水力学实验报告[样例5].docx

水力学实验报告[样例5]

第一篇：水力学实验报告水力学实验报告学院:班级:姓名:学号:第三组同学:姓名:学号:姓名:学号:姓名:学号:2015、12、25平面静水总压力实验1、1实验目的1、掌握解析法及压力图法,测定矩形平面上的静水总压力。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的静水总压力P等于该平面形心处的压强pc与平面面积A的乘积:ApPc,方向垂直指向受压面。对于上、下边与水面平行的矩形平面上的静水总压力及其作用点的位置,可采用压力图法:静水总压力P的大小等于压强分布图的面积与以宽度b所构成的压强分布体的体积。bP若压强分布图为三角形分布、如图3-2,则HebgHP31212式中:e－为三角形压强分布图的形心距底部的距离。若压强分布图为梯形分布,如图3-3,则2121212321HHHHaeabHHgP＋＋）＋（式中:e－为梯形压强分布图的形心距梯形底边的距离。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10LPLG其中:eLL1求出平面静水总压力10LGLP1、3实验设备在自循环水箱上部安装一敞开的矩形容器,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的平衡杆,如图3-5所示。***090100110120***0???????K2??????????????????????L0?3-5??????K1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的刻度数。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,33/100.1cmkg＝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0000aHaHaHh(cm)砝码质量m(g)三角形分布1梯形分布13、实验结果压强分布形式测次作用点距底部距离(cm)HhHhhH23作用力距支点垂直距离eLL1(cm)实测力矩(N·cm)00mgLM实测静水总压力(N)10LMP＝实理论静水总压力(N)误差(％)三角形分布1梯形分布1100%-理论值实验值理论值注：误差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,扇形体的其她侧面所受到的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,作用在平面上的压强分布图就是什么形状？3、影响本实验精度的原因就是什么？2能量方程实验2、1实验目的1、观察恒定流的情况下,与管道断面发生改变时水流的位置势能、压强势能、动能的沿程转化规律,加深对能量方程的物理意义及几何意义的理解。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、测定管道的测压管水头及总水头值,并绘制管道的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whgvpZgvpZ222222221111它表明:液体在流动的过程中,液体的各种机械能(单位位能、单位压能与单位动能)就是可以相互转化的。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的能量,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:Cpz但不同断面的C值不同。图2—1急变流断面动水压强分布图对于急变流,由于流线的曲率较大,因此惯性力亦将影响过水断面上的压强分布规律;上凸曲面边界上的急变流断面如图3-7(a),离心力与重力方向相反,所以静动pp。下凹曲面边界上的急变流断面如图2—1(b),离心力与重力方向相向,所以静动pp。2、3实验设备实验设备及各部分名称如图2—2所示。????123456789CAB10?3-8?????????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的液面就是否齐平。若不平,则需检查管路就是否存在气泡并