ，它的水头线只能定性表示总水头变化趋2势；2、普通测压管（表 2.1 未标*者） ，用以定量量测测压管水头。实验流量用阀 13 调节，流量由体积时间法（量筒、秒表另备） 、重量时间法（电子称另备）或电测法测量（以下实验类同） 。三、实验原理在实验管路中沿管内水流方向取 个过水断面。可以列出进口断面（1）至另n一断面 的能量方程式)(i ),3,2(iiiii hwgapZgapZ12211 取 ，选好基准面，从已设置的各断面的测压管中读出 值，21na pZ测出通过管路的流量，即可计算出
3、断面平均流速 及 ，从而即可得到各断面g2测压管水头和总水头。四、实验方法与步骤1、熟悉实验设备，分清哪些测压管是普通测压管，哪些是毕托管测压管，以及两者功能的区别。2、打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流，检查调节阀关闭后所有测压管水面是否齐平。如不平则需查明故障原因（例连通管受阻、漏气或夹气泡等）并加以排除，直至调平。4、打开阀 13，调节阀 13 开度，待流量稳定后，测记各测压管液面读数，同时测记实验流量（毕托管供演示，不必测记读数） 。5、改变流量 2 次，重复上述测量。其中一次阀门开度大到使 19 号测管液面接近标尺零点。五、实验结果处理与要求1.有关常数记录表均匀段 D1= cm
4、缩管段 D2= cm 扩管段 D3= cm水箱液面高程 0= cm 上管到轴线高程 z= cm测点编号 1*23 4 56*78*9101112*1314*1516*1718*19管径cm1.37 1.37 1.37 1.37 1.00 1.37 1.37 1.37 1.37 2.00 1.373两点间距cm4 4 6 6 4 13.5 6 10 19.5 16 16注：（1）打“*”者为毕托管测点（测点编号见实验指导书或仪器） ；（2）2、3 为直管均匀流段同一断面上的二个测点，10、11 为弯管非均匀流同一断面上的二个测点。（3）测点 6、7 所在的断面内径为 D2，测点 16、17 为
5、D3，余下均为 D12.测记 数值表（基准面选在标尺的零点上）gPZ测点编号 2 3 4 5 7 9 11 13 15 17 19流量 Qscm312次数3注：测点编号任意选取 8 个测点。3、计算流速水头和总水头。4、绘制上述结果中最大流量下的总水头线 E-E 和测压管水头线 P-P（轴向尺寸参见图 1.2，总水头线和测压管水头先可以绘制在图 1.2 上） 。提示：1.P-P 线依表 1.2 数据绘制，其中测点 10、11、13 数据不用。2.E-E 线依表 1.3（2）数据绘制，其中测点 10、11 数据不用。3.在等直径管段 E-E 和 P-P 线平行。图 1.2六、结果分析与讨论1.测
6、压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？2. 增加，测压管水头线有何变化？为什么？3.测点 2、3 和测点 10、11 的测压管读数分别说明了什么问题？4.试问避免喉管（测点 7）的处形成真空有几种技术措施？分析改变作用水头（如抬高或降低水箱的水位）对喉管压强的影响情况。5.毕托管所显示的总水头线与实测绘制的总水头线一般都略有差异，试分析其原因。41附件：计算数值表 1.31.流速水头计算表2.总水头 单位：cm2gPZ测点编号 2 3 4 5 7 9 11 13 15 17 19流量 Qscm312次数3流量 Qscm3流量 Qscm3流量 Qscm3管径cA2vg2A2vg2Ac2
7、vg21（三）不可压缩流体恒定流动量定律实验一、实验目的要求1.验证不可压缩流体恒定流的动量方程；2.通过对动量与流速、流量、出射角度、动量矩等因素间相关性的分析研讨，进一步掌握流体动力学的动量守恒定理；3.了解活塞式动量定律实验仪原理、构造，并进一步启发与培养学生的创造性思维能力。二、实验装置本实验的装置如图 3.1 所示。图 3.1 动量定律实验装置图1.自循环供水器；2.实验台；3.可控硅无级调速器；4.水位调节阀；5.恒压水箱；6.管嘴；7.集水箱；8.带活塞的测压管；9.带活塞和翼片的抗冲平板；10.上回水管。自循环供水装置 1 由离心式水泵和蓄水箱组合而成。水泵的开启、流量大小的调
8、节均由调速器 3 控制。水流经供水管供给恒压水箱 5，溢流水经回水管流回蓄水箱。流经管嘴 6 的水流形成射流，冲击带活塞和翼片的抗冲平板 9，并以与入射角成 90的方向离开抗冲平板。抗冲平板在射流冲力和测压管 8 中的水压力作用下处于平衡状态。活塞形心水深 可由测压管 8 测得，由此可求得射流的冲力，即ch动量力 。冲击后的弃水经集水箱 7 汇集后，再经上回水管 10 流出，最后经漏斗F2和下回水管流回蓄水箱。为了自动调节测压管内的水位，以使带活塞的平板受力平衡并减小摩擦阻力对活塞的影响，本实验装置应用了自动控制的反馈原理和动摩擦减阻技术，其构造如下：带活塞和翼片的抗冲平板 9 和带活塞套的测
9、压管 8 如图 3.2 所示，该图是活塞退出活塞套时的分部件示意图。活塞中心设有一细导水管 ，进口端位于平板中心，a出口端伸出活塞头部，出口方向与轴向垂直。在平板上设有翼片 ，活塞套上设有b窄槽 。c pDxyvvQab图 3.2 图 3.3工作时，在射流冲击力作用下，水流经导水管 向测压管内加水。当射流冲击a力大于测压管内水柱对活塞的压力时，活塞内移，窄槽 关小，水流外溢减少，使c测压管内水位升高，水压力增大。反之，活塞外移，窄槽开大，水流外溢增多，测管内水位降低，水压力减小。在恒定射流冲击下，经短时段的自动调整，即可以到射流冲击力和水压力的平衡状态。这时活塞处在半进半出、窄槽部分开启的位置
10、上，过 流进测压管的水量和过 外溢的水量相等。由于平板上设有翼片 b，在水流冲ac击下，平板带动活塞旋转，因而克服了活塞在沿轴向滑移时的静摩擦力。为验证本装置的灵敏度，只要在实验中的恒定流受力平衡状态下，人为地增减测压管中的液位高度，可发现即使改变量不足总液柱高度的5（约 0.51mm） ，活塞在旋转下亦能有效地克服动摩擦力而作轴向位移，开大或减小窄槽 ，使过高c的水位降低或过低的水位提高，恢复到原来的平衡状态。这表明该装置的灵敏度高3达 0.5%，亦即活塞轴向动摩擦力不足总动量力的 5。三、实验原理恒定总流动量方程为 )(12QF取脱离体如图 3.3 所示，因滑动摩擦阻力水平分力 ，可忽略不
11、计，故XxFf%5.0方向的动量方程化为x )(412xccxDhAp即 01Qx式中： 作用在活塞形心处的水深；ch活塞的直径；D射流流量；射流的速度；x1动量修正系数。实验中，在平衡状态下，只要测得流量 和活塞形心水深 ，由给定的管嘴Qch直径 和活塞直径 ，代入上式，便可率定射流的动量修正系数 值，并验证动d 1量定律。其中，测压管的标尺零点已固定在活塞的园心处，因此液面标尺读数，即为作用在活塞圆心处的水深。四、实验方法与步骤1、准备 熟悉实验装置各部分名称、结构特征、作用性能，记录有关常数。2、开启水泵 打开调速器开关，水泵启动 23 分钟后，关闭 23 秒钟，以利用回水排除离心式水泵
12、内滞留的空气。3、调整测压管位置 待恒压水箱满顶溢流后，松开测压管固定螺丝，调整方位，要求测压管垂直、螺丝对准十字中心，使活塞转动松快。然后旋转螺丝固定好。4、测读水位 标尺的零点已固定在活塞园心的高程上。当测压管内液面稳定后，记下测压管内液面的标尺读数，即 值。ch5、测量流量 用体积法或重量法测流量；若用电测仪测流量时，则须在仪器量程范围内。每组流量均需重复测三次再取均值。6、改变水头重复实验 逐次打开不同高度上的溢水孔盖，改变管嘴的作用水头。调节调速器，使溢流量适中，待水头稳定后，按 35 步骤重复进行实验。7、验证 对 的影响 取下平板活塞，使水流冲击到活塞套内，调整02xxF好位置，
13、使反射水流的回射角度一致，记录回射角度的目估值、测压管作用水深4和管嘴作用水头 。ch0H五、实验原始数据记录1.有关常数记录表管嘴内径 dcm活塞直径 Dcm2.实验数据记录（基准面选在标尺的零点上）测量次数 作用在活塞圆心处的水深 hc射流流量 Qs3123六、实验数据计算表1.实验数据计算表测量次数 射流流速 vscm动量修正系数 1123七、实验误差分析1、实测 与公认值(=1.021.05)符合与否？如不符合，试分析原因。2、带翼片的平板在射流作用下获得力矩，这对分析射流冲击无翼片的平板沿 x 方向的动量力有无影响？为什么？3、通过细导水管的分流，其出流角度与 相同，试问对以上受力分
14、析有无影响？4、滑动摩擦力 为什么可以忽略不记？试用实验来分析验证 的大小，记录观察结果。(提示：平衡时，向测压管内加入或取出 1mm 左右深的水，观察活塞及液位的变化)5、 若不为零，会对实验结果带来什么影响？试结合实验步骤 7 的结果予以说明。5（四）毕托管测速实验一、实验目的和要求1.通过对管嘴淹没出流点流速及点流速系数的测量，掌握用毕托管测量点流速的技能；2.了解普朗特型毕托管的构造和适用性，并检验其量测精度，进一步明确传统流体力学量测仪器的现实作用。二、实验装置本实验的装置如图 4.1 所示。图 4.1 毕托管实验装置图1.自循环供水器；2.实验台；3.可控硅无级调速器；4.水位调节
15、阀；5.恒压水箱；6.管嘴7.毕托管；8.尾水箱与导轨；9.测压管；10.测压计；11.滑动测量尺（滑尺） ；12.上回水管。说 明：经淹没管嘴 6，将高低水箱水位差的位能转换成动能，并用毕托管测出其点流速值。测压计 10 的测压管 1、2 用以测量低水箱位置水头，测压管 3、4 用以测量毕托管的全压水头和静压水头，水位调节阀 4 用以改变测点的流速大小。6图 4.2 毕托管结构示意图三、实验原理图 4.3 毕托管测速原理图 hkgcu2（4.1）k式中： 毕托管测点处的点流速；u毕托管的校正系数；c毕托管全压水头与静水压头差。h（4.2）Hgu2联解上两式可得 Hhc/（4.3）式中： 测点
16、处流速，由毕托管测定；u测点流速系数；管嘴的作用水头。H四、实验方法与步骤1、准备 熟悉实验装置各部分名称、作用性能，搞清构造特征、实验原)(a理。 用医塑管将上、下游水箱的测点分别与测压计中的测管 1、2 相连通。)(b7将毕托管对准管嘴，距离管嘴出口处约 23cm，上紧固定螺丝。)(c2、开启水泵 顺时针打开调速器开关 3，将流量调节到最大。3、排气 待上、下游溢流后，用吸气球（如医用洗耳球）放在测压管口部抽吸，排除毕托管及各连通管中的气体，用静水匣罩住毕托管，可检查测压计液面是否齐平，液面不齐平可能是空气没有排尽，必须重新排气。4、测记各有关常数和实验参数，填入实验表格。5、改变流速 操
17、作调节阀 4 并相应调节调速器 3，使溢流量适中，共可获得三个不同恒定水位与相应的不同流速。改变流速后，按上述方法重复测量。6、完成下述实验项目：（1）分别沿垂向和沿流向改变测点的位置，观察管嘴淹没射流的流速分布；（2）在有压管道测量中，管道直径相对毕托管的直径在 610 倍以内时，误差在 25%以上，不宜使用。试将毕托管头部伸入到管嘴中，予以验证。7、实验结束时，按上述 3 的方法检查毕托管比压计是否齐平。六、实验分析与讨论1. 利用测压管测量点压强时，为什么要排气？怎样检验排净与否？2. 毕托管的压头差h和管嘴上下游水位差H 之间的大小关系怎样？为什么？3. 所测的流速系数说明了什么？4.
18、 据激光测速仪检测，距孔口2-3 cm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？如何率定毕托管的矫正系数c ？5. 普朗特毕托管的测速范围为0.2-2m/ s，流速过小过大都不宜采用，为什么？另8测速时要求探头对正水流方向(轴向安装偏差不大于10 度)，试说明其原因（低流速可用倾斜压差计）。6. 为什么在光、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？9（五）雷诺实验一、实验目的要求1、观察层流、紊流的流态及其转换特征；2、测定临界雷诺数，掌握园管流态判别准则；3、 学 习 古 典 流 体 力 学 中 应 用 无 量 纲 参 数 进 行 实 验 研 究
19、的 方 法 ， 并 了 解 其 实 用 意义 。二、实验装置本实验的装置如图 5.1 所示：图 5.1 自循环雷诺实验装置图1、自循环供水器； 2实验台； 3可控硅无级调速器； 4恒压水箱； 5有色水水管； 6稳水孔板 7溢流板； 8实验管道； 9实验流量调节阀。供水流量由无级调速器调控使恒压水箱 4 始终保持微溢流的程度，以提高进口前水体稳定度。本恒压水箱还设有多道稳水隔板，可使稳水时间缩短到 35 分钟。有色水经有色水水管 5 注入实验管道 8，可据有色水散开与否判别流态。为防止自循环水污染，有色指示水采用自行消色的专用色水。三、实验原理KQdvR4e d4四、实验方法与步骤101、测记本
20、实验的有关常数。2、观察两种流态。打开开关 3 使水箱充水至溢流水位，经稳定后，微微开启调节阀 9，并注入颜色水于实验管内，使颜色水流成一直线。通过颜色水质点的运动观察管内水流的层流流态，然后逐步开大调节阀，通过颜色水直线的变化观察层流转变到紊流的水力特征，待管中出现完全紊流后，再逐步关小调节阀，观察由紊流转变为层流的水力特征。3、测定下临界雷诺数。（1）将调节阀打开，使管中呈完全紊流，再逐步关小调节阀使流量减小。当流量调节到使颜色水在全管刚呈现出一稳定直线时，即为下临界状态；（2）待管中出现下临界状态时，用体积法或电测法测定流量；（3）根据所测流量计算下临界雷诺数，并与公认值（2320）比较
21、，偏离过大，需重测；（4）重新打开调节阀，使其形成完全紊流，按照上述步骤重复测量不少于三次；（5）同时用水箱中的温度计测记水温，从而求得水的运动粘度。注意：a、每调节阀门一次，均需等待稳定几分钟；b、关小阀门过程中，只许渐小，不许开大；c、随出水流量减小，应适当调小开关（右旋） ，以减小溢流量引发的扰动。4、测定上临界雷诺数逐渐开启调节阀，使管中的水流由层流过渡到紊流，当颜料有色水线刚开始散开时候，即为上临界雷诺数，测定上临界雷诺数 12 次。五 实验结果与要求1.记录、计算有关常数管径：d= cm； 水温：t= ；计算常数：K= s/cm 3。运动粘度：v=0.01775/（1+0.0377
22、t+0.000221t 2）= cm 2/s2.整理、记录计算表实验次数 颜色水线 水体积 时间 流量 雷诺数 阀门开度 备注11形态 V（cm 3）T（s） Q（cm 3/s）Re 增减123456实测下临界雷诺数（平均值）R ec=注：颜色水形态：稳定直线、 稳定略弯曲、直线摆动、直线抖动、断续、完全散开等六 实验分析与讨论1.流态判断依据为何采用无量纲参数，而不采用临界流速？2.为何认为上临界雷诺数无实际意义，而采用下临界雷诺数作为层流与紊流的判断依据？实测下临界雷诺数是多少？3.雷诺实验得出的圆管流动下临界雷诺数为 2320，而目前有些教科书中介绍采用的下临界雷诺数是 2000，原因何
23、在？4.试结合紊流机理实验的观察，分析有层流过渡到紊流的机理何在？5.分析层流和紊流在运动特性和动力学特性方面各有何差异？12（七）沿程水头损失实验一、实验目的要求1、加深了解圆管层流和紊流的沿程水头损失随平均流速变化的规律，绘制曲线；vhflgl2、掌握管道沿程阻力系数的量测技术和应用气水压差计及电测仪测量压差的方法；3、将测得的 关系值与莫迪图对比，分析其合理性，进一步提高实验成eR果分析能力。二、实验装置本实验的装置如图 7.1 所示图 7.1 自循环沿程水头损失实验装置图1自循环高压恒定全自动供水器； 2实验台； 3回水管； 4水压差计； 6实验管道； 7水银压差计；8滑支测量尺； 9
24、测压点； 10实验流旱调节阀； 11供水管与供水阀； 12旁通管与旁通阀； 13稳压筒。根据压差测法不同，有两种方式测压差：1、低压差时用水压差计量测；2、高压差时用电子量测仪（简称电测仪）量测。本实验装置配备有：1、自动水泵与稳压器13自循环高压恒定全自动供水器由离心泵、自动压力开关、气水压力罐式稳压器等组成。压力超高时能自动停机，过低时能自动开机。为避免因水泵直接向实验管道供水而造成的压力波动等影响，离心泵的输水是先进入稳压器的压力罐，经稳压后再送向实验管道。 213 4 接 测 点 接 测 点 4F12图 7.2 1.压力传感器； 2.排气旋钮； 3.连接管； 4.主机2、旁通管与旁通阀
25、由于本实验装置所采用水泵的特性，在供小流量时有可能时开时停，从而造成供水压力的较大波动，为了避免这种情况出现，供水器设有与蓄水箱直通的旁通管（图中未标出） 。通过分流可使水泵持续稳定运行。旁通管中设有调节分流量至蓄水箱的阀门，即旁通阀，实验流量随旁通阀开度减小（分流量减小）而增大。实际上旁通阀又是本装置用以调节流量的重要阀门之一。3、稳压筒 为了简化排气，并防止实验中再进气，在传感器前连接由 2 只充水（不满顶）之密封立筒构成。4、电测仪 由压力传感器和主机两部分组成 ，经由连通管将其接入测点（图 7.2） ，压差读数（以厘米水柱为单位）通过主机显示。三、实验原理由达西公式 gvdLhf2得
26、（7.1）222 )/4(1QhKdLhvL fff 14LgdK8/52另由能量方程对水平等直径园管可得（7.2）/)(21phf压差可用压差计或电测。四、实验方法与步骤准备 I 对照装置图和说明，搞清各组成部件的名称、作用及其工作原理；检查蓄水箱水位是否够高及旁通阀 12 是否已关闭。否则予以补水并关闭阀门；记录有关实验常数：工作管内径 和实验管长 （标志于蓄水箱） 。dL准备 II 启动水泵。本供水装置采用的是自动水泵，接通电源，全开阀 12，打开供水阀 II，水泵自动开启供水。准备 III 调通量测系统。1、夹紧水压计止水夹，打开出水阀 10 和进水阀 11（逆时针） ，关闭旁通阀12
27、（顺时针） ，启动水泵排除管道中的气体。2、全开阀 12、关闭阀 10，松开水压计止水夹，并旋松水压计之旋塞 ，排1F除水压计中的气体。随后，关阀 11，开阀 10，使水压计的液面降至标尺零指示附近，即旋紧 。再次开启阀 11 并立即关闭阀 10。稍侯片刻检查水压计是否齐平，1F如不平则需重调。3、水压计齐平时，则右旋开电测仪排气旋扭，对电测仪的连接水管通水、排气，并将电测仪调至“000”显示。4、实验装置通水排气后，即可进行实验测量。在阀 12、阀 11 全开的前提下，逐次开大出水阀 10，每次调节流量时，均需稳定 23 分钟，流量愈小，稳定时间愈长；测流时间不小于 810 秒；测流量的同时
28、，需测记水压计（或电测仪） 、温度计（温度表应挂在水箱中）等读数：层流段：应在水压计 （夏季） （冬季）量OmHh20OmHh230程范围内，测记 35 组数据。紊流段：夹紧水压计止水夹、开大流量，用电测仪记录 值，每次增量可按f递加，直至测出最大的 值。阀的操作次序是当阀 11、阀 10 开OcmHh210 f至最大后，逐渐关阀 12，直至 显示最大值。fh5、结束实验前，应全开阀 12，关闭阀 10，检查水压计与电测仪是否指示为零，15若均为零，则关闭阀 11，切断电源。否则，表明压力计已进气，需重做实验。五、实验结果及要求1.有关常数 实验台编号： 圆管直径 d= cm，测量段长度 L=
29、85cm。2 记录及计算（见表 7.1 表）3.绘图分析，绘制 lgvlgh f 曲线，并确定指数关系值 m 的大小。在厘米纸上以 lgv 为横坐标，以 lghf 为纵坐标，点绘制所测量的 lgvlgh f 关系曲线，根据具体情况连成一段或几段直线。求厘米纸上直线的斜率 12lglmvhff将从图上求得的 m 值与已知个流区的 m 值（即层流 m=1，光滑管流区m=1.75，粗糙管紊流区 m=2.0，紊流过渡区 1.75m2.0）进行比较，确定流区。六、实验分析与讨论1. 为什么压差计的水柱差就是沿程水力损失？如实验管道安装成倾斜，是否影响实验结果？2. 根据实际测量 m 值判断本实验的流区？
30、3. 实际工程中钢管中的流动大多数为光滑紊流或者紊流过渡区，而水电站泄洪洞流动大多数为紊流阻力平方区，其原因是什么？4. 管道的当量粗糙度如何测得？5. 本实验结果与莫迪图吻合与否？试分析其原因？11（八）局部阻力损失实验一、实验目的要求1、掌握三点法、四点法量测局部阻力系数的技能；2、通过对园管突扩局部阻力系数的表达公式和突缩局部阻力系数的经验公式的实验验证与分析，熟悉用理论分析法和经验法建立函数式的途径：3、加深对局部阻力损失机理的理解。二、实验装置本实验装置如图 8.1 所示实验管456789102321123456图 8.局 部 阻 力 系 数 实 验 装 置 图 1.自 循 环 供
31、水 器 ; 2.实 验 台 ; 3.可 控 硅 无 级 调 速 器 ;4恒 压 水 箱 ; 5.溢 流 板 ; 6.稳 水 孔 板 ; 7.突 然 扩 大 实 验 管 段 ; 8.测 压计 ;9滑 动 测 量 尺 10测 压 管 1突 然 收 缩 实 验 管 段 12实 验 流 量 调 节 阀道由小大小三种已知管径的管道组成，共设有六个测压孔，测孔 13 和 36 分别测量突扩和突缩的局部阻力系数。其中测孔 1 位于突扩界面处，用以测量小管出口端压强值。三、实验原理写出局部阻力前后两断面能量方程，根据推导条件，扣除沿程水头损失可得：1、突然扩大采用三点法计算，下式中 由 按流长比例换算得出。2
32、1fh3f实测 2)()( 211 fje hgpzgpzhje2/理论 1)(Aegahej22、突然缩小2采用四点法计算，下式中 B 点为突缩点， 由 换算得出， 由 换算得出。Bfh443f 5fBh6f实测 2)(2)( 5544 ffjs gpZgpZh js/5经验 )1(.035Asghsj25四、实验方法与步骤1、测记实验有关常数。2、打开电子调速器开关，使恒压水箱充水，排除实验管道中的滞留气体。待水箱溢流后，检查泄水阀全关时，各测压管液面是否齐平，若不平，则需排气调平。3、打开泄水阀至最大开度，待流量稳定后，测记测压管读数，同时用体积法或用电测法测记流量。4、改变泄水阀开度
33、34 次，分别测记测压管读数及流量。5、实验完成后关闭泄水阀，检查测压管液面是否齐平？否则，需重做。表 1 局部阻力损失实验记录表3表 2 局部阻力损失实验记录表4(二) 泵特性曲线实验一、实验目的要求1. 掌握水泵的基本测试技术，了解实验设备及仪器仪表的性能和操作方法；2. 测定 P-100 自吸泵的工作特性，画出特性曲线；二、实验装置仪器装置简图如下图所示。1. 功率表；2. 电机电源插座；3. 光电转速仪；4. 电动机；5. 稳水压力灌；6. 功率表开关；7. 输水管道；8. P-100 自吸泵；9. 流量调节阀；10. 压力表；11. 压力传感器；12. 文丘里流量计；13. 储水箱；
34、14. 进水阀；15. 压力真空表；16. 压差电测仪；17. 电测仪稳压筒；18. 压力表;19. 稳压筒； 2三、实验原理对应某一额定转速 n，泵的实际扬程 H，轴功率 N，总效率 与泵的出水流量 Q 之间的系以曲线表示，称为泵的特征曲线。它反映出泵的工作性能，可以作为选择泵的依据。泵的特征曲线可用下列三个函数关系表示H=f1（Q） N=f2（Q） =f 3（Q）这些函数关系均可由实验测定，其测定方法如下：1、流量 Q（10 -6m3/s）用文丘里流量计 12，压差电测仪 16 测量，并根据下式确定 Q 值Q=A（ h） B （1）式中：A、B预先经过标定得出的系数，随仪器提供；h文丘里流
35、量计的测压管水头差，由压差电测仪 16 读出（单位 cm 水柱） ；Q流量（10 -6m3/s） ；2、实际扬程 H（m 水柱）泵的实际扬程是指水泵出口断面与进口断面之间总能头差，是在测定泵进、出口压强，流速和测压表表位差后，经计算求得。由于本实验装置内各点流速较小，流速水头可以忽略不计，故有：H=102（ hdhs） （2）式中：H扬程（m 水柱） ；hd水泵出口压强（Mpa） ；hs水泵进口压强（Mpa） ，真空值用“- ”表示；3、轴功率（泵的输入功率）N （W）N=P0 电 （3）P0=KP （4）（5）/10dc10ba0230 ）（）（电 P式中：K功率表表头值转换成实际功率瓦特数
36、的转换系数；P功率表读数值（W） ； 电 电动机效率；a、b、c、d电机效率拟合公式系数，预先标定提供。4、总效率 （6）%10gNHQ式中：水的容重 1000kg/m3；g重量加速度（g=9.8m/s 2） ；5、实验结果按额定转速的换算如果泵实验转速 n 与额定转速 nsp 不同，且转速满足|（n-n sp）/n sp100%|20%，则应将实验结果按下面各式进行换算：（7）Qsp03（8）20Hnsp（9）30Nsp（10）0式中：带下标“0”的各参数都指额定转速下的值。四、实验方法与步骤1.准备：对照实验图，熟悉实验装置各部分名称与作用，检查水系统和电系统的连接是否正确，蓄水箱的水量是
37、否达到规定要求，记录有关常数。2.排气：全开阀门 9 和 14，接通电源开启水泵（泵启动前，功率表开关 6 一定要置于“关”的位置） 。待供水管 7 中气体排尽后，关闭阀门 9，然后开启传感器 11 上的两只螺丝，对传感器和连接管排气，排气完成后将螺丝拧紧。3.电测仪 16 调零：在阀门 9 控制泵的出水流量。此时打开功率表开关 6 测定并记录功率表 1，同时测定记录电测仪 16 和压力表 10 与 15 的读数。4.测记转速：将光电测速仪射出的光束对准贴在电机转轴端黑纸板上的反光纸，即可读出轴的转速。转速需对应每一工况进行测量记录。5.调节不同的流量，测量 713 次。6.在阀门 9 半开（
38、压力表 10 读数值为 0.050.15Mpa ）情况下，调节进水阀 14，在不同开度下，按照上述步骤 4、5、测量 23 次，其中一次应使得真空压力表 15 的表值达到-0.08Mpa 左右。7.实验结束，先切断电动机电源，检查电测仪是否为零，如不为零应进行修正。最后切断电测仪电源。五、实验结果与要求1.记录、计算有关常数 实验台编号： 流量换算公式系数 A= B= 电动机效率换算公式系数：a= b= c= d= 功率表换算系数 K= 泵额定转速 = （r/min）2.记录及计算表格表 2.1 实验记录表项目序号转速（ r/min）功率表读数P（w）流量计读数h（cmH 2O）真空表读数hs
39、（Mpa）10-2压力表读数hd（Mpa）10-2123454678910111213表 2.2 泵特性曲线测定实验结果实验换算表 Nsp=2900（r/min）时的值项目序号转速（r/min）流量Q（ m3/s10-6）总扬程H（m）泵输入功率N（W）流量Q0（ m3/s10-6）总扬程H0（ m）泵输入功率N0（W）泵效率 （%）123456789101112133.根据实验值在同一图上绘制 H0Q 0、N 0Q 0、 0Q 0 曲线。本实验曲线应自备毫米方格纸绘制，图中的公用变量 Q0 为横坐标，纵坐标分别对应H0、N 0、 0用相应的分度值表示，坐标轴应注明分度值的有效数字，名称和单位
40、；不同曲线分别以函数关系予以标注。六、实验分析与讨论1. 对本实验装置而言，泵的实际扬程（总扬程）即为进出口压强差，如式（2）所示，为什么？2. 本实验 P-100 自吸泵与离心泵的特征曲线相比较有何异同？它们在启动操作和运行过程中应分别注意什么？3. 当水泵入口处真空度达到 78mH 2O 左右时，泵的性能明显恶化，试一试分析原因？54. 由实验知道泵的出水流量越大，泵进口处的真空度也越大，为什么？5. 本实验泵装机高程能否高于吸水井水面 8m？为什么？6. 若两泵并联，其流量能否增加一倍，若两泵串联，其扬程能否增加一倍？作图说明。7. 本实验设备中，压力表前为何要设置稳压筒，有何作用？在布置上有何要求？8. 进水阀 14 在本实验装置中有和作用？若去掉该阀，本实验装置又将如何布置？
