1、水 力 学 实 验 指 导 书目 录实验一 静水压强实验1实验二 伯努利方程实验4实验三 雷诺演示实验8实验四 文丘里流量系数测定实验10实验五 孔口管嘴出流演示实验121实验一 静水压强实验一 实验目的1利用测压计测压管等测量并计算大容器内气体压强；2测量并计算 A、B 两点的静水压强；3求未知液体的重度 2。二 实验装置静水压强实验装置。三 实验原理1静水压强基本公式：p=p 0+hZ+p/=Const2相对压强 p 相 与绝对压强 p 绝 的计算：p 相 =p 绝 -p a四 实验步骤（1） 准备工作：用压力表测定大气压并记录数据。打开气阀，使容器内自由液面上的压强与外部的大气压强相同，
2、即p0=pa。观察各测压管的液面。（2） 将小容器降低到适当位置，待水面稳定之后，读出各管的液面高度，记录数据。（3） 关闭气阀，使小容器上升至液面高于大容器液面至适当位置，此时 p0pa ，待液面稳定后，读出各管的液面高度，记录数据。（4） 打开气阀，待液面稳定后关闭气阀，将小容器下降至液面低于大容器液面，待液面稳定后，此时 p0pa，读出各管的液面高度，记录数据。2五 实验数据记录（1）测量值：Z A= mm；ZB= mm；pa= mmHg （气压表编号： ）（2）记录数据： （单位：mm）p0pa p0pa测管编号初始读数读数 相邻差 读数 相邻差12345678910111213143
3、六 计算（1）计算大容器内表面压强 p0容器表面压强 p0p0pa p0pa所选计算测管相对压强值 绝对压强值 相对压强值 绝对压强值1-2-3-47-89-1011-1213-14（2）计算 A、B 两点的压强p0pa p0pa编号 测压管高度 测压管水头 测压管高度 测压管水头AB（3）求未知液体的重度。p0pa 时， 2= p0pa 时， 2= 2= = 2+22七 思考题1. 装置中，在各种情况下，有哪些液面为等压面？42. 用水、酒精、水银做测压计，哪种情况精度较好？为什么？实验二 伯努利方程实验一 实验目的1加深对连续性方程和伯努利能量方程的理解；2了解测压管水头线和总水头线的意义
4、和绘制方法。二 实验装置能量方程实验台三 实验原理1过水断面的能量由位能、压能、动能三部分组成。水流在不同管径、不同高程的管路中流动时，三种能量不断的相互转化，通过设置测速管和测压管可了解能量变化的实际情况。2过水断面总水头 H=Z+ +p 22g测压管水头 Hp=Z+p四 实验步骤1排除各管中的空气，整理好接头，防止漏水。2关闭闸门，启动水泵，待水箱稳定后观测并读记 1-6 管读数，记入表 2。3开闸门，使管中通过一定的流量 Q，使测压管小孔侧对水流方向，当水面稳定后读记各管（1-6）读数。再使测压管小孔正5对水流方向，水面稳定后，读记 1-6 管读数。记入表 2。4全开闸门，使管中流量 Q
5、 达到最大值，使测压管小孔测对水流方向，当水面稳定后读记各管（1-6）读数。再使测压管小孔正对水流方向，水面稳定后，读记管 1-6 读数。记入表 2。5用水桶接约 1 分钟的管中最大流量时的水量，测其体积。并测出当时水温，一并记入表 3。6关闭闸门后停泵。五 实验数据记录及计算表 1 管段长度和直径管段号 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7管段长（m）管径（mm）表 2 数据记录和计算1 2 3 4 5 6Z+pQ=0Z+ +pu22gZ+pQQ maxZ+ +pu22gQ=Qmax Z+p管 号水头流量6Z+ +pu22gZ+ +p 22g注：取 =1.0 计算。表 3水温（）运动粘度
6、系数 集水时间 t（s）体积V（L）流量Q=V/t流速v1=Q/A1流速v2=Q/A2计算：1最大流量时的总水头损失：h w1-6= 。2绘制 Q=0 和 Q=Qmax 时的测压管水头线和总水头线。7六 思考题1试比较 u 和 的不同。2测压管水头线的变化和总水头线的变化是否总是一致？为什么？3分析实验误差的产生原因，可以如何改进？8实验三 雷诺演示实验一 实验目的了解液体流动的层流和紊流两种形态，并观察临界状态及转变过程。二 实验装置雷诺实验演示仪三 实验原理1雷诺数 Re=d/，当 Re2300 时，为层流；当 Re4000 时，为紊流；2300Re4000 时，为临界状态。因此，可通过改
7、变实验中的水流流速，改变水流的流态，进行流态观察。2上临界流速是指由层流向紊流过渡的临界流速；下临界流速是指由紊流向层流过渡的临界流速。相应的雷诺数为上临界雷诺数和下临界雷诺数。四 实验步骤1层流临界流紊流水箱上水，保持微小溢流，微开出水阀门和颜色水阀门，使颜色水成一条细线，此时为层流状态。逐渐开大出水阀门至颜色9水开始微微颤动，此时为临界状态。继续开大出水阀，使出流流速再加大，此时颜色水完全掺混，水流为紊流状态。2紊流临界流层流轻微关小调节阀，逐渐重新出现波浪形的线条。继续轻微关小调节阀，颜色水会逐渐恢复为细线。注意观察并判断相应的流动形态。五 思考题1液体的流动形态由哪些因素决定的？2上临
8、界雷诺数和下临界雷诺数是否相等？为什么？10实验四 文丘里流量系数测定实验一 实验目的深入理解连续性方程和伯努利方程，掌握文丘里流量计测定流量的原理，了解文丘里流量系数的测定方法。二 实验装置多功能水力实验台三 实验原理1由伯努利方程可知：Z 1+ + = Z2+ + + h w 12p1 1 122g p2 2 222g取 1= 2=1.0，忽略水头损失，则有： = （Z 1+ ）（Z 2+ ）= h 2 222g 1 122g p1 p2又 Q= = d12 14 d22 24 Q= =K2g h h2由于实际流动存在水头损失，所以实际流量 Q0 要略小于理论11流量 Q，则流量系数 =Q
9、0Q四 实验步骤1记录仪器常数 d1、d 2，并算出 K 值。2关闭测点 4、5、6、7、8、9、10 的小阀门。3打开阀门 2、3、4、5、6、8 及球阀，关闭阀门 9。4阀门 7 先调为较小开度。5开泵，缓慢开启阀门 7，使测压板压差读数较大。记录数据。五 实验数据记录和计算d1= mm； d2= mm； K= NOh1（cm）h2（cm）h（cm）V（ cm3）t（s）Q（cm 3/s）Q0（ cm3/s）1212实验五 孔口管嘴出流演示实验一 实验目的1观察孔口自由出流的水力特点。2注意不同类型管嘴自由出流的水力特点。3加深对流速系数、流量系数、收缩系数等概念的理解。二 实验装置孔口、管嘴出流演示实验台三 实验原理孔口、管嘴出流的流速公式为 = （ H0 为作用水头）2gH0流量公式为 Q= 2gH0流量系数 =四 实验步骤开动水泵，待水箱稳定并保持微小溢流，转动旋转圆盘，逐13次改变孔口的形式和管嘴的形式，观察出流状态。注意管嘴出流时出现真空的情况。五 思考题1简要说明孔口出流和管嘴出流的特点。2相同大小的孔口和管嘴，在相同作用水头下，流量和流速是否相同？为什么？
