水力學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書-資料下載頁(yè)
2025-08-23 06:09本頁(yè)面
【正文】 高程2cm，再讀數(shù)，直到水面。五、注意事項(xiàng)1. 實(shí)驗(yàn)中，比托管管頭不能露出水面。2. 比托管管頭一定要正對(duì)水流方向。3. 一定要等到測(cè)壓管液面穩(wěn)定后才讀數(shù)。六、思考題1. 使用比托管時(shí)，為什么要排氣？施測(cè)過(guò)程中，為什么比托管管頭不能露出水面？2. 測(cè)流速時(shí)，比托管管頭為什么要正對(duì)水流方向？3. 繪制斷面垂線上的流速分布曲線。比托管測(cè)流速記錄表（僅供參考）測(cè)點(diǎn)編號(hào)施測(cè)點(diǎn)高程▽(cm)比壓計(jì)讀數(shù)壓差△h(cm)點(diǎn)流速v備注h1(cm)h2(cm)比壓計(jì)傾角α=校正系數(shù)μ=槽寬B=實(shí)驗(yàn)十 水面曲線演示實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模涸谧兤掠袡C(jī)玻璃矩型水槽中，演示棱柱體渠道中非均勻漸變流的主要幾種水面曲線及其銜接形式。二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備：實(shí)驗(yàn)水槽總長(zhǎng)米，寬米，由兩段組成，中間由轉(zhuǎn)動(dòng)鉸連接。水槽兩端安裝有電動(dòng)升降機(jī)和坡度指示器。槽中安裝有閘門。三、 實(shí)驗(yàn)原理：在流量、矩形斷面、尺寸為一定的明渠中，臨界底坡的計(jì)算公式： hk= 式中hk為臨界水深，q為單寬流量。 ik==式中Rk、xk、Ck為渠中水深為臨界水深時(shí)所對(duì)應(yīng)的水力半徑、濕周、謝才系數(shù)。為了區(qū)別各種坡型，則需首先確定臨界底坡。在已知流量的情況下，根據(jù)試算法或圖解法求臨界水深hk，然后計(jì)算出臨界底坡ik。另外可以根據(jù)斷面平均流速和微波相對(duì)速度的大小來(lái)判斷水流的流態(tài)。當(dāng)vvw時(shí)，水流為緩流。 v=vw時(shí)，水流為臨界流。 vvw時(shí)，水流為急流。在水流為均勻流狀態(tài)下，水流為臨界流時(shí)，水槽的底坡為臨界底坡。水面曲線根據(jù)水深劃分為三個(gè)區(qū)，即當(dāng)實(shí)際水深大于正常水深和臨界水深時(shí)為a區(qū)，當(dāng)實(shí)際水深在正常水深和臨界水深之間時(shí)為b區(qū)，當(dāng)實(shí)際水深小于正常水深和臨界水深時(shí)為c區(qū)。根據(jù)底坡情況分為五類，即0、〝′〞。由于臨界坡度時(shí)K——K先與N——N線重合，平坡和反坡時(shí)N——N線無(wú)限遠(yuǎn)。所以可歸納為12種類型的水面曲線。水面曲線的類型和名稱列表如下：水槽底坡情況水面曲線符號(hào)a區(qū)b區(qū)c區(qū)i0iika1b1c1iika2b2c2i=ika3c3i=0b0c0i0b′c′水面曲線類型壅水曲線降水曲線壅水曲線四、 實(shí)驗(yàn)步驟：1. 取掉水槽中的建筑物，接通電源，開啟水泵，給水槽供水。2. 等到水流穩(wěn)定后（均勻流），點(diǎn)擊水面，觀察水波的形態(tài)，并反復(fù)調(diào)整水槽坡度，當(dāng)微波向上游傳播的絕對(duì)速度為零時(shí)，水流為臨界流，水深為臨界水深，水槽坡度為臨界坡度，并記錄。3. 放下閘門，插入水中。水流穩(wěn)定后，觀察a3和c3曲線。4. 取掉閘門，調(diào)整上下游槽底坡度，使上游坡度（為緩坡），下游坡度（為陡坡）。水槽上游段尾端出現(xiàn)型降水曲線，在水槽下游段前端出現(xiàn)bb2型降水曲線。5. 在上下段都安上閘門，使開度都小于實(shí)際水深和臨界水深，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)aacc2水面曲線。6. 打開閘門，將上段水槽底坡調(diào)為0，下段水槽底坡調(diào)為逆坡，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)b0、b′型水面曲線。 7. 插入閘門，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)c0、c′型水面曲線。五、 注意事項(xiàng)1. 實(shí)驗(yàn)時(shí)，動(dòng)作要輕，以免損壞有機(jī)玻璃水槽。特別在插入和抽出閘門時(shí)一定要輕。2. 在調(diào)節(jié)水槽坡度時(shí)，升降開關(guān)不能從升到降（或降到升），中間一定要暫停。實(shí)驗(yàn)十一 水電比擬法滲流實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河盟姳葦M法測(cè)定建筑物基礎(chǔ)滲流區(qū)的等勢(shì)線（或流線），繪制流網(wǎng)。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：實(shí)驗(yàn)裝置由實(shí)驗(yàn)盤、電信號(hào)發(fā)生器和毫伏表組成。其中實(shí)驗(yàn)盤安裝有水工建筑物基礎(chǔ)模型，在模型的上下游安有銅片，模型和其它邊緣由有機(jī)玻璃制作。有機(jī)玻璃實(shí)驗(yàn)盤底部粘貼有坐標(biāo)紙。三、實(shí)驗(yàn)原理：滲流在符合達(dá)西定律的條件下，可以用拉普拉斯方程來(lái)描述。電流在導(dǎo)體中的流動(dòng)規(guī)律也可以用拉普拉斯方程來(lái)描述。因此，滲流與電流之間存在比擬關(guān)系，利用這種比擬關(guān)系，量測(cè)出電場(chǎng)中的物理量來(lái)求解滲流場(chǎng)中的水力要素的實(shí)驗(yàn)方法叫做水電比擬法。電流與滲流現(xiàn)象的比擬個(gè)關(guān)系：電流滲流電勢(shì)：U電流密度：i導(dǎo)電率：σ歐姆定律：i=σ電勢(shì)的拉普拉斯方程：++=0電流強(qiáng)度：I測(cè)壓管水頭：H滲流流速：u滲流系數(shù)：K達(dá)西定律：u=K水頭的拉普拉斯方程：++=0滲流量：Q從表中可以看出，只要將電流場(chǎng)與滲流場(chǎng)二者保持幾何相似，導(dǎo)電性質(zhì)和滲流性質(zhì)相似，以及邊界條件相似，則在電場(chǎng)中測(cè)量的物理量即可得出滲流場(chǎng)中相應(yīng)的水力要素。在實(shí)驗(yàn)盤模型的上、下游銅片上加上電壓，模擬水工建筑物上、下游的水位差。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1. 熟悉實(shí)驗(yàn)指示書，點(diǎn)清實(shí)驗(yàn)用品。2. 在坐標(biāo)紙上，按比例畫出實(shí)驗(yàn)盤的邊界（包括模型的形狀及尺寸）。3. 給實(shí)驗(yàn)盤加水1——2cm左右，并調(diào)平實(shí)驗(yàn)盤（即水深一樣）。4. 把模型的上游銅片與電信號(hào)發(fā)生器的正極連通，下游銅片與電信號(hào)發(fā)生器的負(fù)極連通。毫伏表的負(fù)極（黑夾子）與下游銅片連通。5. 等老師檢查無(wú)誤后，接通電源，并將電信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓調(diào)到10V。6. 利用毫伏表的探針測(cè)出等勢(shì)線（要求每隔1V測(cè)一條等勢(shì)線，每條線上不少于5個(gè)點(diǎn)）。7. 測(cè)完8條等勢(shì)線后，利用等勢(shì)線與流線之間正交原理，繪制出流網(wǎng)。8. 實(shí)驗(yàn)完后，拆掉連線，倒掉實(shí)驗(yàn)盤中的水，清理實(shí)驗(yàn)用品。坐標(biāo)表：點(diǎn)號(hào)1234567電壓xyxyxyxyxyxyxy1v2v3v4v5v6v7v8v9v五、注意事項(xiàng)：1. 測(cè)試過(guò)程中，不能調(diào)整電信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓。2. 測(cè)點(diǎn)要均勻。3. 測(cè)點(diǎn)要一邊記錄，一邊繪在坐標(biāo)紙上。六、思考題：1. 為什么要調(diào)平實(shí)驗(yàn)盤？2. 試過(guò)程中，探針為什么要垂直于水面？33
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