实验一流体静力学综合型实验

实验六气体紊流射流实验一、实验目的1、熟悉测流速的方法；2、通过实验了解气体紊流射流的运动规律。二、实验装置图1气体紊流射流实验局部图1.稳压箱2.喷嘴3.毕托管4.Y标尺5.X标尺[说明]本实验装置配有：1）DQS-1空气动力学多功能实验装置一台（实验段简图见图10-1）；2）YYT-200B斜管压力计一支（使用方法详见第二篇2-1-2）；3）毕托管一支。三、实验原理式中射流半径R喷嘴半径X自喷嘴出口至实验断面的距离扩散角2、式中u测点流速毕托管修正系数酒精密度空气密度测压计的常数因子测压计的修正系数3、式中u测点流速测量断面中心流速y测点距中心的距离四、实验方法与步骤1、调平测压计的水平泡，确定斜管压力计的倾斜位置，并记录测压计常数因子η值。调整斜管内的液面到零位，将毕托管的全压管接头接到测压计多项接头的“+”端，毕托管的静压管接头接到测压计的多项接头的“-”端。2、用毕托管在喷嘴出口断面定出中心坐标即Y中心，并记录该值。3、去掉实验台上活动板，按下启动按钮（该按钮在实验装置的右下方），接通电源。4、确定测量断面，每个实验小组测出三个断面，即出口断面，起始段内一个段面，主体段内一个段面。起始段和主体段的确定，首先要找到临界断面，从临界断面向上一段合适距离为起始段内一个断面，从临界断面向下一段合适距离为主体段内一个断面。分别记录三个断面的X向坐标。5、确定所选断面的测点数和测点步长，由于圆管射流的对称性，每个实验小组应在射流半径内确定测量点数、出口断面、起段内断面、主体段内断面。最少测量点数分别为3点、5点、7点。根据所选断面的射流半径坐标值（该值应实验中测得）和射流中心坐标值，以及测点数确定测点步长，即：测点步长根据测点数和测点步长可确定每次测量点的Y值。6、将毕托管调到喷嘴中心，按启动按钮开启风机，待气体平稳后开始量测。首先记下中心处的压差，再根据算得Y值，沿射流半径一个方向测量，每次改变Y值后，一定要观察斜管压力计中液面稳定后，再进行读数。7、测空气温度和大气压。8、实验结束，断电停风。五、实验报告及成果要求1、记录有关常数。2、计算测点流速u与，并绘制流速分布图。（注意统一单位）3、用半经验公式标出20个点，绘制与计算关系图。将主体段断面的实测与绘在上图内进行比较。六、讨论题1、当实测的与关系曲线不与经验公式算出的关系曲线重合时，试分析误差原因。2、分析气体紊流射流规律为什么采用无因次表达？

实验七气体紊流实验报告表1记录计算表Xcmcmy标尺数cmcm酒精柱mmucm/s理论值实验装置台号：大气压=空气密度喷嘴半径R=扩散角毕托管修正系数测压计的常数因子测压计修正系数图2流速分布图图3关系图实验八圆柱绕流阻力实验测压强分布法一、实验目的1、熟悉测量绕圆柱压强分布的方法。2、通过实验了解圆柱体压强分布规律。二、实验装置图1圆柱绕流阻力实验局部图1.圆柱体2.指示针3.测压管4.实验段5.多管压力计[说明]流体由稳压箱经阻尼网进收缩段，而后到达实验段，实验件圆柱体由两部分组成：一部分固定在实验段的壁面上，另一部分是活动的圆柱体套在固定圆柱体的细轴上，它可以绕细轴旋转3600。在活动圆柱体上设有一个精致的测压孔，测压孔通过一个细针管接出与测压计相连，细针管垂直方向装有指针，当转动圆柱时其转角通过指向角度盘指针的读数来表示。因测压孔的位置可以改变，故绕圆柱体整个壁面上的压强分布可以测出。（实验配置中的多管压力计的使用方法详见第二篇2-1-3）三、实验原理1、式中Re雷诺数u0来流流速圆柱体直径流体的运动粘滞系数2、式中毕托管修正系数1测压计内液体的密度2被测流体的密度测得的压差测压管测量时转角四、实验方法与步骤1、调平测压计，确定斜管的倾斜位置，根据量程调好测压管内液面高度。将稳压箱、收缩段以及圆柱体上的测压管连接在多管测压计上。2、接通电源，去掉实验台面上的活动板。3、慢慢开启调节阀门到所需位置，将指标针转到角度盘的00角，测出此点压强P0，再把调针转到50角，测出此点的压强P。重复以上步骤测出绕圆柱00~1800的压强。将测得的数据记录在表格中。测点最好在00~900内每隔50角测一次，后半部每隔100角测一次。隔时观察稳压箱、收缩段的压强是否有变化，变化大时要调节阀门，以保证P0值接近恒定值。4、测量温度和大气压。5、测量完毕，断电停风。五、实验报告及成果要求1、记录有关常数。2、算出压强系数Cp和Cpcos。3、在直角坐标纸上绘出以Cp为纵坐标，以为横坐标的Cp与角的关系图，看压强最低点在圆柱体的什么角度。4、在直角坐标纸上绘出以Cpcos为纵坐标，以为横坐标的Cpcos与角的关系图，积分此曲线下的面积算出阻力系数Cp值。六、讨论题1、实测圆柱绕流压强分布中，最大与最小压强各发生在何处？2、如何从压强分布规律求出速度分布规律？3、理想气体绕圆柱运动的压强分布规律与实测的有何不同？为什么？4、结合边界层理论，试分析：两个直径相同的圆球，一个表面光滑，一个表面粗糙，以相同的初速飞行，试问哪一个飞行的距离远？

实验八圆柱绕流阻力实验报告实验装置台号N0：大气压空气密度空气温度空气运动粘滞系数圆柱体直径圆柱体长度稳压箱压强收缩段出口压强测压计倾斜角通大气测管读数毕托管修正系数表1绕圆柱体壁面上的压强分布计算表CPCpcos图2Cp~关系图图3Cpcos~关系图实验八水泵特性曲线测定实验一、实验目的与要求1、掌握水泵的基本测试技术，了解实验设备及仪器仪表的性能和操作方法；2、测定后向型叶轮离心泵的工作特性，作出H-Q,N-Q和η-Q特性曲线。二、仪器装置本实验装置可以进行离心泵特性曲线测定实验。进行离心泵特性曲线测定实验时，试验台的系统图及仪器装置简图如图9-1所示。图1实验台系统图M1—水泵电机；B1—水泵（1）；Zs—转速传感器；F1—水泵（1）入口阀门；F2—水泵（2）串、并联管路切换阀阀门，做泵特性曲线实验时，始终关闭；F3—水泵串联管路切换阀门，做泵特性曲线实验时，始终关闭；F4—水泵（1）出口阀门，做泵特性曲线实验时，始终打开；F5—流量工况调节阀门；F7—方水箱与圆水箱之间的联通阀门；F8—排气阀；P1—水泵（1）入口真空压力表；P2—水泵（1）出口压力表；L1、水泵1流量计。仪表盘上：1.水泵1开关；2.水泵出口压力表；3.水泵进口真空压力表；4.功率表5.巡检仪；6.转速表实验时，利用各阀门的开、关和调节，形成泵1的单台泵工作回路，在不同流量下，测定一组相应的压力表、真空压力表表、和流量计的读数、以及电机的转速n,、电功率，即可得出一组泵的流量Q、扬程H,实用功率N等数据，可以绘出泵的H-Q,N-Q和η-Q特性曲线。实验台的主要指标和参数：离心泵参数：型号：40WB5-20最大流量：10m3/h额定扬程：20m电机额定功率：750W额定电压：220V/50Hz电机额定转速：2900转/分必需汽蚀余量：2.5m泵进口管径：40mm出口管径：25mm涡轮流量计参数：进出口直径DN25涡轮流量计流量范围：0-10m3/h精度：1级变送输出：4-20mmA压力传感器：0～0.6MPa变送输出：4-20mmA真空压力传感器：-1～0.3MPa变送输出：4-20mmA三、实验原理对应某一额定转速n，泵的实际扬程H，轴功率N，总效率η与泵的出水流量Q之间的关系以曲线表示，称为泵的特性曲线，它能反映出泵的工作性能，可作为选择泵的依据。泵的特性曲线可用下列三个函数关系表示H=f1(Q)；N=f2(Q)；η=f3(Q)这些函数关系均可由实验测得，其测定方法如下：1、流量Q（m3/s）泵的流量即泵的输送液体的能力，是指单位时间内泵所排出的液体体积。泵的流量可直接按一定时间t内排出液体的体积V或m来测定。（1）本试验系统中安装有涡轮流量计，泵的流量可由流量计二次仪表直接测出。Q=涡轮流量计读值（m3/h）2、实际扬程H（m水柱）泵的实际扬程系指水泵出口断面与进口断面之间总能头差，是在测得泵进、出口压强，流速和测压表表位差后，经计算求得。压强水头：Hp=102(hd-hs)（2）式中Hp——压强水头扬程（m水柱）；hd——水泵出口压强（MPa）；hs——水泵进口压强（MPa），真空值用“－”表示。速度水头：其中：进口流速，，为泵出口流速，，H经计算求得速度水头Hv=0.014Q2Q：涡轮流量计读值（m3/h）实际扬程=压强水头+速度水头H=Hp+Hv（m水柱）由于在测试离心泵曲线时，两取压点是尽量靠近离心泵进出口，且此管段摩擦损失比例很小，把其归入离心泵效率，即，3、轴功率（泵的输入功率）N（W）（3）（4）式中：K——功率表表头值转换成实际功率瓦特数的转换系数，本实验设备K=1；P——功率表读数值（W）；——电动机效率，本实验设备；4、总效率η（5）式中：ρ——水的容重1000kg/m3；g——重力加速度（g=9.8m/s2）。5、实验结果按额定转速的换算如果泵实验转速n与额定转速nsp不同，且转速满足，则应将实验结果按下面各式进行换算；（7）（8）（9）（10）式中带下标“0”的各参数都指额定转速下的值。四、实验步骤与方法1、实验前准备①将水箱注满水②拧开，向方水箱充水，直到内充满水且方水箱内有1/2以上水箱高度水量为止。③关闭阀门F2、F3、；打开阀门F1、F4、F5、F7、F8。2、进行实验实验要求满量程测量，即零流量有一组数，最大流量有一组数据，中间有若干组数据，因此启动水泵B1，首先调节阀门F5把流量调到最大值，读流量值，再根据实验次数（10-12次)计算每次调节流量的增量值（实验步长值），即可开始实验①关闭阀门F5，此时流量为0，为空载状态。测量压力表P2，真空压力表P1的读数，并测出电机转速n和功率值。②按照计算流量的增量值，逐渐打开阀门F5，待水流稳定后，读压力表P2、真空压力表P1、流量计的读数，并测定电机的转速n和功率值。泵的流量可以用流量计来测量。③最后一次是最大流量下，测量并记录上述实验数据。这样，可以测得相应于不同流量下的实验数据，从而就可以绘出泵的特性曲线。五、验成果及要求1、有关常数实验装置台号No.__________泵额定转速nsp=________(r/min)泵进口管径d2=25mm泵出口管径d1=40mm2、记录及计算表格表1实验记录表项目序号转速n(r/min)功率表读值P(W)流量计读值Q(m3/h)真空表读值hs(MPa)压力表读值hd(MPa)备注123456789101112表2泵特性曲线测定实验结果序号实验换算值Nsp=2900(r/min)时的值转速n(r/min)流量Q(m3/s)压强水头Hp(m)动压水头Hv(m)总扬程H(m)泵输入功率N(W)流量Q0(m3/s)总扬程H0(m)泵输入功率N0(W)泵效率η(