流力实验实验十一孔口与管嘴出流实验

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1、实验十一孔口与管嘴出流实验一、实验目的1.量测孔口与管嘴出流的流速系数、流量系数、侧收缩系数局部阻力系数及圆柱形管嘴内的局部真空度。2.分析圆柱形管嘴的进口形状（圆角和直角）对出流能力的影响及孔口与管嘴过流能力不同的原因。二、实验装置图二孔口、管嘴结构剖面图三、实验原理在恒压水头下发生自由出流时孔口管嘴的有关公式为:实验测得上游恒压水位及各孔口、管嘴的过流量，利用以上5个公式，从而得出不同形状断面的孔口、管嘴在恒压、自由出流状态下的各水力系数。根据理论分析，直角进口圆柱形外管嘴收缩断面处的真空度为hv=Pv/ρg=0.75H本实验装置可实测出直角进口圆柱形外管嘴收缩断面处的

2、真空度，打开直角进口管嘴射流，即可观测到，测管处水柱迅速降低，hv=0.6~0.7H。。说明直角进口管嘴在进口处产生较大真空。但与经验值0.75H。相比，真空度偏小，其原因主要是有机玻璃材料的直角进口锐缘难以达到象金属材料那样的强度。观察孔口及各管嘴出流水柱的流股形态：打开各孔口管嘴，使其出流，观察各孔口及管嘴水流的流股形态，因各种孔口、管嘴的形状不同，过流阻力也不同，从而导致了各孔口管嘴出流的流股形态也不同：圆角管嘴出流水柱为光滑圆柱，直角管嘴为圆柱形麻花状扭变，圆锥管嘴为光滑圆柱，孔口则为具有侧收缩的光滑圆柱；圆锥管嘴虽亦属直角进口，但因进口直径渐小，不易产生分离，其侧

3、收缩断面面积接近出口面积（µ值以出口面积计），故侧收缩并不明显影响过流能力。另外，从流股形态看，横向脉动亦不明显，说明渐缩管对流态有稳定作用（工程或实验中，为了提高工作段水流的稳定性，往往在工作段前加一渐缩段，正是利用渐缩的这一水力特性）。能量损失小，因此其µ值与圆角管嘴相近。观察孔口出流在d/H>0.1时与在d/H<0.1时侧收缩情况：开大流量，使上游水位升高，使d/H<0.1，测量相应状况下收缩断面直径dc;再关小流量，上游水头降低，使d/H>0.1，测量此时的收缩断面直径dc’的值，可发现当d/H>0.1时dc’增大，并接近于孔径d，这叫作不完全收缩，此时由实验测知，

4、µ也增大，可达0.7左右。四、实验步骤与方法1.记录实验常数，各孔口管嘴用橡皮塞塞紧。2.打开水泵开关，使恒压水箱充水，至溢流后，再打开圆柱形管嘴（先旋转旋板挡住管嘴，然后拔掉橡皮塞，最后旋开旋板），待水面稳定后，测定水箱水面高程标尺读数，用体积法或数显流量计（两种方法皆可）测定流量，测量完毕，先旋转水箱内的旋板，将管嘴进口盖好，再塞紧橡皮塞。3.打开圆锥形管嘴，测记恒压水箱水面高程标尺读数及流量，观察和量测圆柱形管嘴出流时的真空情况。4.打开孔口，观察孔口出流现象，测量水面高程标尺读数及孔口出流流量，测记孔口收缩断面的直径（重复测量3次）。改变孔口出流的作用水头（可减少进

5、口流量），观察孔口收缩断面的直径随水头变化的情况。量测孔口收缩断面直径的方法：用孔口两边的移动触头。先松动螺丝，移动一边触头将其与水股切向接触，并旋紧螺丝，再移动另一边触头，使与水股切向接触，并旋紧螺丝。再将旋板开关以顺时针方向关上孔口，用卡尺测量触头间距，即为射流直径。实验时将旋板置于不工作的孔口或管嘴上，尽量减少旋板对工作孔口、管嘴的干扰。5.关闭水泵，清理实验桌面及场地。五、实验成果及要求实验设备名称实验台编号实验者实验日期孔口管嘴直径及高程：圆角管嘴d1=10-2m直角管嘴d1=10-2m出口高程Zl=10-2m圆锥形管嘴锥形管嘴d3=10-2m孔口d4=10-2m

6、出口高程z3=Z4=10-2m孔口管嘴实验记录及计算表分类项目直角进口形管嘴园角进口形管嘴圆锥形管嘴孔口水箱液位H(10-2m)体积V（10-6m3)时间t(s)流量Q(10-6m3/s)平均流量（10-6m3/s)作用水头H。(10-2m)面积A（m2)流量系数µ测压管读数h(m)真空度hv(m)收缩直径dc(m)收缩断面Ac(m2)收缩系数S流速系数φ阻力系数ζ实验十四堰流实验一、实验目的1.观察不同δ/H的有坎、无坎宽顶堰或实用堰的水流现象，以及下游水位变化对宽顶堰过流能力的影响。2.掌握测量堰流流量因数m实验技能，并测定无侧收缩宽顶堰的m值。二、实验装置装置说明1.

7、水位测量一水位测针水位测针结构如图二所示，测针杆是可以上下移动的标尺杆，测量时固定在支架套筒中，套筒上附有游标，测量读数类似游标卡尺，精度一般为0.1毫米。测针杆尖端为与水面接触点，测量过程中，不宜松动支座或旋动测针。在测量时，测针尖应自上而下逐渐接近水面，当水位略有波动时，可多次测量取平均值。测量恒定水位时，测针可直接安装，如图一中测针3，也可通过测针筒间接安装，如测针与测针筒6。堰上下游与三角堰量水槽水位分别用测针3与6量测。移动测针3可在槽顶导轨上移动，导轨的纵向水平度在安装调试后应不大于±0.15mm。H和