【正文】 . 明確不同的密度液體柱高度的換算方法；4. 用靜力學(xué)原理來解釋操作中的一些現(xiàn)象。二、基本原理 流動(dòng)的流體具有三種機(jī)械能：位能、動(dòng)能和靜壓能，這三種能量可以互相轉(zhuǎn)換。若u1u2 , p1p2；在靜止?fàn)顟B(tài)下，即u1= u2= 0時(shí)，p1=p2。思考：所有測(cè)壓管中的液柱高度是否在同一標(biāo)高上？應(yīng)否在同一標(biāo)高上？為什么？ 將閥3半開，觀察并記錄各個(gè)測(cè)壓管的高度，并思考：（1）A、E兩管中液位高度是否相等？若不等，其差值代表什么？（2）B、D兩管中，C、D兩管中液位高度是否相等？若不等，其差值代表什么？ 將閥全開，觀察并記錄各測(cè)壓管的高度，并思考：各測(cè)壓管內(nèi)液位高度是否變化？為什么變化？這一現(xiàn)象說明了什么？五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄. 液柱高度 A B C D E 閥門關(guān) 閉 半 開全 開實(shí)驗(yàn)三 邊界層演示實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?． 觀察流體經(jīng)固體壁面所產(chǎn)生的邊界層現(xiàn)象；2． 加強(qiáng)對(duì)邊界層的感性認(rèn)識(shí)；二、 實(shí)驗(yàn)裝置及原理本實(shí)驗(yàn)裝置由點(diǎn)光源、熱模型和屏所組成，具體如下圖所示，當(dāng)熱模型通電加熱后，在其中就產(chǎn)生自下而上的空氣對(duì)流運(yùn)動(dòng)，因熱模型的固體壁面與空氣接觸處存在著層流邊界層，而邊界層內(nèi)空氣幾乎是不流動(dòng)的，故其傳熱情況極差，致使層內(nèi)溫度遠(yuǎn)高于周圍空氣的溫度而接近于壁面溫度，從而使邊界層內(nèi)空氣的密度院校與周圍空氣的密度。此時(shí)，如果邊界層的空氣和周圍空氣的折射率相同的話，則光線不產(chǎn)生偏折而應(yīng)投射到b點(diǎn)，如圖2－4所示。從屏上看見，圓柱體底部的邊界層由于氣體流動(dòng)時(shí)的動(dòng)壓的影響，邊界層最薄，愈往上部，邊界層逐漸加厚，在離開圓柱體頂上部時(shí)，產(chǎn)生邊界層分離而形成漩渦，這種現(xiàn)象同我們平時(shí)見到的火焰形狀相類似。圖2－5 塔板水力學(xué)演示裝置圖三、 實(shí)驗(yàn)操作的基本步驟1. 打開進(jìn)水閥，使一定的水量進(jìn)入裝置的頂部，在不開動(dòng)風(fēng)機(jī)的情況下觀察液體流經(jīng)塔板時(shí)的情形和途徑；改變風(fēng)量的大小，再仔細(xì)觀察上述的內(nèi)容，看其發(fā)生了什么變化？2. 維持一定的水量，開啟風(fēng)機(jī)逐步改變進(jìn)風(fēng)量，隨時(shí)觀察板上的氣液接觸情況及鼓泡狀態(tài)，液體的流動(dòng)狀況等一些現(xiàn)象問題，分析并思考產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因；3. 維持一定的氣量（真正要維持本裝置中的恒定氣量難以實(shí)現(xiàn)，為什么請(qǐng)同學(xué)們自己思考），逐步改變頂部的進(jìn)液量，同樣地隨時(shí)觀看塔板上的氣液接觸狀況、鼓泡狀態(tài)、流體的流動(dòng)狀況等現(xiàn)象，分析其原因，并于改變氣量時(shí)所見到的一些現(xiàn)象進(jìn)行比較；4. 在演示過程中，請(qǐng)注意裝置底部的液位高低，人為地把液位降低到玻璃管的紅線以下，會(huì)發(fā)生什么情況？四、問題與討論1. 在液泛時(shí)你所見到的有哪些現(xiàn)象？2. 比較塔板的泛點(diǎn)隨著氣、液相負(fù)荷變化作如何變化；3. 塔板上液位落差的存在對(duì)氣流接觸產(chǎn)生什么影響？4. 產(chǎn)生漏夜現(xiàn)象的原因是什么？漏夜時(shí)的氣速是塔設(shè)備操作中的什么氣速？5. 在經(jīng)常操作時(shí)，若恒定噴淋量而逐步增加進(jìn)氣量，將會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？6. 在經(jīng)常操作時(shí)，若恒定進(jìn)氣量而逐步增加噴淋量，又將會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？第三篇 驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 流體流型的觀察與測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?觀察流體在管內(nèi)流動(dòng)的兩種不同型態(tài)，加強(qiáng)層流和湍流兩種流動(dòng)類型的感性認(rèn)識(shí)；掌握雷諾準(zhǔn)數(shù)Re的測(cè)定與計(jì)算；測(cè)定臨界雷諾數(shù)。對(duì)于流體水來說,ρ、μ幾乎僅為溫度的函數(shù)。因?yàn)橥饨绺蓴_及管子粗細(xì)不均勻等原因，層流的雷諾數(shù)上界達(dá)不到2000，只能達(dá)到1600左右。試驗(yàn)時(shí)水由高位水箱進(jìn)入玻璃管，槽內(nèi)水由進(jìn)水管供應(yīng)，槽內(nèi)設(shè)有進(jìn)水穩(wěn)流裝置及溢流箱用以維持平穩(wěn)而又穩(wěn)定的液面，多余之水由溢流管排入水溝。開啟上水閥，使高位槽充水至產(chǎn)生溢流時(shí)關(guān)閉（若條件許可，此步驟可在實(shí)驗(yàn)前數(shù)小時(shí)進(jìn)行，以使高位槽中的水經(jīng)過靜置，消除旋流，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度）。注意，此時(shí)液面雖平靜，但液面的高度是在緩慢下降的。因此，靜止時(shí)處于同一橫截面的流體質(zhì)點(diǎn)，開始層流流動(dòng)后，由于速度不同，組成了旋轉(zhuǎn)拋物面（即由拋物線繞其對(duì)稱軸旋轉(zhuǎn)形成的曲面）。二、實(shí)驗(yàn)原理由于流體粘性的存在，流體在流動(dòng)的過程中會(huì)發(fā)生流體間的摩擦，從而導(dǎo)致阻力損失。若流體為層流流動(dòng)時(shí)，直管的摩擦阻力系數(shù)為： (27)若裝置已經(jīng)確立，物系也已確定，那么λ只隨Re而變，實(shí)驗(yàn)操作變量?jī)H有流量，改變閥門的開度可以達(dá)到改變流速u的目的，因此在管路中需要安裝一個(gè)流量計(jì)；在直徑為d、長(zhǎng)度為l的水平直管上，引出二個(gè)測(cè)壓點(diǎn)，并接上一個(gè)壓差計(jì)，可以用壓差變送器或液柱壓差計(jì)測(cè)量壓差Δp（注：壓差變送器是將壓差轉(zhuǎn)換成電信號(hào)再用儀表顯示，液柱壓差計(jì)是將壓差以液柱高度表示的，若為U形管壓差計(jì)計(jì)算公式為：。三、實(shí)驗(yàn)流程圖和實(shí)驗(yàn)步驟（1）手動(dòng)阻力實(shí)驗(yàn)裝置a、實(shí)驗(yàn)流程圖（圖21）41光滑管，2粗糙管，3層流管，4離心泵管圖21 流體流動(dòng)阻力實(shí)驗(yàn)流程圖實(shí)驗(yàn)裝置參數(shù)見下表裝置1名稱材質(zhì)管內(nèi)徑（mm）測(cè)量段長(zhǎng)度（cm）管路號(hào)管內(nèi)徑局部阻力 大小頭不銹鋼管閘閥鍍鋅鐵管湍流光滑管不銹鋼管1200粗糙管鍍鋅鐵管2200 層流銅管36140裝置2名稱材質(zhì)管內(nèi)徑（mm）測(cè)量段長(zhǎng)度（cm）管路號(hào)管內(nèi)徑局部阻力90176。注意：檢驗(yàn)排氣是否徹底是將控制閥開至最大，再關(guān)至為零，看壓差變送器計(jì)讀數(shù)，若前后讀數(shù)相等，則判斷系統(tǒng)排氣徹底；若前后讀數(shù)不等，則重復(fù)上述2步驟。關(guān)閉總管控制閥，打開轉(zhuǎn)子流量計(jì)，排除空氣，測(cè)定層流阻力。實(shí)驗(yàn)對(duì)象部分是由貯水箱，離心泵，不同管徑、材質(zhì)的水管，各種閥門、管件，渦輪流量計(jì)和倒U型壓差計(jì)等所組成的。實(shí)驗(yàn)裝置由兩套相同的裝置組成，裝置參數(shù)見下表。3．流量和壓差的測(cè)定：實(shí)驗(yàn)時(shí)可以分別使用自動(dòng)或手動(dòng)方法。4．λ～Re曲線的繪制：裝置確定時(shí)，根據(jù)和u的實(shí)驗(yàn)測(cè)定值，可計(jì)算λ和ξ，在等溫條件下，雷諾數(shù)Re = duρ/μ = Au，其中A為常數(shù)，因此只要調(diào)節(jié)管路流量，即可得到一系列λ～Re的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，從而繪出λ～Re曲線。2．掌握離心泵特性曲線的測(cè)定方法。因此，一般采用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)定揚(yáng)程，即泵的特性曲線由實(shí)驗(yàn)測(cè)得。二、基本原理對(duì)一定類型的泵來說，泵的特性曲線主要是指在一定轉(zhuǎn)速下，泵的揚(yáng)程 (H)、軸功率(P) 和效率 (η ) 與流量 ( qv) 之間的關(guān)系。c、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄序號(hào)流量(m3/h)光滑管mmH2O粗糙管mmH2O局部阻力mmH2O左右壓差左右壓差左右壓差四、思考題在對(duì)裝置做排氣工作時(shí)，是否一定要關(guān)閉流程尾部的出口閥?為什么? 壓差計(jì)上的平衡閥起什么作用？它在什么情況下是開著的，又在什么情況下是關(guān)閉的？ 如何檢測(cè)管路中的空氣已經(jīng)被排除干凈? 以水做介質(zhì)所測(cè)得的λ～Re關(guān)系能否適用于其它流體?如何應(yīng)用? 在不同設(shè)備上(包括不同管徑)，不同水溫下測(cè)定的λ～Re數(shù)據(jù)能否關(guān)聯(lián)在同一條曲線上? 如果測(cè)壓口、孔邊緣有毛刺或安裝不垂直，對(duì)靜壓的測(cè)量有何影響?在直管阻力測(cè)量中，壓差計(jì)顯示的壓差是否隨著流量的增加而成線性增加？分別就層流和湍流進(jìn)行討論。每次改變流量，待流動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后，分別記下壓差計(jì)左右兩管的液位高度，兩高度相減的絕對(duì)值即為該流量下的差壓。2．倒U型壓差計(jì)的排氣：采用手動(dòng)方法測(cè)量時(shí)，應(yīng)對(duì)倒U型壓差計(jì)進(jìn)行排氣和調(diào)零，使壓差計(jì)兩端在帶壓且零流量時(shí)的液位高度相等。測(cè)定局部阻力使用不銹鋼管，其上裝有待測(cè)管件(閘閥)；光滑管直管阻力的測(cè)定同樣使用內(nèi)壁光滑的不銹鋼管，而粗糙管直管阻力的測(cè)定使用內(nèi)壁較粗糙的鍍鋅管。上機(jī)處理數(shù)據(jù)。先將控制閥開至最大，讀取流量顯示儀讀數(shù)F大，再讀取流量顯示儀讀數(shù)F小，在F小 和F大 二個(gè)讀數(shù)之間布14～16個(gè)點(diǎn)。系統(tǒng)排氣（1）總管排氣：同時(shí)打開光滑管和粗糙管的切換閥，先將控制閥開足然后再關(guān)閉，重復(fù)三次，目的為了使總管中的大部分氣體被排走，然后打開總管排氣閥，開足后再關(guān)閉，重復(fù)三遍。局部阻力損失通常有兩種表示方法：當(dāng)量長(zhǎng)度法和阻力系數(shù)法。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，影響湍流時(shí)直管阻力損失 Δpf 的因素有：流體性質(zhì)：密度 ρ 和粘度 μ；管路特性：管徑d、管長(zhǎng) l和 管壁粗糙度ε；操作條件：流速u；根據(jù)因次分析法，Δpf可以表示成上述諸多影響因素的關(guān)系式：Δpf = f (d, u, ρ , μ , l , ε) (21)組合成四個(gè)無因次數(shù)群： (22) 若實(shí)驗(yàn)設(shè)備已定，(22) 式可寫為： hf = (23) 若實(shí)驗(yàn)設(shè)備是水平直管，Δpf = Δp，即阻力損失表現(xiàn)為壓力降，(23) 式可寫為：hf = (24)所以： hf = (25)即： (26)式中 λ 為直管的摩擦阻力系數(shù)。再稍稍開啟排水閥，使紅墨水緩慢隨水運(yùn)動(dòng)，則可觀察到紅墨水團(tuán)前端的界限，形成了旋轉(zhuǎn)拋物面。觀察層流時(shí)流體質(zhì)點(diǎn)的速度分布。逐步開大排水閥，觀察不同雷諾數(shù)時(shí)的流動(dòng)狀況，并把現(xiàn)象記入表中。向水箱內(nèi)注水。湍流時(shí)紅墨水與水混旋，分不出界限。注意：進(jìn)水閥出水閥水箱玻璃試驗(yàn)管顏色水瓶溢流雷諾實(shí)驗(yàn)要求減少外界干擾，嚴(yán)格要求時(shí)應(yīng)在有避免震動(dòng)設(shè)施的房間內(nèi)進(jìn)行。 （1－1）Re2000~2300時(shí)為層流，Re4000時(shí)為湍流，2000Re4000時(shí)為過渡區(qū)，在此區(qū)間流型可能表現(xiàn)為流層，也可能表現(xiàn)為湍流。三、 問題與討論？在本實(shí)驗(yàn)中影響邊界層的最主要因素是什么？，對(duì)流體邊界層的存在有何見解？，可以采取哪些有效的措施？？實(shí)驗(yàn)四 塔板水力學(xué)性質(zhì)演示實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解浮閥塔板結(jié)構(gòu)情況及其區(qū)間的分布情況；2. 觀察塔板在一定的氣液量通過時(shí)，氣液相在塔板上的接觸情況；3. 適當(dāng)改變氣液負(fù)荷，觀察因氣液相負(fù)荷變化而引起的塔的一些不正常操作現(xiàn)象，并對(duì)塔板的這些現(xiàn)象進(jìn)行比較。反之，原投射點(diǎn)b點(diǎn)，因得不到足夠的入射光線而顯得較暗，從而形成一個(gè)較暗的環(huán)圈，這個(gè)暗的環(huán)圈完全是邊界層內(nèi)高溫空氣的密度變化后而引起光線的偏折現(xiàn)象引起的，因此它就代表了邊界層的形狀。由于邊界層內(nèi)氣體的密度與邊界層外的氣體密度不同，則使層內(nèi)、外氣體對(duì)光的折射率也不同，利用折射率的差異，可觀察到邊界層存在的實(shí)際情況。水的流量由出口閥門調(diào)節(jié)，出口閥關(guān)閉時(shí)流體靜止。在有摩擦而沒有外功輸入時(shí)，任意兩截面間機(jī)械能的差即為摩擦損失。四、 計(jì)算與討論1. 測(cè)壓強(qiáng)時(shí)，槽中壓強(qiáng)P值 [Pa]2. 測(cè)真空度時(shí)，槽中真空度值 [Pa]3. 計(jì)算差壓計(jì)5中指示劑密度；4. 差壓計(jì)8從槽底引出，差壓計(jì)6從槽側(cè)面引出，其讀數(shù)為什么不同？5. 在上面3實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象觀察中所見的，水槽底下閥9打開后不久，閥9就不流水了，為什么？實(shí)驗(yàn)二 柏努利實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^實(shí)測(cè)靜止和流動(dòng)的流體中各項(xiàng)壓頭及其相互轉(zhuǎn)換，驗(yàn)證流體靜力學(xué)原理和柏努利方程。但無論何種形式的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，均應(yīng)體現(xiàn)出它的學(xué)術(shù)性、科學(xué)性、理論性、規(guī)范性、創(chuàng)造性和探索性。通常是將中文標(biāo)題（Topic）、作者（Author）、摘要（Abstract）、及關(guān)鍵詞（Key Words）譯為英文。 被引用的文獻(xiàn)為期刊論文的單篇文獻(xiàn)時(shí)，著錄格式為：“順序號(hào) 作者．題名[J]． 刊名，出版年，卷號(hào)（期號(hào)），引文所在的起止頁碼”，例如[1]。致謝對(duì)象包括除作者以外所有對(duì)研究工作和論文寫作有貢獻(xiàn)、有幫助的人，如：指導(dǎo)過論文的專家、教授；幫助搜集和整理過資料者；對(duì)研究工作和論文寫作提過建議者等?！　】傊诮Y(jié)果與分析中既要包含所取得的結(jié)果，還要說明結(jié)果的可信度、再現(xiàn)性、誤差，以及與理論或分析結(jié)果的比較、經(jīng)驗(yàn)公式的建立、尚存在的問題等等。選取數(shù)據(jù)要從必要性和充分性兩方面去考慮，決不可隨意取舍，更不能偽造數(shù)據(jù)。（7）實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析討論這部分內(nèi)容是論文的重點(diǎn)，是結(jié)論賴以產(chǎn)生的基礎(chǔ)。要突出重點(diǎn)，只寫關(guān)鍵性步驟。（6）正文部分 這是論文的核心部分。前言中只提及方法的名稱即可，無須展開細(xì)述。前言一般包括以下幾項(xiàng)內(nèi)容：（a）研究背景和目的：說明從事該項(xiàng)研究的理由，其目的與背景是密不可分的，便于讀者去領(lǐng)會(huì)作者的思路，從而準(zhǔn)確地領(lǐng)會(huì)文章的實(shí)質(zhì)。摘要的長(zhǎng)短一般幾十個(gè)字至300字為宜。因此要求標(biāo)題能準(zhǔn)確地反映論文的中心內(nèi)容。（9）思考題結(jié)合實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)原理，分析回答思考題。（7）數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理是實(shí)驗(yàn)報(bào)告的重點(diǎn)內(nèi)容之一，要求將實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)經(jīng)過整理、計(jì)算、加工成表格或圖的形式。對(duì)于操作過程的說明應(yīng)簡(jiǎn)單、明了。要求準(zhǔn)