工程流体实验基础B-《水力学实验教程》课程介绍 一、《水力学实验教程》教学的目的和要求 1、教学目的：使学生通过实验，验证、巩固、充实、拓宽理论课的知识，熟悉水力学实验中常用的仪器、组件的性能、操作方法，培养学生具有较强的动手和思维能力、查阅资料的能力、撰写实验报告的能力，具有严谨、实事求是的工作作风和科学态度。 2、教学要求：通过实验观察各种水流现象，量测有关水力要素，验证所学理论，以加深学生对理论知识的理解。要求学生正确使用有关的常规仪器设备，正确量测、记录数据和整理分析实验结果，撰写出实验报告，从而培养学生掌握科学实验的基本方法，为后继专业课打下基础。 二、实验教学学时学分 课程总计划16学时，其中理论课学分：6 ；内含实验学时：6学时。 学分0.5。 三、实验项目名称和学时分配 序 号 实验项目名称 学时分配 必／选开 实验 类型 分组要求 面向专业 1 静水压强 1 必开 验证 2人／组 水利类 2 伯努利方程及应用实验 l 必开 验证 2人／组 水利类 3 毕托管及应用实验 l 必开 验证 2人／组 水利类 4 雷诺实验 l 必开 验证 2人／组 水利类 5 动量定律实验及应用实验 l 必开 验证 2人／组 水利类 6 沿程阻力实验 2 必开 综合 2人／组 水利类 7 局部阻力实验 l 必开 验证 2人／组 水利类 8 堰流实验 l 必开 验证 2人／组 水利类 9 水跃实验 l 必开 验证 2人／组 水利类 10 虹吸管观测实验 1 选开 验证 2人／组 水利类 11 孔口管嘴实验 1 选开 验证 2人／组 工程力学 四、单项实验的介绍 (1) 静水压强实验 实验内容：测定相对正负压强值：观察各过水断面总水头和测管水头在气压增加和减小的变化情况。应用帕斯加原理，用测压管测定管正负相对压强值，并测定有的密度。 实验要求：计算压强相对当地大气压的正负值；加深理解静水压强的测量方法和帕斯加原理的规律；验证实际液体方程。了解压强测量的构造和原理，学会测量油的密度。 主要仪器设备：静水压强实验仪、烧杯、测压管和适量油。 (2) 伯努利方程及应用实验 实验内容：测定管路不同过水面的总水头值和测压管水头值：观察各过水断面总水头和测管水头在流量改变时的变化情况。应用能量方程原理，用毕托管测定管嘴淹没出流点流速及点流速系数。 实验要求：计算沿程各管段的水头损失；绘制不同流量情况的总水头线和测管水头线图：加深理解液体流动过程中能量可以互相转换并守恒的规律；验证实际液体方程。了解普朗特型毕托管的构造和原理，掌握毕托管测量点流速的技能。 主要仪器设备：自循环伯努利方程实验仪，秒表、量筒或定量计时仪或电子秤。自循环毕托管测速实验仪，毕托管、测压板等。 （3）毕托管及应用实验 实验内容：测定管路不同过水面的总水头值和测压管水头值：观察各过水断面总水头和测管水头在流量改变时的变化情况。应用能量方程原理，用毕托管测定管嘴淹没出流点流速及点流速系数。 实验要求：计算毕托管水头差；加深理解液体流动过程中能量可以互相转换并守恒的规律；验证实际液体方程。了解普朗特型毕托管的构造和原理，掌握毕托管测量点流速的技能。 主要仪器设备：秒表、量筒或定量计时仪或电子秤。自循环毕托管测速实验仪，毕托管、测压板等。 （4）雷诺实验实验 实验内容：观测圆管水流的两种流动形态(层流和紊流)，测定临界雷诺数 。 实验要求：掌握观测雷诺数 的方法，并理解雷诺数 的物理意义，从而找出不同流动形态的阻力规律。 主要仪器设备：自循环雷诺实验仪，电子秤，温度计，量筒，秒表或定量计时仪。 (5) 动量定律实验 实验内容：测定射流水体对固体壁面的冲击力。 实验要求：将实测的射流冲击力与动量定律计算的射流冲击力进行比较，验证恒定总流动量方程，加深对动量定律的理解。 主要仪器设备：自循环动量仪，秒表、量筒或定量计时仪或电子秤。 (6)局部阻力实验 实验内容：测定管路不同过水面的总水头值和测压管水头值：观察各过水断面总水头和测管水头在流量改变时的变化情况。应用能量方程原理，用毕托管测定管嘴淹没出流点流速及点流速系数。 实验要求：计算沿程各管段的水头损失；加深理解液体流动过程中能量可以互相转换并守恒的规律；验证突扩和突缩部分的局部阻力系数。了解水头损失测量仪器的构造和原理，掌握局部阻力的观测技能。 主要仪器设备：自循环局部阻力实验仪，秒表、量筒或定量计时仪或电子秤。毕托管、测压板等。 (7) 沿程阻力实验 实验内容：测定恒定有压管流的沿程阻力系数值；测定水流通过管道突然扩大、突小、弯头、闸阀的局部阻力系数值。 实验要求：根据实测的沿程阻力系数 值和雷诺数 ，绘制 关系曲线图，并与Moody图比较；掌握观测压差和相应流量的方法，比较实测的局部阻力系数与其理论计算值。 主要仪器设备：自循环沿程阻力仪，自循环局部阻力仪，秒表、量筒或定量计时仪或电子秤，温度计。 (8)堰流 实验内容：观察认识不同堰型的水力特性、学习量水堰测流量。 实验要求：将实测的堰型流量与仪器下方直角三角型量水堰的流量进行复核学习认识不同堰流水力特性和应用要点，学会量水堰测流量的方法，熟悉掌握堰流通用式。 主要仪器设备：自循环明渠实验水槽，直尺、测针、模型等。 (9)水跃 实验内容：观察认识不同堰型下游水跃的形式和变化特性、认知淹没式、临界式和远驱式水跃特性。 实验要求：利用仪器下方直角三角型量水堰的流量进行不同下游水位条件下水跃产生和变化的特性，熟悉掌握水跃共轭方程。 主要仪器设备：自循环明渠实验水槽，直尺、测针、模型等。 (10)虹吸管观测实验 实验内容：观察虹吸管现象的形成过程，测定虹吸管的流量系数；测定管路中的真空度。 实验要求：绘制虹吸管路的测管水头线和总水头线图，确立管路中的最大真空度所处的位置。 主要仪器设备：虹吸仪，秒表、量筒或定量计时仪 (11) 孔口管嘴实验 实验内容：测定不同孔口、管嘴出流的流量系数、流速系数、侧收缩系数 实验要求：掌握孔口与管嘴出流的流量系数、流速系数、侧收缩系数的量测技能；了解进口形状对出流能力的影响及相关水力要素对孔口出流能力的影响。 主要仪器设备：自循环孔口管嘴实验仪，秒表，量筒，电子秤 五、实验教材或指导书 《水力学实验教程》 编者：贺晖、王华、陈铂等 六、考试方法 总计100分 签到+预习20% 现场操作30% 实验报告50%