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水力学实验报告
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201５、12、251平面静水总压力实验
1、1实验目得
1、掌握解析法及压力图法，测定矩形平面上得静水总压力.
2、验证平面静水压力理论。
1、2实验原理
作用在任意形状平面上得静水总压力P等于该平面形心处得压强pc与平面面积A得乘积:
，
方向垂直指向受压面。
对于上、下边与水面平行得矩形平面上得静水总压力及其作用点得位置，可采用压力图法：静水总压力P得大小等于压强分布图得面积与以宽度b所构成得压强分布体得体积。

若压强分布图为三角形分布、如图3－2，则

式中:e—为三角形压强分布图得形心距底部得距离。
若压强分布图为梯形分布，如图3－３，则

式中：e－为梯形压强分布图得形心距梯形底边得距离.

图1-1静水压强分布图(三角形）图1-2静水压强分布图(梯形）
本实验设备原理如图3－4,由力矩平衡原理。

图1-３静水总压力实验设备图

其中:
求出平面静水总压力

1、3实验设备
在自循环水箱上部安装一敞开得矩形容器，容器通过进水开关Kl,放水开关K2与水箱连接。容器上部放置一与扇形体相连得平衡杆,如图3—5所示。

图1－4静水总压力仪
１、４实验步骤
1、熟悉仪器，测记有关常数。
２、用底脚螺丝调平,使水准泡居中。
３、调整平衡锤使平衡杆处于水平状态。
４、打开进水阀门K１，待水流上升到一定高度后关闭.
5、在天平盘上放置适量砝码。若平衡杆仍无法达到水平状态，可通过进水开关进水或放水开关放水来调节进放水量直至平衡。
6、测记砝码质量及水位得刻度数。
7、重复步骤4~6，水位读数在10０mｍ以下做3次,以上做3次.
８、打开放水阀门K2,将水排净，并将砝码放入盒中，实验结束。
1、5实验数据记录及处理
1、有关常数记录：
天平臂距离L0=cm，扇形体垂直距离(扇形半径）L=cm,
扇形体宽b=ｃm，矩形端面高a0＝ｃm,
2、实验数据记录
压强分布形式测次水位读数H（cm）水位读数
（ｃm）砝码质量m（g)三角形分布1２34梯形分布123３、实验结果
压强分布形式测次作用点距底部距离（ｃｍ）
作用力距支点垂直距离(cｍ)实测力矩(N·cm）实测静水总压力（N）理论静水总压力(N）误差（％)三角形分布1２３４梯形分布１2３
1、6注意事项
1、在调整平衡杆时,进水或放水速度要慢。
2、测读数据时,一定要等平衡杆稳定后再读。
1、7思考题
1、实验中，扇形体得其她侧面所受到得压力就是否对实验精度产生影响？为什么？
２、注水深度在1０0mｍ以上时，作用在平面上得压强分布图就是什么形状？
3、影响本实验精度得原因就是什么?
2能量方程实验
2、1实验目得
1、观察恒定流得情况下，与管道断面发生改变时水流得位置势能、压强势能、动能得沿程转化规律，加深对能量方程得物理意义及几何意义得理解.
2、观察均匀流、渐变流断面及其水流特征。
3、掌握急变流断面压强分布规律。
4、测定管道得测压管水头及总水头值,并绘制管道得测压管水头线及总水头线.
2、2实验原理
实际液体在有压管道中作恒定流动时,其能量方程如下

它表明：液体在流动得过程中，液体得各种机械能(单位位能、单位压能与单位动能）就是可以相互转化得。但由于实际液体存在粘性,液体运动时为克服阻力而要消耗一定得能量，也就就是一部分机械能要转化为热能而散逸，即水头损失。因而机械能应沿程减小。
对于均匀流与渐变流断面,压强分布符合静水压强分布规律:

但不同断面得C值不同.

图２-１急变流断面动水压强分布图
对于急变流,由于流线得曲率较大，因此惯性力亦将影响过水断面上得压强分布规律；
上凸曲面边界上得急变流断面如图3-7（a),离心力与重力方向相反，所以.
下凹曲面边界上得急变流断面如图2—1（b），离心力与重力方向相向,所以。
2、３实验设备
实验设备及各部分名称如图2—2所示。

图２-2能量方程实验仪
2、４实验步骤
1、分辨测压管与毕托管并检查橡皮管接头就是否接紧。
2、启动抽水机,打开进水阀门,使水箱充水并保持溢流，使水位恒定。
3、关闭尾阀K，检查测压管与毕托管得液面就是否齐平.若不平，则需检查管路就是否存在气泡并排出。
４、打开尾阀K，量测测压管及毕托管水头。
5、观察急变流断面A及B处得压强分布规律。
６、本实验共做三次，流量变化由大变小。
2、5实验数据记录与处理1、有关常数记录
d5=cm，ｄ１=ｃｍ。(d５即ｄ，d1即D）
实验数据记录与计算（测压管高度单位为cm）
测次1456８9A量筒内水得质量(g）测量时间(ｓ）流量（ｍ3/s）测压管液面高总压管液面高测压管液面高总压管液面高测压管液面高总压管液面高测压管液面高总压管液面高测压管液面高总压管液面高测压管液