不可压缩流体定常流动量定律实验 班级学号 姓 名 实验日期 指导教师 北京航空航天大学流体所 1 不可压缩流体定常流动量定律实验 一、实验目的要求 1 .验证不可压缩流体定常流的动量方程; 2 .通过对动量与流速、流量、出射角度、动量矩等因素间相关性的分析研讨,进一步掌握流体动力学的动量守恒定理; 3 .了解活塞式动量定律实验仪原理、构造,进一步启发与培养创造性思维的能力。 二、实验装置 本实验装置如下图所示: 动量定律实验装置图 1 自循环供水器 2 实验台 3 可控硅无级调速器 4 水位调节阀 5 恒压水箱 6 管嘴 7 集水箱 8 带活塞的测压管 9 带活塞和翼片的抗冲平板 1 0 上回水管 2 自循环供水装置1 由离心式水泵和蓄水箱组合而成。水泵的开启、流量大小的调节均由调速器3 控制。水流经供水管供给恒压水箱5,溢流水经回水管流回蓄水箱。流经管嘴6 的水流形成射流,冲击带活塞和翼片的抗冲平板9,并以与入射角成90°的方向离开抗冲平板。抗冲平板在射流冲力和测压管8 中的水压力作用下处于平衡状态。活塞形心水深 hc 可由测压管8 测得。由此可求得射流的冲力,即动量力 F。冲击后的弃水经集水箱7 汇集后,再经上回水管10 流出,最后经漏斗和下回水管流回蓄水箱。 为了自动调节测压管内的水位,以使带活塞的平板受力平衡并减小摩擦阻力对活塞的影响,实验装置应用了自动控制的反馈原理和动摩擦减阻技术。其构造如下: 带活塞和翼片的抗冲平板9 和带活塞套的测压管8 如下左图所示。该图是活塞退出活塞套时的分部件示意图。活塞中心设有一细导水管a,进口端位于平板中心,出口端伸出活塞头部,出口方向与轴向垂直。在平板上设有翼片b,活塞套上设有窄槽 c。 工作时,在射流冲击力作用下,水流经导水管a 向测压管内加水。当射流冲击力大于测压管内水柱对活塞的压力时,活塞内移,窄槽 c 关小,水流外溢减少,使测压管内水位升高,水压力增大。反之,活塞外移,窄槽开大,水流外滥增多, 3 测管内水位降低,水压力减小。在定常射流冲击下,经短时段的自动调整,即可达到射流冲击力和水压力的平衡状态。这时活塞处在半进半出、窄槽部分开启的位置上。过a 流进测管的水量和过c 外溢的水量相等。由于平板上设有翼片b,在水流冲击下,平板带动活塞旋转,因...