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1、. 《流體力學(xué)》實驗報告 開課實驗室： 2013年5 月 17日 學(xué)院 城環(huán)學(xué)院 年級、專業(yè)、班 11環(huán)工 2班 姓名 成績 課程 實驗項目 流體力學(xué)實驗 孔口管嘴出流實驗 指導(dǎo)教師 名稱 名 稱 教師 教師簽名： 評語 年 月 日 一、實驗?zāi)康? 1. 理解射流與孔口出流的特點。 2. 掌握管嘴出流的水力現(xiàn)象。 3. 靈活應(yīng)用靜力學(xué)的基本知識，由測壓管讀數(shù)推求作用水頭。

2、 4. 掌握孔口、管嘴出流的流量計算公式與流量系數(shù)的大小。 二、 實驗原理 1 / 4 . 三、使用儀器、材料 實驗儀器： 孔口與管嘴出流實驗儀 儀器元件：自循環(huán)供水器、實驗臺、無級調(diào)速器、水箱、溢流板、穩(wěn)水孔板、孔口、管嘴、擋水旋板、移動觸頭、上回水槽、標(biāo)尺、測壓管

3、、接水盒、回水管等。 流體介質(zhì)：水、氣，實驗裝置如圖： 四、實驗步驟 1 、記錄參數(shù) d1=1.20cm,d2=1.20cm,d3=1.20cm,d4=1.20cm;z1=z2=19cm,z3=z4=12cm 。 2 、通電充水逐一打開 1-4# 孔口管嘴，待液面穩(wěn)定后分別測記 H、 Q。 3 、用游標(biāo)卡尺測讀孔口收縮斷面處直徑d。 4 、關(guān)閉電源，將儀器恢復(fù)到實驗前狀態(tài)。 五、實驗過程原始記錄 ( 數(shù)據(jù)、圖表、計算 1.

4、 記錄計算有關(guān)參數(shù) 圓角形管嘴 d1=1.20cm ，直角形嘴 d2=1.20cm，圓錐形嘴 d3=1.20cm ；出口高程讀數(shù) Z1=Z2=19cm ，出口高程讀數(shù) Z 3=Z 4=12cm ， 孔口 d4=1.20cm 。 2. 實驗記錄與計算 分類項目 1 圓角形管嘴 2 直角形管嘴 3 圓錐形管嘴 4 孔口 水面讀數(shù) H1/cm 42.10 42.45 42.39 42.10 體積 V/cm3 2880 2940 3166 3114 2946 3046 2832 2742 時間 t/s 12.95 13.00 15.

5、60 15.00 11.30 11.20 16.70 15.80 流量 Q/（ cm3/s） 222.39 226.15 202.95 207.60 260.71 217.96 169.58 173.54 平均流量 Q‘/（ cm3/s） 224.27 205.28 266.34 171.56 作用水頭 H /cm 23.10 23.45 30.39 30.10 o 面積 A/ cm2 1.13 1.13 1.13 1.13 流量系數(shù) u 0.933 0.847 0.966 0.625

6、 測管讀數(shù) H2/cm ／ 1.82 ／ ／ 2 / 4 . 真空度 H v/cm ／ 17.18 ／ ／ 收縮直徑 d /cm ／ ／ ／ 0.972 c 收縮斷面 Ac/cm2 ／ ／ ／ 0.742 收縮系數(shù) 1.0 1.0 1.0 0.66 流速系數(shù) 0.93 0.85 0.97 0.95 阻力系數(shù) 0.16 0.38 0.06 0.11 流股形態(tài) 光滑水柱、 無收 不光滑、紊亂水 光滑水柱 扭變光滑水柱、 縮 柱

7、側(cè)收縮 六、結(jié)果及分析 1、分析孔口出流與管嘴出流量系數(shù)的影響因素。 孔口的流量系數(shù)： 1、孔口的形狀：不同形狀的孔口，其出流時的局部阻力和斷面收縮情況有 所不同，從而影響 的大小。但對于小孔口，孔口的形狀對流量系數(shù) 的影響不大。 2、孔口的邊緣 情況：厚壁孔口出流與薄壁孔口出流的差別在于收縮系數(shù)和邊壁性質(zhì)有關(guān)，孔邊修圓后，收縮減 小，收縮系數(shù)和流量系數(shù)增大。 3、孔口離容器邊界的距離： 邊壁的整流作用會影響收縮系數(shù)進(jìn)而 影響流量系數(shù)。 管口的流量系數(shù)： 管嘴收縮斷面處， 形成真空， 變相地加

8、大了作用水頭， 從而流量和流量系數(shù) 增大。 2、在哪些管嘴中容易出現(xiàn)真空，為什么 ? 1 ）圓柱形外管嘴： Ho<=9mH2O,壓差大，真空度大，但在此范圍內(nèi)的壓差不會造成空氣被吸入 管嘴破壞真空。管嘴長度 L=（ 3-4 ） d, 管嘴合適，流束收縮后擴(kuò)大到滿嘴出流，形成真空區(qū)。 2 ）圓錐形擴(kuò)張管嘴： 它在收縮斷面處的真空度隨圓角 的增大而增大， 因此能形成較大的真空 度，并具有較大的過流能力和較低的出口速度。 3) 直角形管嘴：流股發(fā)生收縮，收縮斷面前后與管壁分離，中間形成漩渦區(qū)，產(chǎn)生負(fù)壓，出現(xiàn)了管

9、嘴真空現(xiàn)象。 3、分析為什么三種管嘴的流量系數(shù)不同，何者最小？ 因為三種管嘴的形狀不同所存在的沿程水頭損失和局部水頭損失不同， 以及形成的真空度也不 3 / 4 . 同，所以流量系數(shù)不同，直角形管嘴流量系數(shù)最小。 4 / 4