漩涡实验仪说明书天津市睿智天成科技发展有限公司一、实验目的1.观察流体运动的迹线和流线；2.观察流体绕固体边界运动时的流动现象；3.观察各种简单势流：源、汇、平行流的流谱。二、实验装置与流程2.1 实验装置整套实验装置由低位槽、 水泵、演示装置等组成。 其中演示装置有六种类型，分别为 ZL-1 型、ZL-2 型、ZL-3 型、ZL-4 型、ZL-5 型、 ZL-6 型。2.1.1 ZL-1型显示逐渐扩散、逐渐收缩、突然扩大、突然收缩、壁面冲击、180 ° 直角弯道等平面上的流动图像，模拟串联管道纵剖面流谱。在逐渐扩散段可看到由主流脱离边壁（边界层分离） 而形成的旋涡， 且靠近上游喉颈处，流速越大，旋涡尺度越小，紊动强度越高；而在逐渐收缩段，无分离，流线均匀收缩，亦无旋涡。由此可知，逐渐扩散段的局部水头损失大于逐渐收缩段。在突然扩大段出现了较大的旋涡区， 而突然收缩段只在死角处和收缩断面后的进口附近出现较小的旋涡区。 表明突扩段比突缩段有较大的局部水头损失（缩扩的直径比大于 0.7 时例外），而且突缩段的水头损失主要发生在突缩断面之后（旋涡区在后）。由于本仪器突缩段较短，故其流谱亦可视为直角进口管嘴的流动图像。在管嘴进口附近，流线明显收缩， 并有旋涡产生， 致使有效过流断面减小，流速增大，从而在收缩断面出现真空。在直角弯道和壁面冲击段，也有多处旋涡区出现。尤其在弯道水流中，流线弯曲更加剧烈，越靠近弯道内侧，流速越小；且近内壁处，出现明显的回流，将直角弯道所形成的回流范围与ZL-2 型圆角转弯对比，显然直角弯道旋涡区大，回流更加明显。旋涡的大小和紊动强度与流速有关。这可以通过调节流量来观察对比：如流量减小，渐扩段流速较小， 其紊动强度也较小， 这时可看到在整个渐扩段有明显的单个大尺度旋涡。反之，当流量增大时，这单个大尺度旋涡随之破碎，并形成无数个小尺度的旋涡，且流速越高，紊动强度越大，则旋涡越小。可以看到，几乎每一个质点都在其附近激烈地旋转着。在突扩段，也可看到类似的旋涡尺度变化。据此清楚表明：紊动强度越大，旋涡尺度越小，几乎每一个质点都在其附近激烈地旋转着。由于流体质点间的内磨擦越厉害，水头损失也就越大。2.1.2 ZL-2型显示文丘里流量计、孔板流量计、圆弧进口管嘴以及壁面冲击、180 ° 圆弧形弯道等串联流道纵剖面上的流动图像。由显示可见， 文丘里流量计的过流顺畅， 流线顺直， 无主流与边壁的分离和旋涡产生。在孔板前，流线...
