精品流力实验实验十一孔口与管嘴出流实验Word下载.docx
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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，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
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
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。
1.明渠流量测量-堰
明渠流为无压流动,实验室中通常用薄壁堰测量流量。
小流量（qv<
0.1m3/s）采用三角形薄壁堰，大流量则用矩形薄壁堰。
由于堰的造价低，使用简单、直观、精度保证，在明渠流中使用十分广泛。
本实验采用直角三角形薄壁堰.
直角三角形薄壁堰如图三所示。
它的流量计算公式常用下列汤普森（Thompson）经验公式
qv=1。
4H5/2（m3/s）
式中H单位以m计，适用范围0.05m〈H<
0.25m,P〉2H，B〉（3~4）H。
测量位置在堰上游（3—5）H处
为消除堰加工误差，对本实验装置中的三角形薄壁堰进行了流量率定，采用以下公式计算
qv=A（△h）B
△h=V01—V00
式中:
V01、V00分别为三角堰堰顶水位（实测）和堰顶高程（实验时为常数）。
A、B为率定常数，直接标明于设备铭牌上。
堰、闸模型
三、本实验槽中可换装各种堰、闸模型.通过更换不同堰体，可演示各种堰流现象及其下游水面衔接型式.包括有侧收缩无坎及其它各种常见宽顶堰流、底流、挑流、面流和戽流等现象。
此外,还可演示平板闸下出流、薄壁堰流。
读者在完成规定的实验项目外,可任选其中一种或几种作实验观察，以拓宽感性知识面。
堰的分类
根据堰墙厚度或顶长δ与堰上水头H的比值不同而分成三种：
薄壁堰（δ/H〈0。
67）;
实用堰（0。
67<
δ/H〈2。
5）；
宽顶堰（2.5<
δ/H<
10）。
实验时，需检验δ/H是否在实验堰的相应范围内。
2.堰流流量公式：
自由出流qv=mb√2g*H03/2
淹没出流qv=σsmb√2g＊H03/2
由自由出流流量公式知，只要测定qv、H0，则可得出堰流流量因素m值。
3.堰流流量系数经验公式：
（1）圆角进口宽顶堰
m=0。
36+0。
01＊（3-P1/H）/（1。
2+1.5P1/H）（当P1/H>
3时，m=0.36）
式中P1一为上游堰高;
H—为堰上作用水头。
（2）直角进口宽顶堰
m=0.32+0.01＊（3-P1/H）/（0.46+0。
75P1/H）（当P1/H〉3时，m=0。
32）
1.堰上总作用水头
本实验需测记渠宽b，上游渠底高程▽2、堰顶高程▽0、宽顶堰厚度δ、流量qv
及上游水位▽1。
进而按下列各式计算确定上游堰高P1、行近流速V0、堰上作用水头
H和总作用水头H0:
P1=▽0—▽2
V0=qv/b（▽1-▽2）
H=▽1—▽0
四、H0=H+αV02/2g
五、实验内容
薄壁堰演示
三角形薄壁堰安装于三角堰量水槽5首部,用于测量小流量。
矩形薄壁堰用于测量较大流量。
实验演示可观察水舌的形态，从中了解曲线型实用堰的堰面曲线形状。
观察水舌形状时应使水舌下方与大气相通。
根据水舌的形状不难理解，如果所设计的堰面低于水舌下缘曲线，堰面就会出现负压,故此类堰称真空堰。
真空堰能提高流量因数，但堰面易遭空蚀破坏。
若堰面稍突入水舌下缘曲线,堰面受到正压，故称非真空实用堰。
因流量不同，水舌形状不同，因而所谓真空堰或非真空堰，都是相对一定流量而言的。
WES堰在设计水头作用下为非真空堰.
WES曲线型实用堰演示
3.如图四,当下游水位较低时，过堰水流在堰面上形成急流，沿流程高度降低,流速增大，水深减小，在堰脚附近断面水深最小（hc）,流速最大。
该断面称为堰下游的收缩断面。
在收缩断面后的平坡渠道上，形成H3型水面曲线，并通过水跃与尾门前的缓流相衔接。
4.
宽顶堰演示
本实验装置配有无坎、直角进口和圆角进口三种宽顶堰模型，可供不同教学要求选用。
①宽顶堰
调节流量使过流符合宽顶堰条件2。
5<
δ/H〈10。
当4<
δ/H〈10时，如图五所示，为宽顶堰堰流的典型形态。
当2.5〈δ/H〈4时，堰顶只有一次跌落，且无收缩断面。
若δ/H>
10,由于堰顶水流的沿程损失，对过水能力有明显影响，已不能忽略，这已属于明渠范畴了。
宽顶堰出流又分自由出流和淹没出流二种流态：
若下游水位不影响堰的过流能力，称为自由出流；
在流量不变条件下，若上游水位受下游水位顶托而抬升，这时下游水位已影响堰的过流能力，称为淹没出流。
判别淹没出流的条件是hs/H0〉0。
8。
hs为下游水位超过堰顶的高度。
可调节尾门改变尾水位高度，以形成自由出流或淹没出流实验流态。
②无坎宽顶堰
五、俯视图如图六。
两侧模型分别被浸湿了的吸盘紧紧吸附于有机玻璃槽壁上。
由于侧收缩的影响，在一定的流量范围内水流呈现两次跌落的形态,如图七所示，与宽顶堰形态相似.工程中平底河道的闸墩、桥墩的流动均属此种堰型。
六、
实验步骤及方法
1.安装堰模型，根据实验要求，可任意选择直角进口宽顶堰、圆角进口宽顶堰、WES型标准剖面实用堰、矩形薄壁堰、无坎宽顶堰中的一种，安装在明槽内的相应位置。
2.启动、流量调节与测量：
插上电源,大流量用阀13调节，流量微调用阀10调节。
流量用三角堰量水槽5与三角堰水位测针6测量。
六、3。
水位调节与测量。
尾水位用尾门7和升降轮8调节，上、下游水位及槽底、堰顶高程用移动测针3测量。
上游水位▽1应在（3〜5）H附近处测量。
七、实验成果及要求
记录有关信息及实验常数
实验设备名称:
实验台号：
实验者：
实验日期：
渠宽b=10—2m；
宽顶堰厚度δ=10-2m；
上游渠底局程▽2=10-2m；
堰顶高程▽0=10-2m；
上游堰高P1=▽0-▽2=10—2m；
三角堰流量公式为
qv=A（△h）B△h=▽01—▽00
其中，三角堰顶高程▽00=10-2m；
A=；
B=
直角进口宽顶堰流量系数（m）测记表
实
验
次
数
三角堰堰上水位
V01
10-2m
实测流量q=A（△h）B
10-6m3/s
宽顶堰堰上水位
▽110-2mm
宽顶堰堰顶水
H=▽1-▽0
10—2m
行近流速
q
v0=
b（▽1—▽2）
10—2m/s
宽顶堰
堰顶总
水头
H0
10—2mm
流量系数m
测
值
经
1
2
3
升级会员 