流体力学实验报告

实验一、流体静力学实验

实验项目 静水压强实验 实验时间 实验地点 流体力学实验室

指导教师 刘红 实验课时 课程名称 流体力学 实验成绩

2014-3-26

4

实验目的

1.掌握用液式测压及测量流体静压强的技能。

2.验证不可压缩流体静力学基本方程，加深对位置水头，压力水头和测压管水头的理

解。

3.观察真空度（负压）的生产过程，进一步加深对真空度的理解。

4.测量油的相对密度。

5.通过对诸多流体静力学现象的实验分析，进一步提高解决静力学实际问题的能力。

实验环境

常温室内

实验注意事项

1.用打气球加压，减压需缓慢，以防液体溢出及油滴吸附在管壁上。打气后务必关

闭加压气球下端的阀门，以防漏气。

2.在实验过程中，装置的气密性要求保持良好。

实验步骤

1.了解仪器的组成及其用法，包括：

（1）各阀门的开关。

（2）加压的方法：关闭所有阀门，然后用打气球充气。

（3）减压方法：开启筒底减压放水阀们11放水

（4）检查仪器是否密封：加压后检查测压管1,2,8的夜面高程是否恒定。若下降，则

查明原因并加以处理。

2.记录仪器编号及各常数。

3.进行实验操作，记录并处理数据。完成表1-1及表1-2。

4.量测点静压强。

（1）打开通气阀4（此时po=0），记录水箱液面高标▽0和测压管的液面标高▽H（此

时▽o=▽H）

（2）打开通气阀4及截止阀7，用打气球加压使po>0,测记▽o及▽H。

（3）打开减压放水阀11，使p<0(要求其中一次p<0,即▽H<▽B),测记▽0及▽H。

oB

5.测出测压管6插入水杯中水的深度。

6.测定油的相对密度do。

（1）开启通气阀4，测记▽0.

（2）关闭通气阀4，用打气球加压（p>0）,|微调放气螺母使U型管中水面与液面齐

o

平，测记▽0及▽H（此过程反复进行3次）。

（3）打开通气阀4，待液面稳定后，关闭所有阀门，然后开启减压放水阀11降压

（po<0），使U型管中水面与油面相齐平，测记▽0及▽H（此过程反复进行3次）。

实验结论与数据

表1-1 流体静压强测量记录及计算表

压力水头 测压管水头

水箱液面

实验条件 次序

测压管2液面

ppp

ABD

/(10m)

0

14.0 14.0 11.9 16.9 19.3 14.0 14.0 1 0

13.8 25.0 22.9 27.9 30.3 13.8 25.0 1 11.2

13.8 30.0 27.9 32.9 35.3 13.8 30.0 2 16.2

13.9 10.0 7.9 12.9 15.3 13.9 10.0 1 -3.9

13.9 6.0 3.9 8.9 11.3 13.9 6.0 2 -7.9

13.9 1.0 -1.1 3.9 6.3 13.9 1.0 3 -12.9

2



H

/(10m)

2



z

H0HBHCD

222222



p

C

p

D



HD

z

C

p

C





/(10m)/(10m)/(10m)/(10m)/(10m)/(10m)

p0

0

p0

0

p0

0

（其中一次

p0

B

）

表1-2 油相对密度测量记录及计算表

水箱液面

条件 次序

1 10.3 13.9 24.2

2 10.5 13.9 24.4 10.4

3 10.4 13.9 24.3

1 13.9 11.8 2.1

2 2.1

3

测压管2液面

hh

1H020H

/(10m)

2

hh

1

/(10m)/(10m)

22

/(10m)

2

2



0

/(10m)

13.9 11.8 2.1

13.8 11.7 2.1

2



H

/(10m)

2

d

o



o



w

h

1

hh

12

p0

0

且U

型管中水面与

油水交界面齐

平

0.832

p0

0

且U

型管中水面与

油面齐平

实验心得

通过这次试验，让我更深刻的体会到了流体静力学的奥妙，也验证了流体在重力作用下的

平衡作用，很好的将基本理论与实验联系起来，也对相关公式有了更深的理解，更再次体会到了

团队合作的重要性。

实验二、文丘里流量计实验

指导教师 刘红 实验课时 4 课程名称 流体力学 实验成绩

实验项目 文丘里流量计实验 实验时间 实验地点 流体力学实验室

2014-4-9

实验目的

1、通过测定流量系数，掌握文丘里流量计测量管道流量的技术。

2、掌握气—水多管压差计测量压差的技能。

实验环境

常温室内

实验注意事项

调节阀门要缓慢

实验步骤

1、记录各有关实验常数。

2、打开电源开关并打开调节流量阀，待水流稳定后，读取各测压管的液面读数

h、h、h、h，并用秒表、量筒测定流量。

1234

3、逐次改变调节流量阀，改变流量，重复步骤2，注意调节阀门要缓慢，要使

测压管内有水柱。

4、把测量值记录在实验表格内，并进行有关计算。

5、实验结束，关闭电源开关。

实验结论及数据

1、记录有关常数

d= 1.50 ㎝,d= 0.86 ㎝, 测针筒直径D= 6 cm

1 2

2、记录测量值

测压管读数 测针读数

测量时

次接水总量

间/t

起始读数接水后读

数 /(㎝)

h（㎝） h（㎝）

12

/h（㎝） 数/h（㎝）

34

（s）

1 8.4 3.7 13.62 31.00 8.7 491.16

2 2.92 2.41 14.24 28.60 21.7 405.81

实验数据计算

V

3

1、计算原理

Q的测量方法是体积法，计算公式为：

实际

Q＝Vt

实际

（其中：V=πR×(hh)，V、t值见上表。）

2

43

－

Q的值由式（3）算得，文丘里管流量系数由式（5）算得。

理论



2、计算结果

= 27.216

K

次数 Q㎝/s /㎝ Q㎝/s

1 56.46 4.7 59.00 0.957

2 18.70 0.51 19.44 0.962

实际 理论

33



d

1

2

4

2g

()1

d

1

4

d

2

h



实验心得

通过这次试验……………………………………………………..。

实验三、局部水头损失实验

实验项目 局部水头损失实验 实验时间 实验地点 流体力学实验室

2014-4-29

指导教师 刘红 实验课时 4 课程名称 流体力学 实验成绩

实验目的

1.掌握三点法、四点法量测局部阻力系数的技能；

2.通过对圆管突扩局部阻力系数的包达公式和突缩局部阻力系数的经验公式的实验验证与

分析，熟悉用理论分析法和实验法建立函数式的途径；

3.加深对局部阻力损失机理的理解

实验环境

常温室内

实验注意事项

1.打开电源供水，排除实验管道中的滞留气体。检查测压管液面是否齐平。

2.实验完成后关闭泄水阀，检查测压管液面是否齐平。

实验步骤

1.熟悉有关仪器，记录有关参数。

2.打开电源供水，带水箱溢流恒定后全开流量调节阀，排除实验管道中的滞留气体。管道内

气体排净后关闭流量调节阀，检查测压管液面是否齐平‘

3.全开流量调节阀，待流量稳定后，测记测压管读数，同时用体积法测记流量，并计算通过

各管道的流速，同时读取测压管液面读数。

4.调节流量调节阀开度，逐级放大流量，重复步骤3，测试5组流量，并计入表中。

实验完成后关闭泄水阀，检查测压管液面是否齐平，否则，需重做。齐平后关闭电源，将仪

器恢复到实验前状态。

实验结论与数据

1.记录计算有关参数、常数

测点管段直径：0.96 cm，1.97 cm，0.98cm，

d

1

ddddd

23456

测点间距：12cm，24cm，12cm，6cm，6cm，6cm

l

12

lllll

23344bb556

2.实验数据记录表：

序 体积 时间 流量/ 测压管读数

号 (cm ³/s) /(cm ³) /(s)

1 107.9 1079 10 15.40 19.30 19.00 18.80 3.90 2.40

2 100.7 1510 15 17.80 21.30 21.00 20.80 7.60 6.20

Q

V

t

hhhhhh

123456

3 1455 15 97.0 19.00 22.20 21.90 21.75 9.45 8.20

4 1386 15 92.4 20.10 23.00 22.80 22.70 11.30 9.95

5 1355 15 90.3 21.15 23.90 23.65 23.53 13.00 11.85

实验数据计算表：

局部 序 流量 前断面 后断面 实测沿实测局实测局理论局

阻力 程损失部损失部阻力部损失

形式 号 系数ζ (cm³/s)

1 0.6 26.75 19.94 0.07 6.74 6.60 107.9 11.35 0.64

突然

扩大

4 92.4 8.32 28.42 0.47 23.47 0.05 4.9 0.59 4.84

5 90.3 7.95 29.1 0.45 24.35 0.06 4.69 0.59 4.62

1 107.9 0.64 19.44 10.45 14.35 1.49 3.6 0.34 3.93

突然

缩小

4 92.4 0.47 23.17 7.66 18.96 1.37 2.84 0.37 2.88

5 90.3 0.45 23.98 7.32 20.32 1.17 2.49 0.34 2.75

2 100.7 0.56 21.36 9.10 16.7 1.44 3.22 0.35 3.42

3 97.0 0.52 22.27 8.44 17.89 1.38 3 0.35 3.17

2 0.58 27.68 21.86 0.07 5.75 5.74 100.7 9.88 0.56

3 0.59 28.17 22.72 0.07 5.38 5.33 97.0 9.17 0.52

αα

Q/

vv

²/2g总水头²/2

g

总水头

H H

hhh

fjj′

实验心得

通过这次试验……………………………………………………..。

实验四、沿程水头损失实验

实验项目 沿程水头损失实验 实验时间 实验地点 流体力学实验室

2014-5-7

指导教师 刘红 实验课时 4 课程名称 流体力学 实验成绩

实验目的

1.加深理解圆管层流和紊流的沿程水头损失随流速变化的规律。

2.掌握管道沿程水头损失的测量方法。

3.掌握管道沿程阻力系数的测量技术及压差计的测量方法。

4.分析沿程阻力系数与雷诺数Re的关系。

实验环境

常温室内

实验注意事项

测压架端软管排气是需排净

实验步骤

（一）实验准备

1.检查实验装置。看实验设备是否连接完善。

2.开启所有阀门，（包括进水阀、旁通阀、流量调节阀）。

3.打开防尘罩，通电。

4.排气。

1) 测压架端软管排气：连续开关旁通阀数次，待水从测压架中经过即可。排气完毕，

打开旁通阀。若测压管内水柱过高，可打开测压架顶部放气阀，（所有阀门都打开，）

水柱自动降落，至正常水位拧紧放气阀即可。

2) 传感器端软管排气：关闭流量调节阀，打开传感器端排气阀，传感器内连续出水，

关闭排气阀，排气完成。

3) 关闭流量调节阀，观察测压架内两水柱是否齐平，不平，找出原因并排除；齐平，

实验准备完成，实验开始。

（二）层流实验

5.全开进水阀、旁通阀，微开流量调节阀，当实验管道两点压差小于2cm(夏天)~3cm（冬天）

时，管道内呈层流状态，待压力稳定，测量流量、温度、测压管内压差。

6.改变流量3~5次，重复上述步骤。其中第一次实验压差，逐次增加

H0.5~0.8cm

H0.3~0.5cm

。

（三）紊流实验

7.关闭流量调节阀，将电测仪读数（即管道两测点压差）调零。

8.夹紧测压架两端夹子，防止水流经测压架。

9.全开流量调节阀、进水阀，适当关小旁通阀开度，增大实验管道内流量，待流量稳定之后，

测量流量、温度、电测仪读数（即实验管道两测点压差）。

10.改变流量3~5次，重复上述步骤。其中第一次实验压差 ，逐次增加

H50~100cm

H100~150cm

，直至流量最大。

（四）实验完成，打开所有阀门，关闭电源。

实验结论及数据

1．记录有关常数

圆管直径0.65 测量段长度

d

cm

l85cm

常数=1.65

Kgd8lcms



2．实验记录及计算表

压差cm 沿

体积 流量 流速

次

V Q

序

cm cm/s cm/s

33

时 水 粘度雷 沿程阻

间 温 诺 力系数

t (*0.01) *0.001

/s Re cm/s

数

h h

12

程

阻

力

Re<2320





64

Re

2552

v



2

t

˚C

h

f

cm



1 476 180.15 2.64 7.96 31.0 7.8641 658 19.45 19.00 0.45 1.0645 0.09726

2 517 181.75 2.84 8.56 31.8 7.7337 720 19.45 19.00 0.45 0.92048 0.08889

3 586 180.05 3.25 9.81 32.5 7.6223 866 19.50 18.95 0.55 0.85659 0.07656

4 12.55 3247 20.50 17.15 3.35 3.509 1510 120.35 37.83 32.8 7.5754

5 13.73 3565 21.00 16.60 4.40 3.8512 1654 120.50 41.39 33.0 7.5485

6 32.12 8430 18 3.067 1304 40.6 96.86 33.5 7.4675

7 82.25 95 2.317 1464 17.8 248.0 33.5 7.4675 21586

8 488 2.0875 1532 7.8 592.2 33.6 7.4523 51650

196．4

计算原理：

Re=d/=4Q/πd

v



v

v

=0.01775/（1+0.0337T+0.000221²T²）



=4Q/πd² g=980cm/s²

v

、保留四到五位有效数字。K保留三位。Re为整数。其余两位。



实验心得

通过实验………………………………..。

实验五、孔口管嘴出流实验

实验项目 孔口管嘴出流实验 实验时间 实验地点 流体力学实验室

2014-5-21

指导教师 刘红 实验课时 4 课程名称 流体力学 实验成绩

实验目的

1.理解射流与孔口出流的特点。

2.掌握管嘴出流的水力现象。

3.灵活应用静力学的基本知识，由测压管读数推求作用水头。

4.掌握孔口、管嘴出流的流量计算公式与流量系数的大小。

实验环境

常温室内

实验注意事项

开始实验室需要等到水流稳定。

实验步骤

1.熟悉实验仪器，记录有关参数。

2.启动电源供水，待水箱溢流稳定后打开圆角形管嘴1，液面稳定后测量恒定液面高程的标

尺读数H，采用时间体积法测量流量Q,完毕后堵塞圆角形管嘴1。

1

3.打开圆柱形管嘴2，测量恒定液面高程的标尺读数H及流量Q,观察和测量圆柱形管嘴出

1

流时的真空度，由测压管液面水位得到，完毕后堵塞圆柱形管嘴2。

4.打开圆柱形管嘴3，测量恒定液面高程的标尺读数H及流量Q,完毕后堵塞圆柱形管嘴3。

1

5.打开孔口4，观察孔口出流现象，测量恒定液面高程的标尺读数H及流量Q。松开孔口两

1

边的移动触头螺丝，先移动一边触头将其与水股切向后旋紧螺丝，再移动另一边触头使之与水股

切向接触并旋紧螺丝，然后用挡水旋板关闭孔口，用游标卡尺测量触头间距，即为射流直径。

6.关闭电源，将仪器恢复到实验前状态。

实验结论及数据

1.记录计算有关参数

圆角形管嘴d=1.19cm，圆柱形嘴d=1.20cm，圆锥形嘴d=1.19cm；

13

2

出口高程读数Z=Z=12cm，出口高程读数Z=Z=19cm；

312

4

孔口d=1.20cm。

4

2.实验记录与计算

分类项目 1圆角形管嘴 2圆柱形管嘴 3圆锥形管嘴 4孔口

水面读数H/cm 42.45 42.45 42.25 42.50

1

体积V/cm³ 4250 3880 3052 2914

时间t/s 22.0 20.0 19.7 26.8

流量Q/（cm³/s） 193.18 199 154.92 108.7

理论流量Q‘/（cm³/s） 214.20 218.06 170.23 173.30

作用水头H/cm 19 19 12 12

o

面积A/ cm² 1.11 1.13 1.11 1.13

流量系数u 0.914 0.890 0.910 0.627

测管读数H/cm ／ 4.75 ／ ／

2

真空度H/cm ／ 14.25 ／ ／

v

收缩直径d/cm ／ ／ ／ 0.970

c

收缩断面A/cm² ／ ／ ／ 0.738

c

收缩系数 1 ／ 1 0.653



流速系数 0.902 ／ 0.910 0.960



阻力系数 0.229 0.262 0.208 0.08



实验心得

通过实验………………………………..。