文档介绍：2005 向文英编写
实验三不可压缩流体恒定流动动量方程与
孔口、管嘴出流实验
知识点:
不可压缩流体恒定流的动量方程;射流;孔口出流;管嘴出流;测压管。
一、实验目的与意义
1、验证不可压缩流体恒定流的动量方程;
2、了解射流与孔口出流的特点,掌握管嘴出流的水力现象;
3、灵活应用静力学的基本知识,由测压管推求压力。
二、实验要求与测试内容
1、熟练进行测压管的压力测量,准确读取测压管水位;
2、测定孔口、管嘴作用水头,验证孔口与管嘴出流的流量系数;
3、观察理解射流与孔口出流的水力现象;
4、测定平板的冲击力;
5、测定不可压缩流体恒定流的射流冲击力。
三、实验原理
1、测压管的压力测量: = 0 + γhpp
2、不可压缩流体恒定流动能量方程:
2 2
p 1υα 1 p υα
z 1 z 222 +++=++ h
1 γ 2g 2 γ 2g w
= μ 2ghAQ c
3、管嘴出流流量: Q
μ= =
2ghA c
= μ 2ghAQ
孔口出流流量:
μ=
K G K
4、不可压缩流体恒定流动动量方程: = QF ( −υβυβρ 2122 )
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πD 2
忽略滑动摩擦阻力,则: γhApF Q −=== υβρ)0(
cx c 4 11 x
式中:D——活塞直径;
hc——活塞形心水深;
h——孔口出流的作用水头;
Q——管嘴出流量,即射流流量;
υ
1x ——管嘴出流速,即射流流速;
β——为动量修正系数;
F
x ——射流对活塞冲击力;
ρ——液体密度。
实验中,在平衡状态下,只要测得流量 Q 和活塞形心水深 hc,由给定的管嘴直径 d 和活
塞直径 D,代入上式,便可验证动量方程,并率定射流的动量修正系数β值。其中,测压
管的标尺零点已固定在活塞的圆心处,因此液面标尺读数,即为作用在活塞圆心处的水深。
四、实验仪器与元件
实验仪器:自循环供水系统、带活塞的测压管
仪器元件:放水阀、测压管
流体介质:水
实验装置如图:
带活塞测压管
水位调节阀
抗冲平板
管嘴
水箱水阀
循环水泵
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五、实验方法与步骤
实验方法与操作步骤如下:
1、熟悉实验装置各部分名称、结构特征,作用性能,记录有关常数。管嘴内径 d= cm,
活塞直径 D=;
2、启动供水系统,打开调速器开关,水泵启动 2~3 分钟后,关闭 2~3 秒钟,以利用回
水排除离心式水泵内滞留的空气;
3、调整测压管位置。待恒压水箱满顶溢流后,松开测压管固定螺丝,调整方位,要求测
压管垂直、螺丝对准十字中心,使活塞转动松快。然后旋转螺丝固定好。测该水位、流量,
并改变作用水头并重复实验。
4、测读水位。标尺的零点已固定在活塞园心的高程上。当测压管内液面稳定后,记下测
压管内液面的标尺读数,即 hc 值。
5、测量流量。利用体积时间法,在上回水管的出口处测量射流的流量,流量时间要求在
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