水力学实验指导书

试验1 静水压强试验一、试验内容1、测量密闭容器内任一点A的压强p。2、测量液体的容重〔如酒精，高锰酸钾溶液等。二、试验原理由连通器原理，在容器上安装几根U形管，U形管一端与容器连通，一端开口与大气相通〔见装置图，将要测量之溶液注入U形管内，假设其中之一的容重r为，当容器内上部空气的压壮大于或小于大气压强时，U形管中的二液面将有高差△h，由此依据水静力学大体方程p=p+rh可计算出容器内的外表压强和容器的容重。o a三、试验装置图四、操作程序1、检查仪器：翻开密闭塞，检查装置是不是放置水平。如不平坦平之。2、按严密闭塞，将活动盛水桶上升或下降，检查装置是不是有漏气现象，如有漏气则各U形管之液面将不断转变，此时应找出漏气部位堵住漏气。3、上述两步完成后即可进展试验。试验分两种情形进展观测。opopo

>p〔用活动盛水桶调整；a<p〔用活动盛水桶调整。a4、观测poU形管内液面之读数，并记入记录表格。测读时应尽可能削减误差。五、记录表格情况情况次数(cm)▽1▽2▽3▽4▽5▽6po>pa第一次其次次po<pa第一次其次次六、试验成效〔按上表列表计算〕七、思考题11的液面在任何状况下都在同一高度上吗？三者的液面有什么关系？2、提高或降低调压有机玻璃筒，为什么能转变密闭容器的液面压力po？试验2 管道水头损失系数测定试验一、试验目的1ξ的方式。2、将管道局部水头损失系数的实测值与理论值进展比较。3、观看管径突然扩大时旋涡区测压管水头线的转变状况，和其他各类边界突变状况下的测压管水头线的转变状况。二、试验装置试验装置及部份名称如下图。三、试验原理就是局部水头损失。上安装阀门等。局部水头损失常常利用流速水头与一系数的乘积表示：hj=ξv22gξ—局部水头损失系数，也叫局部损力系数。系数ξ是流淌形ξ=f(Re，边界外形)Re数足够ξ再也不随Re数而转变，而看做一常数。ξ水头损失可应用动量方程与能量方程及持续方程联合求解取得如下公式：2hj=ξv22hj2g

， 〔11〕2ξA=2AξA=221hj=ξv21hj2g

， 〔1A〕2ξ=11Aξ=112Av式中：和Av1 1

A2Av和别离为突然扩大下游管段的断面面积和平均流速。v2水头相加取得总水头线。四、公式及表格一、有关常数：1 突然扩大前管径d= cm； 断面面积A=1

2 突然扩大后管径d= cm； 断面面积A=2 3 突然缩小管管径d= cm； 断面面积A3 二、公式：1管道突然扩大：ξ=〔1A〕21A2

ξ=〔A1A12

1〕2.3管道突然缩小：ξ=〔1A 〕2.3A23、量测记录表格：测管液面高程读数测管液面高程读数量水体积时间h1cmh2cmh3cmh4cmh5cmh6cmh7cmh8cmVTcm3s1234、计算表格：平实测均流速平均流速流量流水头流速水头速头头差局部水头损失Q=VT112gcmV2VV2△hV2 V2-hξ实ξcm3/s cm/scm/s2gcm221理1cm2g 2gcmcm123一、生疏仪器，记录有关常数。二、检查各测压管的橡皮管接头是不是接紧。3、启动抽水机，翻开进水阀门，使水箱充水，并维持溢流，使水位恒定。4、检查尾阀K全开时，测压管的液面是不是齐平，假设不平，则需排气调平。五、渐渐翻开尾阀K，使流量在测压管量程范围内最大，待流淌稳定后，记录测压管液面标高，用体积法测量管道流量。六、调整尾阀转变流量，重复测量三次。7、选取一组数据较好的试验，绘制总水头线及测压管水头线。六、留意事项一、试验必需在水流稳定前方可进展。二、计算局部水头损失系数时，应留意选择相应的流速水头：所选量测断面应选在渐变流断面上，尤其下游断面应选在旋涡区的结尾，即主流恢复并布满全管的断面上。七、思考题hjhj有什仫不同？缘由安在？二、如不无视管段的沿程损失hj，所测出的ξ值比实际的偏大仍是偏小？在工程中利用次值是不是安全？3、在一样管径转变条件下，相应于同一流量，其突然扩大的ξ值是不是必定大于突然缩小的ξ值？试验3 水跃与底流消能试验一、试验目的一、观看观看水跃构造与消力池内水流流态。二、量测水跃的共轭水深并于理论公式计算值比较。3、测定消力池内水跃长度，并于无消力池时的水跃长度进展比较。4、确定消力池长度和深度(消能坎坎高)，并与理论公式计算值进展比较。二、试验原理一、矩形平底坡渠中共轭水深按下式计算：hh 2(h1 2

118Fr2

或h h(12 21

118Fr2二、消力池长度按下式计算：L (0.7~0.8)Lk jLj

为平底渠道中的自由水跃长度，由试验直接量测。3、消力池深度按下式计算：d hhj c t式中：h为收缩水深的共轭水深；c为渠道下游水深。4、消能坎坎高按下式计算：

j tc

hHj c 1H为消能坎坎顶水头，可用堰流公式计算：qqm 2gs 1H (1

)32

2g(j

h)2c1

m1

为消能坎的漂浮系数，st f(ht

c h)f( s )

1；s H H10 10

s 10 s当hs/H100.45时为漂浮堰，s1，可查表。三、试验方式与步骤本试验在玻璃水槽中进展。一、首先在槽中形成自由水跃。即在槽中装设建筑物(堰、闸、跌坎)以形成急流。然后调整水槽尾部阀门，使下游槽中水深增加而呈缓流，即产生自由水跃。二、观看水跃构造，量测水跃长度Lj，确定消力池长度Lk。3、放入消能坎，观看消力池内水流流态。4、假设池内形成稍有漂浮的水跃，而且水跃没有翻出消力池，则坎高适合；假设池内形成自由水跃，或漂浮度较大的水跃，而且水跃没3步骤，直至坎高适合为止。五、将消力池池长和池深(或坎高)与理论公式计算值比较。四、记录及计算表格大体数据：水槽编号：NO.水槽宽度：B= 厘米序量水堰读数(cm)水头(cm)流量(l/s)序量水堰读数(cm)水头(cm)流量(l/s)号收缩水深(cm)共轭水深(cm)坎顶水头(cm)消能数S下游水深(cm)坎高实测(cm)计算(cm)六、思考题1、在必定流量下，调整尾门，使水跃推前或后移，试分析这种变更对跃高、跃长有什么影响？2、尾门位置必定，只转变流量，则跃长与共轭水深有何转变，为什么？3冲洗距离长？那种能量损失大，冲洗距离短？试验4 堰流试验一、试验目的一、观看有用堰水流流态。计算值进展比较。二、试验原理及计算公式过堰流公式反求流量系数：Q =Q =mb堰 坝Q坝b 2Q坝b 2gH坝

H 3/22g2g观测记录表格：序号重读次数序号重读次数量水堰水量水堰水溢流坝水溢流坝水m实测计算123位头位头(cm)(cm)(cm)(cm)三、试验设备及操作前次试验。本次试验应留意以下各点：一、下游尾水闸门全数翻开不使有漂浮出流。〔设计水头按照模型比尺换算H

=H / ，本试验的设计水头H=10c，测算坝m 坝p l ddd

之关系曲线。3、留意每次读数必需在水流稳定后进展。四、思考题一、量测堰上水头及闸前水头时应在何处安置测针？二、在什么状况下有用堰为漂浮出流？此时对泄流力量有何影响？试验5 水电比较试验一、试验目的〔空间三元流亦可在工程实践装置、量测仪器和试验方式、操作程序等。二、试验设备一、模型：在底部有坐标纸的玻璃上，按比例装制模型，示用意如下：有压问题为一闸基渗流模型〔有板桩或无板桩。注：透水边界

1

m

=0，1

=q用塑料板、玻璃板等绝缘材料做成。自由边n界用易于切削且止水较好的绝缘材料做成，如橡皮泥或油泥等。对均匀介K=cons本次试验制作均匀介质的。2、仪器a、音频振荡器〔信号发生器。b〔耳机等。c、分压器〔用两只比例电阻箱串接。d、测计〔用紫铜棒制成。3、必备的用具，电阻箱，万用电表，酒精，蒸馏水，硫酸铜或三、电源和量测装置接线图〔见下页〕四、试验步骤1、将模型调整水平。2、用脱脂棉蘸酒精轻轻擦净模型，然后注入蒸馏水或硫酸铜溶液使液层厚为~厘米。3、接好模型和分压器的导线，用万用电表测量他们的并联总阻〔量测时应将导线自音频振荡器上取下，总阻应等于振荡器的输出阻抗，不然调整串联的电阻箱，或转变电解液浓度〔当总阻偏大时〕使之相等。4、接好线路，接通振荡器电源，约一分钟后，调整升压旋扭。10伏左右，可视需要增高或降低。5、接通零指示器电源，本试验承受毫伏计，利用方式如下：液中掏出。6、调整分压器：使其两臂的阻值取不同的比值，但其和不变，v1

=1(对应于

=1)v1

=0,对应于m

m路平衡〔指零〕时的化引电势V〔也就是流场中的化引流速势或化引水头。7、每隔测一根等势线，记录在按比例画好的图纸上，随即联成测或重测，测点的多少，以能连成滑腻曲线为准。81%2%、5%等等势线。9、测完后应先将音频振荡器调压旋钮反旋，使输出压降为零，然后才切断全部电源，将导电溶液吸出盛入烧杯中，并将模型擦净。五、试验报告出流线〔按正交和曲