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1、《流體力學(xué)》實(shí)驗(yàn)報(bào)告
開(kāi)課實(shí)驗(yàn)室: 2013年5 月 17日
學(xué)院
城環(huán)學(xué)院
年級(jí)、專業(yè)、班
11環(huán)工2班
姓名
成績(jī)
課程
名稱
流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
名 稱
孔口管嘴出流實(shí)驗(yàn)
指導(dǎo)教師
教師評(píng)語(yǔ)
教師簽名:
年 月 日
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?
1. 理解射流與孔口出流的特點(diǎn)。
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(shí),由測(cè)壓管讀數(shù)推求作用水頭。
4. 掌握孔口、管嘴出流的流量計(jì)算公式與流量系數(shù)的
2、大小。
2、 實(shí)驗(yàn)原理
三、使用儀器、材料
實(shí)驗(yàn)儀器: 孔口與管嘴出流實(shí)驗(yàn)儀
儀器元件:自循環(huán)供水器、實(shí)驗(yàn)臺(tái)、無(wú)級(jí)調(diào)速器、水箱、溢流板、穩(wěn)水孔板、孔口、管嘴、擋水旋板、移動(dòng)觸頭、上回水槽、標(biāo)尺、測(cè)壓管、接水盒、回水管等。
流體介質(zhì):水、氣,實(shí)驗(yàn)裝置如圖:
四、實(shí)驗(yàn)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(kāi)1-4#孔口管嘴,待液面穩(wěn)定后分別測(cè)記H、Q。
3、
3、用游標(biāo)卡尺測(cè)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(shí)驗(yàn)前狀態(tài)。
5、 實(shí)驗(yàn)過(guò)程原始記錄(數(shù)據(jù)、圖表、計(jì)算
1.記錄計(jì)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)Z3=Z4=12cm,
孔口d4=1.20cm。
2.實(shí)驗(yàn)記錄與計(jì)算
分類項(xiàng)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/cm
2
4、880
2940
3166
3114
2946
3046
2832
2742
時(shí)間t/s
12.95
13.00
15.60
15.00
11.30
11.20
16.70
15.80
流量Q/(cm/s)
222.39
226.15
202.95
207.60
260.71
217.96
169.58
173.54
平均流量Q‘/(cm/s)
224.27
205.28
266.34
171.56
作用水頭Ho/cm
23.10
23.45
30.39
30.10
面積A/ cm
1.13
1.13
1.13
1
5、.13
流量系數(shù)u
0.933
0.847
0.966
0.625
測(cè)管讀數(shù)H2/cm
/
1.82
/
/
真空度Hv/cm
/
17.18
/
/
收縮直徑dc/cm
/
/
/
0.972
收縮斷面Ac/cm
/
/
/
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(wú)收縮
不光滑、紊亂水柱
光滑水柱
扭變光滑水柱、側(cè)收縮
6、
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(shí)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(duì)于小孔口,孔口的形狀對(duì)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(huì)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)
7、圓柱形外管嘴:Ho<=9m H2O,壓差大,真空度大,但在此范圍內(nèi)的壓差不會(huì)造成空氣被吸入管嘴破壞真空。管嘴長(zhǎng)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(guò)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???
因?yàn)槿N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同,所以流量系數(shù)不同,直角形管嘴流量系數(shù)最小。