流體力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)

--LLZ 流體力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)裝置
設(shè)備特別點(diǎn)：
1、本試驗(yàn)臺(tái)為新型流體力學(xué)綜合試驗(yàn)臺(tái), 構(gòu)造小巧,布置合理，一臺(tái)多用。
2、試驗(yàn)水箱和管道應(yīng)用厚壁優(yōu)質(zhì)透明有機(jī)玻璃管，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象清晰，便利學(xué)生查看。
3、設(shè)備整體為自行式框體結(jié)構(gòu)構(gòu)造，并裝配備有禁錮腳，方便系統(tǒng)的拆卸檢修和搬運(yùn)。
4、裝置設(shè)計(jì)可360度查看，完成全方位教學(xué)與實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br /> 1、適合于工程流體力學(xué)（水力學(xué)）教學(xué)實(shí)驗(yàn)。
2、可做雷諾實(shí)驗(yàn)、伯努利實(shí)驗(yàn)、沿程阻力實(shí)驗(yàn)、局部阻力實(shí)驗(yàn)及文丘里流量計(jì)校核實(shí)驗(yàn)。

主要配備：
雷諾實(shí)驗(yàn)管、伯努利實(shí)驗(yàn)管、沿程阻力管、局部阻力管、水泵、秒表、玻璃溫度（℃）計(jì)、測(cè)壓計(jì)、刻度標(biāo)尺、文丘里流量計(jì)、實(shí)驗(yàn)水箱、計(jì)量水箱、蓄水箱、指示液盒、不銹鋼框體結(jié)構(gòu)。
技術(shù)功能數(shù)值：
1、運(yùn)行環(huán)境：溫度（℃）0-40℃，相對(duì)濕度：≤90%RH，電源：220V/50Hz?？蛇B續(xù)實(shí)操。
2、雷諾管：長(zhǎng)度1100mm、內(nèi)徑Φ15mm，有機(jī)玻璃。
3、伯努利管：總長(zhǎng)1100mm、內(nèi)徑Φ20mm和Φ14mm，有機(jī)玻璃管制作，按兩點(diǎn)法求出各有改變點(diǎn)的動(dòng)靜壓頭。
4、沿程阻力管：長(zhǎng)1100mm、內(nèi)徑Φ14mm，有機(jī)玻璃制作，兩測(cè)壓點(diǎn)間的距離：800mm。
5、局部阻力管：總長(zhǎng)1100mm、內(nèi)徑Φ14mm和Φ23mm，有機(jī)玻璃制作，上裝文丘里流量計(jì)、閘閥，可用來(lái)測(cè)量流體流經(jīng)銅閘閥的前后壓差，以及對(duì)文丘里流量計(jì)實(shí)行校核。
6、實(shí)驗(yàn)流量Q=0～18 L/min，畢托管實(shí)驗(yàn)流速：100～200cm/s，最大靜壓水頭400mmH2O。
7、測(cè)壓計(jì)由22根直徑φ8mm的有機(jī)玻璃管固定在測(cè)壓架上，測(cè)壓架上粘有標(biāo)尺便利讀數(shù)，壓差計(jì)內(nèi)的指示液為水，無(wú)毒、實(shí)操安全。
8、靜音環(huán)保型水泵：揚(yáng)程：12m，流量：15L/min，功率（W）：120W。
9、計(jì)量槽：容積10L透明有機(jī)玻璃制作，帶計(jì)量刻度。
10、實(shí)驗(yàn)水箱：有機(jī)玻璃制成，容積40L，上裝指示液盒，指示液為紅墨水。
11、蓄水箱：容積約100L，PVC板焊制而成。
12、實(shí)驗(yàn)所用的流體-水為全循環(huán)使用設(shè)計(jì)，充分節(jié)約水資源。
13、框體結(jié)構(gòu)及臺(tái)面均為304不銹鋼材料，構(gòu)造緊湊，外觀美觀，實(shí)操便利。
14、外觀尺寸：1600×550×2000mm（長(zhǎng)×寬×高），框體結(jié)構(gòu)為可位移式設(shè)計(jì)，帶腳輪及禁錮腳。


實(shí)驗(yàn)的主要設(shè)計(jì)思想

流體力學(xué)的主要任務(wù)是研究流體靜止平衡和動(dòng)作規(guī)律。在流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)中以流體動(dòng)作的基礎(chǔ)規(guī)律為主線，以能量守恒定律為核心內(nèi)容，從影響流體流動(dòng)各個(gè)主要方面著手，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生在理解流體動(dòng)作的基礎(chǔ)規(guī)律的基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)對(duì)流體動(dòng)作流動(dòng)過(guò)程的基礎(chǔ)描述，充分認(rèn)識(shí)影響流體流動(dòng)的主要因素及其在流動(dòng)過(guò)程中的作用。同時(shí)集合工科類學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，工程研究方法和能力的培養(yǎng)應(yīng)有機(jī)地融合在實(shí)驗(yàn)的實(shí)訓(xùn)中，經(jīng)過(guò)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)展示工程基礎(chǔ)研究方法在對(duì)流體流動(dòng)研究中的重要作用，是培養(yǎng)工程研究能力的有效方法。
　以此，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)使學(xué)生能對(duì)流體的流動(dòng)過(guò)程有更為直觀的感性認(rèn)識(shí)，將在課程課程理論課教學(xué)的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)有機(jī)地串聯(lián)，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)值的綜合解析加強(qiáng)對(duì)流體的流動(dòng)過(guò)程整體的、全面的認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)不但注意學(xué)生實(shí)際實(shí)操能力的培養(yǎng)，也側(cè)重學(xué)生知識(shí)的綜合運(yùn)用能力的培養(yǎng)，同時(shí)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，能夠從另一個(gè)側(cè)面考察學(xué)生對(duì)課程課程理論知識(shí)的掌控把握。為提升學(xué)生解決有關(guān)流體動(dòng)作的工程實(shí)際問(wèn)題的能力提供一個(gè)良好的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。
　實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)不是停留在對(duì)公式、定律的簡(jiǎn)便檢驗(yàn)和再現(xiàn)，而是在實(shí)驗(yàn)中充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性、體現(xiàn)學(xué)習(xí)掌控把握的主動(dòng)性。實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)依據(jù)先查看后實(shí)操、從簡(jiǎn)便到復(fù)雜的基礎(chǔ)原則，在充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)掌控把握興趣的前提下，由淺入深，逐步深入，帶著問(wèn)題進(jìn)入實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中能夠主動(dòng)實(shí)行探索和研究。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)主要思路：查看——→提出問(wèn)題——→實(shí)行實(shí)驗(yàn)、數(shù)值測(cè)量及整理——→解決和回答問(wèn)題——→實(shí)際應(yīng)用（工程測(cè)量、工程研究方法）

4實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)說(shuō)明

這一單元的綜合實(shí)驗(yàn)由七個(gè)實(shí)驗(yàn)構(gòu)成，各個(gè)實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容和相互間的關(guān)聯(lián)表示如下：

實(shí)驗(yàn)一 流動(dòng)演示實(shí)驗(yàn)
展示單元中所涉及到各種的流動(dòng)圖譜，將問(wèn)題充分暴露

實(shí)驗(yàn)二 流管流態(tài)實(shí)驗(yàn)
問(wèn)題分解

實(shí)驗(yàn)三 流動(dòng)沿程阻力損失實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)四 管道局部阻力損失實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)五 能量方程實(shí)驗(yàn)；
問(wèn)題集中、實(shí)行綜合解析

實(shí)驗(yàn)六 流量測(cè)量實(shí)驗(yàn)
知識(shí)應(yīng)用和深化

實(shí)驗(yàn)七 有壓滲流電擬法實(shí)驗(yàn)
方法學(xué)習(xí)掌控把握



　在實(shí)驗(yàn)一中，經(jīng)過(guò)演示流體流過(guò)不一樣邊界條件下的多種水流現(xiàn)象，增強(qiáng)和深入對(duì)流體動(dòng)作特性的認(rèn)識(shí)。集合流體在流動(dòng)過(guò)程中的實(shí)際現(xiàn)象各個(gè)演示單元分別顯露了串聯(lián)管路縱剖面的流譜、流體流過(guò)各種不一樣局部阻礙時(shí)的流譜及局部損失疊加影響的流動(dòng)圖譜、流體流過(guò)文丘里流量計(jì)和孔板流量計(jì)的流動(dòng)形態(tài)。經(jīng)過(guò)各種流動(dòng)現(xiàn)象流動(dòng)圖譜的展示，引導(dǎo)學(xué)生思考為什么會(huì)出現(xiàn)這些現(xiàn)象？這些現(xiàn)象會(huì)對(duì)流動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生怎樣的影響？可以采取什么方法減少對(duì)流動(dòng)過(guò)程的影響？。同時(shí)，更深入入、細(xì)化地直觀展示流體流動(dòng)過(guò)程中邊界層形成以及分離現(xiàn)象邊界層、流體繞過(guò)不一樣形狀物體時(shí)駐點(diǎn)、尾流、渦街的形成，使學(xué)生對(duì)前述問(wèn)題有初步的理解。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)入下一階段的實(shí)驗(yàn)

Re是描述流體動(dòng)作特性的一個(gè)重要功能數(shù)值。實(shí)驗(yàn)二，流管流態(tài)實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)對(duì)流動(dòng)狀態(tài)的描述解析影響流動(dòng)狀態(tài)的主要因素。實(shí)驗(yàn)中調(diào)動(dòng)Re=174~7600，流動(dòng)過(guò)程中不一樣流動(dòng)狀態(tài)對(duì)流動(dòng)損失改變規(guī)律的影響。
流體的流動(dòng)損失由沿程阻力損失和局部阻力損失兩部分構(gòu)成。在實(shí)驗(yàn)三中，可得出不一樣流動(dòng)狀態(tài)下，沿程阻力損失與平均流速的關(guān)系，從而解析流態(tài)對(duì)沿程阻力大小的影響、沿程阻力改變主要影響因素。在實(shí)驗(yàn)四中設(shè)計(jì)了多種局部阻礙，在各種邊界條件突變時(shí)局部阻力的大小的改變，有利進(jìn)一步理解局部阻力產(chǎn)生的主要原因，定量地解析駐點(diǎn)、尾流、渦街的形成對(duì)局部阻力大小的影響，為尋找減少局部阻力的有效方法提供課程課程理論依據(jù)。
　能量守恒定律作為三大守恒定律之一，是流體動(dòng)力學(xué)的核心內(nèi)容。在實(shí)驗(yàn)二、三、四的基礎(chǔ)上，應(yīng)用大型實(shí)驗(yàn)板，并使管段間的有機(jī)連接，在恒定流動(dòng)現(xiàn)象下，展示水流的位能、壓能及動(dòng)能之間的守恒及相互改變關(guān)系。因此在實(shí)驗(yàn)五——能量方程實(shí)驗(yàn)中，綜合反映了流態(tài)、沿程阻力、局部阻力等因素對(duì)流動(dòng)過(guò)程的影響。這種從簡(jiǎn)便到復(fù)雜，從單一到綜合的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)安排，使學(xué)生即有助于對(duì)問(wèn)題的深刻理解，也加強(qiáng)了對(duì)過(guò)程的系統(tǒng)、全面認(rèn)識(shí)和規(guī)律的熟悉、掌控把握。
　為加強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程課程理論知識(shí)綜合運(yùn)用能力的實(shí)訓(xùn)，工程能力的培養(yǎng)是一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié)。在工程測(cè)量技術(shù)中以實(shí)驗(yàn)六中的文丘里流量計(jì)、孔板流量計(jì)為例，即是能量方程工程應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例，也是工程測(cè)量的一種方法。實(shí)驗(yàn)中不僅要求學(xué)生理解流量測(cè)量的基礎(chǔ)原理和方法，同時(shí)，要求學(xué)生進(jìn)一步明白如何靈活地運(yùn)用能量方程，并能集合實(shí)驗(yàn)一中所查看的現(xiàn)象實(shí)行思考。這個(gè)實(shí)驗(yàn)是前面五個(gè)實(shí)驗(yàn)中所課程課程理論內(nèi)容的具體運(yùn)用。
物理現(xiàn)象間的比擬方法是工程研究的一種重要而有效的方法。如何在實(shí)際中應(yīng)用比擬模仿方法是培養(yǎng)學(xué)生工程能力的一個(gè)重要方面。流場(chǎng)和電場(chǎng)的比擬是流體流動(dòng)研究中常用的方法。在比擬過(guò)程中需要適用哪些基礎(chǔ)條件？如何做到兩個(gè)不一樣性質(zhì)的場(chǎng)之間幾何條件和邊界條件相似？對(duì)于這些比擬方法的基礎(chǔ)知識(shí)和要求在實(shí)驗(yàn)中均得到良好的體現(xiàn)。

4實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)和基礎(chǔ)要求

這一單元綜合實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)流體的流動(dòng)現(xiàn)象，除了對(duì)實(shí)驗(yàn)中所出現(xiàn)的各種現(xiàn)象實(shí)行合理的解析、學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)數(shù)值處置整理的基礎(chǔ)方法，學(xué)生還應(yīng)集合課程課程理論教學(xué)中的知識(shí)對(duì)問(wèn)題實(shí)行深入地思考，達(dá)到能力實(shí)訓(xùn)和探索研究的目的。
　因此，在各個(gè)實(shí)驗(yàn)后面布置有關(guān)的思考題，不僅僅是對(duì)該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的簡(jiǎn)便解釋，大部分問(wèn)題是在實(shí)驗(yàn)所描述現(xiàn)象基礎(chǔ)上的拓展和深化。要求學(xué)生以小組為單位，實(shí)行圖紙文檔實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書查詢和討論，得出有自己見(jiàn)解的結(jié)論。這樣才能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極思考，有探究的動(dòng)力，使學(xué)生的能力得到充分的鍛煉。從能力上對(duì)學(xué)生實(shí)行考察。
　對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評(píng)價(jià)不是僅著眼與在于實(shí)驗(yàn)數(shù)值本身的考察，而是經(jīng)過(guò)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)問(wèn)題的處置整理、實(shí)驗(yàn)數(shù)值的處置整理過(guò)程及方法、對(duì)問(wèn)題的綜合解析及解答等各個(gè)方面實(shí)行綜合考察和評(píng)價(jià)，并而且鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中有所創(chuàng)新，同時(shí)在評(píng)價(jià)上給予鼓勵(lì)。