浙江大学流体力学实验

浙江大学流体力学实验（通用8篇）

篇1：浙江大学流体力学实验

2012年流体力学实验注意事项

一、本学期流体力学实验自10月22日开始，内容如下

I．CAI（计算机辅助实验）

1． 根据教师安排，操作计算机；

2． CAI成果分析中之数据，不得记录于报告中；

3． 请勿在计算机上操作与本实验无关的内容。

II．演示类实验

选择任1项，回答其分析讨论题。

III．操作类实验

1． 必做实验4项：静水、能量、动量、沿程；

2． 选做实验2项：其它实验至少选做二个；

二、实验室开放时间

1、本实验室实行弹性开放式教学实验，每周一、周二、四下午

（13：15~17：00）开放。在首次实验后，学生可在实验室开放时间，自行安排完成实验。

2、在其它工作时间，五人以上可一起提前一天预约。预约方式： 电话： 章老师，祝老师 88206145zhangjjcivil@zju.edu.cn

三、实验要求

1、进入实验室前必须认真阅读实验中心的实验室须知；

2、实验前必须认真预习实验教材—《应用流体力学实验》；

3、操作类实验每组人数1 ~ 5人；

4、实验完成后，须在实验登记册上注明实验完成日期；

5、实验报告要求用学校统一的实验报告纸，内容要求包括课程名称、实验项目、内容和原理、实验设备、数据记录和处理、分析思考等。

6、操作类实验应在2013年1月3日前完成，由小班统一收集上交实验室指导教师（西四211）。

7、上交实验报告时，需附一份本学期实验心得小结。

实验老师联系电话：章军军老师：***（短号651307）

祝丽丽老师：***（短号682751）

篇2：浙江大学流体力学实验

流体力学综合实验

姓名：

学号：

班级号：

实验日期：2016

实验成绩：

流体力学综合实验

一、实验目的：

1.测定流体在管道内流动时的直管阻力损失，作出λ与Re的关系曲线。

2.观察水在管道内的流动类型。

3.测定在一定转速下离心泵的特性曲线。

二、实验原理

1、求

λ

与Re的关系曲线

流体在管道内流动时，由于实际流体有粘性，其在管内流动时存在摩擦阻力，必然会引起流体能量损耗，此损耗能量分为直管阻力损失和局部阻力损失。流体在水平直管内作稳态流动（如图1所示）时的阻力损失可根据伯努利方程求得。

以管中心线为基准面，在1、2截面间列伯努利方程:

图1

流体在1、2截面间稳定流动

因u1=u2，z1=z2，故流体在等直径管的1、2两截面间的阻力损失为

流体流经直管时的摩擦系数与阻力损失之间的关系可由范宁公式求得，其表达式为

由上面两式得：

而

由此可见，摩擦系数与流体流动类型、管壁粗糙度等因素有关。由因此分析法整理可形象地表示为

式中：-----------直管阻力损失，J/kg；

------------摩擦阻力系数；

----------直管长度和管内径，m；

---------流体流经直管的压降，Pa；

-----------流体的密度，kg/m3；

-----------流体黏度，Pa.s；

-----------流体在管内的流速，m/s；

流体在一段水平等管径管内流动时，测出一定流量下流体流经这段管路所产生的压降，即可算得。两截面压差由差压传感器测得；流量由涡轮流量计测得，其值除以管道截面积即可求得流体平均流速。在已知管径和平均流速的情况下，测定流体温度，确定流体的密度和黏度，则可求出雷诺数，从而关联出流体流过水平直管的摩擦系数与雷诺数的关系曲线图。

2、求离心泵的特性曲线

三、实验流程图

流体力学实验流程示意图

转子流量计

离心泵

压力表

真空压力表

水箱

闸阀1

闸阀2

球阀3

球阀2

球阀1

涡轮流量计

孔板流量计

∅35×2钢管

∅35×2钢管

∅35×2铜管

∅10×2钢管

四、实验操作步骤

1、求

λ

与Re的关系曲线

1)

根据现场实验装置，理清流程，检查设备的完好性，熟悉各仪表的使用方法。

2)

打开控制柜面上的总电源开关，按下仪表开关，检查无误后按下水泵开关。

3)

打开球阀1，调节流量调节闸阀2使管内流量约为10.5，逐步减小流量，每次约减少0.5，待数据稳定后，记录流量及压差读数，待流量减小到约为4后停止实验。

4)

打开球阀2，关闭球阀1，重复步骤（3）。

5)

打开球阀2和最上层钢管的阀，调节转子流量计，使流量为40，逐步减小流量，每次约减少4，待数据稳定后，记录流量及压差读数，待流量减小到约为4时停止实验。完成直管阻力损失测定。

2、求离心泵的特性曲线

1)

根据现场实验装置，理清流程，检查设备的完好性，熟悉各仪表的使用方法。

2)

打开控制柜面上的总电源开关，按下仪表开关，先关闭出口阀门，检查无误后按下水泵开关。

3)

打开球阀2，调节流量调节阀1使管内流量，先开至最大，再逐步减小流量，每次约减少1，待数据稳定后，记录流量及压差读数，待流量减小到约为4后停止实验，记录9-10组数据。

4)

改变频率为35Hz，重复操作（3），可以测定不同频率下离心泵的特性曲线。

五、实验数据记录

1、设备参数：；

；

2、实验数据记录

1）求

λ

与Re的关系曲线

铜管湍流

钢管湍流

序号

qv(m3h)

∆p(kpa)

序号

qv(m3h)

∆p(kpa)

8.7

3.14

11.1

4.65

8.3

2.90

10.5

4.20

7.9

2.66

9.9

3.78

7.5

2.40

9.3

3.38

7.1

2.21

8.7

3.00

6.7

1.97

8.1

2.61

6.3

1.77

7.5

2.25

5.9

1.55

6.9

1.97

5.5

1.38

6.3

1.68

5.1

1.21

5.7

1.40

4.7

1.04

5.1

1.16

钢管层流

序号

qv(Lh)

∆p(pa)

935

701

500

402

340

290

230

165

116

582、求离心泵的特性曲线

30Hz离心泵数据记录

序号

流量

真空表

压力表

电机功率

15.65

-2200

28000

694

14.64

-2000

31000

666

13.65

-1800

37000

645

12.65

-1200

40000

615

11.62

200

42000

589

10.68

0

47000

565

9.66

50000

549

8.67

1000

51000

521

7.67

1500

55000

488

6.63

1800

59000

468

5.62

1800

60000

442

4.58

2000

67000

388

0.08

0.0022

0.083

166.9

35Hz离心泵数据记录

序号

流量

真空表

压力表

电机功率

18.27

-500

42000

1052

17.26

-400

48000

998

16.24

-300

51000

972

15.26

-300

56000

933

14.27

-200

61000

906

13.28

-200

65000

861

12.27

-200

68000

824

11.27

-100

71000

798

10.26

0

76000

758

9.26

-100

80000

725

8.26

0

82000

682

7.26

-100

89000

653

6.27

150

90000

626

5.26

180

100000

585

4.43

200

110000

528

六、典型计算

1、求

λ

与Re的关系曲线

以铜管湍流的第一组数据为例计算

T=22℃时，ρ≈997.044kg/m3

μ≈1.0×10-3Pa∙s

以管中心线为基准面，在1、2截面间列伯努利方程

P1ρ+u12+gz1=P2ρ+u22+gz2+hf

因u1=u2，z1=z2，故流体在等径管的1、2两截面间的阻力损失为

hf=∆Pρ=3.14*10001000=3.15J/kg

u=qvA=qvπ4d12=8.73600×0.0007548=3.202m/s

;

Re=duρμ=0.031×3.202×997.0440.001=98960.27

因为hf=λ∆Pρ

;

所以λ=∆Pρd1l2u2=3.15×0.0311.2×23.2022=0.01587

其他计算与此相同。

2、求离心泵的特性曲线

湍流铜管：管长L2=1.2m；管内径d2=31mm

铜管湍流

序号

qv(m3h)

∆p(kpa)

u(ms)

Re

λ

8.7

3.14

3.202

98960.27

0.01587

8.3

2.90

3.055

94410.37

0.01611

7.9

2.66

2.907

89860.48

0.01631

7.5

2.40

2.760

85310.58

0.01633

7.1

2.21

2.613

80760.68

0.01677

6.7

1.97

2.466

76210.78

0.01679

6.3

1.77

2.318

71660.89

0.01706

5.9

1.55

2.171

67110.99

0.01704

5.5

1.38

2.024

62561.09

0.01745

5.1

1.21

1.877

58011.19

0.01780

4.7

1.04

1.730

53461.3

0.01801

钢管湍流

序号

qv(m3h)

∆p(kpa)

u(ms)

Re

λ

11.1

4.65

4.085

126259.7

0.01444

10.5

4.20

3.864

119434.8

0.01458

9.9

3.78

3.643

112610

0.01476

9.3

3.38

3.423

105785.1

0.01495

8.7

3.00

3.202

98960.27

0.01517

8.1

2.61

2.981

92135.43

0.01522

7.5

2.25

2.760

85310.58

0.01530

6.9

1.97

2.539

78485.73

0.01583

6.3

1.68

2.318

71660.89

0.01620

5.7

1.40

2.098

64836.04

0.01649

5.1

1.16

1.877

58011.19

0.01706

湍流钢管：管长L3=1.2m；管内径d32=31mm

钢管层流

层流钢管：管长L1=2m；管内径d1=6mm

序号

qv(Lh)

∆p(pa)

u(ms)

Re

λ

935

0.393

2351.03

0.06084

701

0.353

2111.74

0.05631

500

0.314

1878.43

0.05083

402

0.275

1645.12

0.05338

340

0.236

1411.81

0.06145

290

0.196

1172.52

0.07547

230

0.157

939.22

0.09353

165

0.118

705.91

0.11928

116

0.079

472.60

0.18869

0.039

233.31

0.377372、离心泵的特性曲线

以第一组数据为例，n=30Hz

T=23℃时，ρ≈997.044Kg/m3

μ≈1.0×10-3Pa∙s

以水平地面为基准面，离心泵进口压力表为1-1截面，离心泵出口压力表为2-2截面，在此两截面之间列伯努利方程

P1ρg+u12g+z1+H=P2ρg+u22g+z2+Hf

因为

Hf≈0

;

所以H=

P2-P1ρg+u2-u12g+∆Z

∆Z=Z2-Z2=0.2m

;

进口直径D=50mm

;

出口直径d=40mm

u1=qvA1=qvπ4D2=15.653600×π4×0.052m/s=2.215m/s

;

u2=qvA2=qvπ4d2=15.653600×π4×0.042m/s=3.458m/s、H=3.647mH2O

N=N电∙η电∙η传

;

η电=0.75

;

η传=0.95

N=694×0.75×0.95=494.5W

η=NtN

;

Nt=qHρg=3.647×15.65×997.044×9.81/3600W=155.26W

η=155.26494.5×100%=31.36%

序号

流量Qv(m3h)

扬程

轴功率

效率

15.65

3.647

494.5

31.36%

14.64

3.889

474.5

32.60%

13.65

4.440

459.6

35.83%

12.65

4.647

438.2

36.45%

11.62

4.672

419.7

35.15%

10.68

5.173

402.6

37.29%

9.66

5.439

391.2

36.49%

8.67

5.422

371.2

34.41%

7.67

5.756

347.7

34.50%

6.63

6.113

333.5

33.02%

5.62

6.197

314.9

30.04%

4.58

6.876

276.45

30.95%

30Hz离心泵的特性曲线

35Hz离心泵的特性曲线

序号

流量Qv(m3h)

扬程

轴功率

效率

18.27

5.036

749.55

33.35%

17.26

5.586

711.08

36.84%

16.24

5.833

692.55

37.16%

15.26

6.298

664.76

39.28%

14.27

6.756

645.53

40.58%

13.28

7.125

613.46

41.91%

12.27

7.394

587.10

41.99%

11.27

7.656

568.58

41.23%

10.26

8.125

540.08

41.94%

9.26

8.515

516.56

41.47%

8.26

8.684

485.93

40.11%

7.26

9.387

465.26

39.80%

6.27

9.444

446.03

36.07%

5.26

10.446

416.81

35.82%

4.43

11.455

376.20

36.65%

七、实验结果分析与讨论

1、求

λ

与Re的关系曲线

实验结果：由关系曲线可以看出，钢管层流实验中，雷诺数与摩擦阻力系数在双对数坐标中呈线性关系，摩擦阻力系数只与流动类型有关，且随雷诺数的增加而减小，而与管壁粗糙度无关；在铜管湍流与钢管湍流实验中，摩擦阻力系数随雷诺数增加而趋于一个定值，此时流体进入完全阻力平方区，摩擦阻力系数仅与管壁的相对粗糙度有关，与雷诺数的增加无关。

结果分析：实验结果基本与理论相符合，但是也存在误差，如：在钢管层流实验中，在雷诺数在1870~2000范围内，雷诺数Re增大，λ并不随Re增大而减小，反而增大。产生这种现象可能是因为在Re为1870~2000范围内时已经非常接近于湍流，导致其规律与理论出现偏差。此外，还有可能是因为设备本身存在的误差，即流量调小至一定程度时，无法保证对流量的精准调节，使结果出现误差。

减小误差的措施：a.在实验正式开始前对设备进行检查，确认设备无漏水等现象再开始实验；b.进行流量调节时，每次应以相同幅度减小c.调节好流量后，应等待3分钟，等读数稳定后再进行读数。

2、离心泵的特性曲线

实验结果：有实验数据和曲线图可以看出，扬程随流量的增加而降低，轴功率随流量的增加而升高，效率随流量的增加先升高后降低。随着转速增大，三者均增大，由实验结果可以看出，基本符合Qv＇Qv=n＇n、H＇H=n＇n2、N＇N=n＇n3的速度三角形关系。

结果分析：实验结果与理论规律基本符合，在转速为35Hz时结果较理想，但是在转速为30Hz时，虽然符合基本规律，但是效率明显过低。造成这种现象的主要原因是转速过低，设备存在的设备误差更大，改善方法是在较高转速下进行实验。

减小误差的方法：a.在实验正式开始前对设备进行检查，确认设备无漏水等现象再开始实验；b.进行流量调节时，每次应以相同幅度减小c.调节好流量后，应等待3分钟，等读数稳定后再进行读数。d.在转速稍高的条件下进行实验。e.读数压力表时指针摆动幅度大，应在均匀摆动时取其中间值。

六、实验思考与讨论问题

1、直管阻力产生的原因是什么？如何测定与计算？

答：流体有粘性，管壁与流体间存在摩擦阻力。用压力计测定所测流体在所测水平等径管内流动的压差,一定要水平等径，△p=ρhf就可求得直管阻力。

2、影响本实验测量准确度的原因有哪些？怎样才能测准数据？

答：管内是否混入气泡，流体流动是否稳定。排出管内气泡，改变流速后等待2~3min待流体流动稳定后记录数据。

3、水平或垂直管中，对相同直径、相同实验条件下所测出的流体的阻力损失是否相同？

答：不同，根据伯努利方程可知，垂直管高度差将影响阻力损失。

根据实验测定数据，如何确定离心泵的工作点？

篇3：浙江大学流体力学实验

中心以土木工程学院为依托,发挥学院拥有的“结构工程”山东省重点实验室,土木工程一级学科硕士点的师资优势,将学科科研优势转化为实验教学优势,自制实验教学设备如“多功能材料力学试验机”、“结构力学组合实验装置”等,获国家发明专利一项、实用新型专利三项。同时,坚持走校企联合、滚动发展的道路,与烟台新天地试验技术有限公司联合进行实验教学设备的研制与推广,目前已有华北水利水电学院、青岛科技大学、鲁东大学、海军航空工程学院、山东英才学院等二十多所高校应用。

中心现有中国工程院院士1人,教授8人,先后2人被评为全国优秀教师,1人被评为山东省教学名师,2人被评为中国力学学会优秀教师,2人获烟台市有突出贡献的中青年专家称号。获山东省优秀教学成果一等奖一项,二等奖二项,三等奖6项。自1996年参加第三届全国周培源大学生力学竞赛以来,连续三届居山东省高校之首。承担国家自然科学基金15项,获教育部骨干教师重点项目2项,山东省中青年科学家奖励基金项目7项,山东省自然科学基金19项,获教育部推荐国家科技进步一等奖1项,省级自然科学奖4项,省级科技进步奖9项。建筑力学团队为山东省创新教学团队,工程力学被评为山东省精品课程,出版教材、学术专著23部,其中一部获教育部优秀教材二等奖。

篇4：实验力学实验报告

关键词 应变片;静态应变仪;动态应变仪;电桥;拉伸机

中图分类号 G64 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)082-0141-01

1 标定试验

1.1 利用YE29003B应变标定仪标定动态应变仪

1)将YE29003B应变标定仪接入动态应变仪中:接完后相应的接口通道指示灯变暗,选折合适的拱桥电压和增益。本文选取:10V和2K欧姆,通道为3通道。

2)先将YE29003B应变标定仪拨到0欧姆,然后将动态应变仪选定通道电压调零,按下AUTO按钮机器会自动调零,若没有完全为零,可以用螺丝刀调节左边的微调FINE。

3)将YE29003B应变标定仪拨到1000欧姆,调节动态应变仪选定通道电压,并使其成为整数。

4)将YE29003B应变标定仪分别拨到800、600、400、200、0欧姆,记录每组的电压。

5)处理数据、得到回归曲线,由图可知应变与电压的关系。

1.2 模拟标定动态应变仪

本实验是用固定电阻和可变电阻接好电桥,模拟应变。因为应变片的工作原理就是,在某变形点应变片会随之变形,从而自身电阻改变,导致电桥不平衡。如此标定动态应变仪时完全可以用可调电阻代替应变片。

将可变电阻调到59880欧姆,将动态应变仪调零后接入刚调好的可变电阻,再将接入可变电阻后的电压调到整数。

依次调节可变电阻使分别其为74880欧姆、99880欧姆、149880欧姆、299880欧姆,并照如上操作得到五组电压如下表:,然后和YE29003B应变标定仪得出结论比较。

2 弯曲、拉伸试验

2.1 拉伸试验测量弹性模量E,泊松比v

1)应变片的粘贴、连接仪器。因为要测两个量故使用两片应变片,一片测纵向,另一片测横向,贴片贴好后将两片应变片接入YE2538A程控静态应变仪的两个不同通道中,并接成1/4桥电路,其中纵向应变接入通道1,横向应变片接入通道2。

2)试样加载、数据收集。摇动YE6253多功能材料力学试验台的加力手柄,使试样受拉,同时YE2538A程控静态应变仪会显示拉力和应变,选取合适的数据并记录。本文中以拉力为准,大约隔50N到100N记录一组数据。每次记录时先点通道1,记录纵向应变,再点通道2,记录横向应变。

3)数据处理,计算E和v。用Excel处理得到的数据并绘图,由竖向应变-应力图可得弹性模量E。由竖向应变和横向应变可得泊松比v。

2.2 弯曲试验正应力试验

1)试验用三点弯梁、应变片粘贴及电桥接法。本实验所用材料为已粘贴好五片应变片的三点弯曲梁:五片应变片(至上而下)本别测量上表面、中性层与上表面间、中性层、中性层与下表面间、下表面五个位置的应变,故有五片应变片接入YE2538A程控静态应变仪中,每片接入不同的通道中,规定应变片按至上而下的顺序接入通道1至通道5。

2)测量五点应变并与理论作比较。实验前先调零,测试时将拉力规定为某一特定值,本文使用600N,加载后先按通道1,記录上表面应变片的应变,以此类推测得其他点的应变。为消除误差,此过程复测量三次,每次拉力一定,取三组数据平均值。最后与理论值比较,得应变平均值,实际应力值,应力理论值和相对误差=|σ实-σ|/σ。

3 K片的测定

3.1 试验材料及方法描述

本实验用的是截面为18.1*18.1的正方形梁,简支梁表面放一幅梁,中点受集中力并用千分尺测梁中点位移。应变片贴在上下表面,测出梁上下表面的应变量。由《力学CAT基础》推导K片的值。

3.2 K片的推导

根据《力学CAT基础》,纯弯梁应变与应变片电阻率测量装置如下图所示。供货应变片粘贴在梁的纯弯区段内下表面,应变片纵向与梁的轴线方向重合,给定载荷后通过绕度计测量纯弯梁在加力线上的位移f,并由材料力学梁弯曲公式计算出应变片粘贴处梁的应变:

ε纵=fh/(l2+f2+fh)

1)用电阻仪表在贴片前测出应变片的阻值R;

2)将应变片和温度补偿片接入应变仪桥路调零后,按给定载荷P加载到位后测出应变仪的电压输出V;

3)将载荷卸去并使应变仪调零,随后对测量应变片电阻并联一个可调电阻仪,而后调并联电阻值到Rn,使对应应变仪的输出电压仍为V。此时应变片和外并电阻Rn的总电阻为:RRn/(R+Rn);

4)根据1)、3)步得到的电阻数值可以求出电阻变化率为:

ΔR/R=[RRn/(R+Rn)-R]/R=-R/(R+Rn)

5)灵敏系数Κ片的测量结果为:

Κ片=|ΔR/R|/ε纵=|ΔR/R|l2/fh

3.3 测量ε仪、千分表读数f

测出数据千分表读数f,ε仪(µε),ε纵(µε),△R/R,拉力(N)。由ε纵(µε)—△R/R曲线可得K片的大小。

4 COD引伸计标定、测量裂纹长度

4.1 COD引伸计侧线

因COD引伸计的五条输出线是混乱的我们必须对此整理,方法如下:

首先,COD引伸计内部桥路如下:

引线是4条桥线加一条地线,每个电阻120欧姆

如对于1线,将其和其他颜色的先接到欧姆表上若读数为90可知是1、4两端或1、3两端,二若欧姆表上若读数为120可知是1、2两端,这样便知道电桥的内部链接只要将对面的两端接入YE29003A盒中的V+、V—,或IN+、IN—中即可。

4.2 COD引伸计位移与动态应变仪电压的关系

在使用COD引伸计前必须标定引伸计位移与动态应变仪电压的关系,只有这样才可进行下一步试验。

4.3 测量裂纹长度

(本实验使用柔度法来测量裂纹长度,试验在弹性范围内进行,每次试验加载一次并马上卸载同时记录载荷与位移关系。

根据SET柔度公式:a/w=β0+β1µ 其中:β0=1.0056;β1=-2.8744

µ=1/(1+sqrt(E`*BefC));Bef=B-(B-Bn)/B

a是裂纹长度;B为式样的厚度,W为其宽度;测得B=2mm,W=18mm,E是弹性模量,C是测得的柔度即本实验的δ。

将数据代入得:a。

参考文献

[1]蔡立勋.力学CAT.西南交通大学.

篇5：大学物理力学实验心得体会

大学物理实验报告

实验题目：弗兰克赫兹实验

实验器材：F-H实验管、恒温加热电炉、F-H实验装置、示波器。

实验内容：

1.熟悉实验装置，掌握实验条件。

该实验装置由F-H管、恒温加热电炉及F-H实验装置构成，其装置结构如下图所示：

F-V管中有足够的液态汞，保证在使用温度范围内管内汞蒸气总处于饱和状态。

一般温度在100 ºC至250 ºC。

并且由于Hg对温度的灵敏度高，所以温度要调好，不能让它变化太大。

灯丝电压控制着阴极K发射电子的密度和能量分布，其变化直接影响曲线的形状和每个峰的位置，是一个关键的条件。

2.测量Hg的第一激发电位。

1)起动恒温控制器，加热地F-H管，使炉温稳定在157 ºC，并选择合适的灯丝电压，VG1K=2.5V，VG2p=1.5V，Vf=1.3V。

2)改变VG2k的值，并记录下对应的Ip值上(每隔0.2V记录一个数据)。

3)作数据处理，作出对应的Ip-VG2k图，并求出Hg的第一激发电位(用逐差法)。

3.测Ar原子的第一激发电位。

1)调节好相关的数据：Vp=8.36V，VG1=1.62V，VG2k=0~100V，Vf=2.64V;

2)将相关档位调到自由档位，在示波器上观看得到的Ip-VG2k图，是否符合实验要求(有六个以上的波峰)。

再将相关档位调到手动档位。

3

大学物理实验报告-弗兰克赫兹实验

大学物理试验 -02-26 18:59:30 阅读17868 评论14 字号：大中小 订阅

大学物理实验报告

实验题目：弗兰克赫兹实验

实验器材：F-H实验管、恒温加热电炉、F-H实验装置、示波器。

实验内容：

1.熟悉实验装置，掌握实验条件。

该实验装置由F-H管、恒温加热电炉及F-H实验装置构成，其装置结构如下图所示：

F-V管中有足够的液态汞，保证在使用温度范围内管内汞蒸气总处于饱和状态。

一般温度在100 ºC至250 ºC。

并且由于Hg对温度的灵敏度高，所以温度要调好，不能让它变化太大。

灯丝电压控制着阴极K发射电子的密度和能量分布，其变化直接影响曲线的形状和每个峰的位置，是一个关键的条件。

2.测量Hg的第一激发电位。

1)起动恒温控制器，加热地F-H管，使炉温稳定在157 ºC，并选择合适的灯丝电压，VG1K=2.5V，VG2p=1.5V，Vf=1.3V。

2)改变VG2k的值，并记录下对应的Ip值上(每隔0.2V记录一个数据)。

3)作数据处理，作出对应的Ip-VG2k图，并求出Hg的第一激发电位(用逐差法)。

3.测Ar原子的第一激发电位。

1)调节好相关的数据：Vp=8.36V，VG1=1.62V，VG2k=0~100V，Vf=2.64V;

2)将相关档位调到自由档位，在示波器上观看得到的Ip-VG2k图，是否符合实验要求(有六个以上的波峰)。

再将相关档位调到手动档位。

3)手动改变VG2k的值，并记录下对应的Ip值上(每隔0.05V记录一个数据)。

4)作数据处理，作出对应的Ip-VG2k图，并求出Hg的第一激发电位(用逐差法)。

4.得出结论。

原始数据:

1. Vf=1.3V VG1K=2.5V VG2p=1.5V T=157ºC

求汞原子的第一激发电位的数据表

)手动改变VG2k的值，并记录下对应的Ip值上(每隔0.05V记录一个数据)。

4)作数据处理，作出对应的Ip-VG2k图，并求出Hg的第一激发电位(用逐差法)。

4.得出结论。

原始数据:

1. Vf=1.3V VG1K=2.5V VG2p=1.5V T=157ºC

求汞原子的第一激发电位的数据表。

篇6：流体力学实验报告二

流体力学实验报告

康达效应实验报告 一 发现

康达效应(Coanda Effect)亦称附壁作用或柯恩达效应。流体（水流或气流）有离开本来的流动方向，改为随着凸出的物体表面流动的倾向。当流体与它流过的物体表面之间存在表面摩擦时，流体的流速会减慢。只要物体表面的曲率不是太大，依据流体力学中的伯努利原理，流速的减缓会导致流体被吸附在物体表面上流动。

这种作用是以罗马尼亚发明家亨利·康达为名。

二

实验

1.实验目的 观察流体流动发现某些问题和现象

2.实验装置 自来水龙头，汤匙，照相机，记录工具

3.实验过程及现

打开水龙头，放出小小的水流，把小汤匙的背放在流动的旁边。

工程实训

水流会被吸引，流到汤匙的背上。这是附壁作用及文土里效应(Venturi Effect)作用的结果。文土里效应令汤匙与水流之间的压力降低，把水流引向汤匙之上。当水流附在汤匙上以后，附壁作用令水流一直在汤匙上的凸出表面流动。

4.现象分析

Coanda 效应指出，如果平顺地流动的流体经过具有一定弯度的凸表面的时候，有向凸表面吸附的趋向。开自来水的时候，如果手指碰到水柱，水会沿着手臂的下侧往下淌，而不是按重力方向从龙头直接往下流。

工程实训

毛细现象实验报告

一 毛细现象

毛细作用，是液体表面对固体表面的吸引力。毛细管插入浸润液体中，管内液面上升，高于管外，毛细管插入不浸润液体中，管内液体下降，低于管外的现象。毛巾吸水，地下水沿土壤上升都是毛细现象。

在自然界和日常生活中有许多毛细现象的例子。植物茎内的导管就是植物体内的极细的毛细管，它能把土壤里的水分吸上来。砖块吸水、毛巾吸汗、粉笔吸墨水都是常见的毛细现象。

二 实验

1.实验目的 观察流体流动发现某些问题和现象

2.实验装置 自来水，红墨汁，大小玻璃杯各一个，毛巾，不同粗细的吸管三根，照相机，记录工具

3.实验过程及现象

工程实训

1.把浸润液体装在容器里，例如把水装在玻璃烧杯里，由于水浸润玻璃，器壁附近的液面向上弯曲，把不浸润液体装在容器里，例如把水银装在玻璃管里，由于水银本身的表面张力大于水银与管壁之间的附着力，器壁附近的液面向下弯曲。在内径较小的容器里，这种现象更显著，液面形成凹形或凸形的弯月面。

2.毛细现象把几根内径不同的细玻璃管插入水中，可以看到，管内的水面比容器里的水面高，管子的内径越小，里面的水面越高。把这些细玻璃管插入水银中，发生的现象正好相反，管子里的水银面比容器里的水银面低，管子的内径越小，里面的水银面越低。

4.现象分析

篇7：力学实验课实验失败反思报告

一、实验目的：

实验预期目的：

1.观察低碳钢、铸铁和铝合金在拉伸过程中的各种现象（包括屈服，强化和颈缩等现象），特别是外力和变形间的关系，并绘制拉伸图。2.测定低碳钢的屈服极限，强度极限，延伸率和截面收缩率。

3.测定铸铁和铝合金的强度极限。

4.观察断口，比较低碳钢、铸铁、铝合金三种材料的拉伸性能和破坏特点，并对其断裂形式从微观角度进行分析。

实际达到效果：

1.基本观察到了实验现象，但是对于材料破坏方式这一点前两次实验结果与预期明显偏离。

2.屈服极限，强度极限已测，但是延伸率和截面收缩率因为实验失败，所以没有结论。

3.铸铁和铝合金的曲线已经由实际实验数据给出了分析和结果。4.对于三种材料的拉伸性能和破坏特点，以及微观角度已做分析。

二、已知材料特性：

抗拉能力：铝合金最弱，铸铁其次，低碳钢较强。铝合金：高塑性，破坏形式为纯剪断，抗拉能力弱。

低碳钢：强度低、硬度低而软。有明显的弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段。低碳钢虽然也是剪断的，但在之前有明显的颈缩。

铸铁：强度高，脆性材料。几乎只有弹性阶段，破坏形式为拉断。

三、实验结果及问题分析：

图一：三种材料实际载荷—位移曲线

如图一所示为我们小组三种材料的实际测量曲线，显然，铝合金以及低碳钢曲线与预期不符。

这次实验问题主要有以下几个方面：

1.整个实验未达实验目的，比如某些参数忘记测量。第一次实验忘记测量原始标距和断口直径；此外，测量直径时没有在每一横截面处沿相互垂直的两个方向各测一次取其平均值，导致计算截面积时误差可能会偏大。2.由于操作不熟练，在夹持试件时，没有保证试件夹持后上下对称且全部在夹头内部；此外，此操作可能对试样预先加上了荷载。3.对于实验中的某些关键图像没有意识到应该及时拍照记录。4.实验过程中，小组内部分工没有细化，没有发挥整体的作用。5.关键步骤的误操作，直接导致实验失败。

接下来单独分析每个实验。

铝合金拉伸：

图二：铝合金实际应力应变曲线

从图二中我们可以看到，在加载的前半段，曲线呈线性，是铝合金的线弹性区，符合预期。对此区间线性拟合得到小框图所示拟合曲线。测得材料弹性模量。

然而，过了图中的点后，不再符合预期。

我参考了别组同学曲线，如下图三，发现，曲线应该继续平缓上升，直至被剪断。

图三：铝合金理论拉伸曲线

实验过程我们有两个地方不符合要求：

加载速度设定没按照预先规定的3mm，而是改为了5mm，但是这对于实验是否存在影响还未知。

在上空间拉伸和下空间拉伸的选项上第一次选错，导致有一个压缩阶段，这个可能是造成实验失败的原因之一。

实验结果是：铝合金材料最后被拉断，且有明显界面收缩现象，不是预期的被剪断。

铝合金材料的断裂面与轴向夹角应该是在45度左右，是剪切破坏。微观上，材料在这里发生了滑移。铝的材料结构是面心立方结构，滑移断裂是由于受剪应力的作用破坏了晶体原子间的结合力而引起断裂。沿45度方向破坏是因为单向应力状态最大剪力在这个方向。此外，在老师看过后，分析可能试件不是标准铝合金，被换过了。结合铝合金模量在6.7GPa左右，我们的测量结果是5.4GPa，明显小于预期值，支持这一观点，这可能是一个原因。

低碳钢拉伸：

图四：低碳钢实际曲线

我们的实验进行了一半，只得到了弹性阶段和屈服阶段图像，在冷却时操作失误，载荷卸载时低于了14kN，导致试验机最后直接停止实验，没有继续加载。最后由仅有的数据测得。

低碳钢拉伸破坏，预期截面应该呈杯状，断口处有45度剪切唇，断口组织为暗灰色纤维状。其断裂机制也可以用滑移断裂解释，铁在室温下为体心立方结构，与铝有所差别。另外由于铁晶体内部原子作用力比铝要大，其断口与铝有所差别，铝合金是纯“剪断”的，而低碳钢则出现滑移线。

铸铁拉伸：

图五：铸铁拉伸实际曲线

经过前两次实验的失败，总结经验，第三次做出了比较好的曲线。最后测得。

铸铁是典型的脆性材料，它的破坏断口预期是横截面方向。铸铁的断裂是由拉应力引起。

下图六是断口图像：断裂点靠近夹持端，应该是夹持时附加了扭矩的影响。

图六：铸铁断口实际图像

四、总结与反思：

经过两次实验失败，我们小组总结出了很多经验，也收获了很多东西。意识到科学实验需要相当高的严谨性，任何一个疏忽都可能导致实验失败。我们决定以后实验先做预习，提前熟悉具体的实验过程。同时，加强组内协作，让实验分工更加合理。

后来在网上查阅了一些资料，我认为实验细节有这样一些重要事项： 1.断口移中法：用于测量拉断后的标记长度，即是若断口不在初标距长度中部三分之一区段内时，应该要采用断口移中的办法，以计算试件拉断后的标距长度，减小误差。

2.测量断裂面的截面积应该至少取两个方向各测一次直径，取平均值。3.环境温度的修正：环境温度对材料拉伸性能有一定影响，由于力学实验没有精度要求，所以可以忽略。

4.试件夹持：试件夹持后务必应该与拉伸方向平行，否则会带来较大误差。夹持不正可能会导致试件夹持端有较大扭矩，造成端口不在试件中间1/3区间内。此外，试件务必夹紧后数据清零，尽可能减少实验刚刚开始时由于系统夹头变形、打滑带来的一段很小的波动段。

篇8：浙江大学流体力学实验

孙毅, 1982年毕业于哈尔滨工业大学基础部工程力学专业, 1989年在哈工大获得工学博士学位, 1989～1991年在法国电力公司研究与发展部力学与管道工艺研究所做博士后研究工作。1995年评为教授, 1997年评为博士生导师。现任哈尔滨工业大学航天科学与力学系主任、国家工科力学基础课程教学基地负责人, 教育部基础力学教学指导委员会委员, 教育部国家级实验教学示范中心联席工作委员会力学学科组组长, 哈尔滨市专家咨询顾问委员会委员。先后获得国家教学名师奖、国防科学技术进步奖、黑龙江省青年科技奖、国防科工委优秀教师和黑龙江省杰出青年基金等奖励与荣誉。

孙毅同志自1992年回国后一直工作在教学、科研第一线, 年均授课时数超过150学时, 其中一半为本科生基础课。同时, 作为项目负责人, 先后主持了国家“九五”重点项目“力学系列课程改革”和“国家工科基础课程教学基地建设项目”的工作;主持和完成了黑龙江省新世纪教学改革工程项目“基础力学创新实验教学体系研究”;与清华大学、上海交通大学等校合作, 完成了教育部“十五”规划项目“基础力学实验教学示范中心标准研究”;承担了理论力学国家精品课程和全国百部精品教材的建设工作;先后获得省教学成果一等奖6项, 二等奖2项。同时作为项目负责人先后承担了20余项国家和省部级科研项目的研究工作, 发表论文100余篇, 其中半数以上被SCI、EI收录。

问:自2005年教育部启动“高等学校实验教学示范中心建设和评审工作”以来, 哈尔滨工业大学在国家级示范中心建设中的指导思想是什么, 采取哪些措施加强力学实验教学中心建设?

答:2006年12月, 中心被评为国家级力学实验教学示范中心以来, 得到了学校的大力支持。学校结合教育部关于国家实验教学示范中心建设工作的有关要求, 于2007年制定了包括配套经费、人员聘岗、实验教学用房等方面的相关措施与支持条件, 保证教学中心的建设工作顺利开展。确立了“实验室是教学、科研的基地, 是培养创新人才的实践课堂, 是宣传学校以及向社会开放的窗口。实验教学对学生综合素质的提高, 特别是培养学生的创新思维和创新能力, 具有不可替代的独特作用。一流的大学不仅要以高水平的教师队伍为依托, 更需要有高素质、高水平、稳定的实验教学队伍作支撑。要提高教学水平、产生高新科研成果、培养高水平的人才, 就必须要有高水平的实验室, 其中实验教学队伍的建设是高水平实验室建设与发展的关键因素之一”的指导思想。

值得突出强调的是, 学校在正高职名额紧张的情况下, 设立实验教学系列职称单独评定政策, 有力地促进了实验教学中心师资队伍的建设工作, 为中心工作的开展创造了有利条件。到2010年底, 我中心已有3名教师被评为教授级高级工程师。此外对实验教师的在岗培训也进一步重视, 使得中心实验教师的业务水平和学历水平得到进一步提升。

在实验室建设方面, 自2009年学校在“211工程”三期、“985”三期及二期尾款、国防特色学科建设、实验创新平台等建设项目中, 大力支持力学实验教学示范中心建设, 总投资达800多万元。

问:随着教育改革的不断深化, 各高校自制了许多仪器设备用于培养学生的实践能力和创新思维, 您能向我们推荐2～3件贵中心自制的仪器设备, 并简要介绍其在教育教学及人才培养中发挥的作用吗?

答:1.压杆临界载荷测量系统

该系统是我中心建设的一项重要的标志性成果, 它采用振动方法解决航天工程中压杆稳定临界载荷的无损测量问题 (如图1所示) 。这一实验设计将理论力学和材料力学课程知识相融合。设计的装置不仅在压力状态下实现临界压力确定, 还能在拉力状态下实现临界压力确定, 已获国家发明专利。其特色为: (1) 该实验装置具有机动、手动2种加载方式, 其中加载手轮同时可以充当判断机动加载时电机转向、快慢的标志, 便于操作。 (2) 无级调速控制系统和滚珠丝杠进给系统, 能保证该装置在额定最低进给速度0.05mm/min时, 无爬行现象。 (3) 测力仪的载荷测量误差小于0.1%F S。 (4) 仅用一个传感器即可完成挠度与振动信号的无接触测量;信噪比高, 保证了信号分析的质量。 (5) 具有拉压两用的多种约束结构, 完成在轴向拉伸状态下对细长受压杆临界载荷测量。

该实验实现了课程间的融会贯通。该实验的设立提高了学生对所学知识的理解深度及综合运用能力, 为学生独立思考和综合应用所学力学知识创造了条件。

2.动静荷载测量实验教学装置

动静荷载测量的实验教学装置 (如图2所示) 是在研究人员3项专利基础上设计开发的, 该实验系统巧妙利用材料力学电测法的基本原理与方法, 实现对车辆在不断轨的条件下进行动静载荷测量, 是具有很强工程应用背景的综合实验。本实验的传感装置是通过在梁的无支撑段底面上, 按特定分布的点上贴应变片, 梁底面上的应变片接成特殊的电桥, 当行进中的小车通过或静止在测量区时, 称重梁将力信号转变为电信号, 通过屏蔽线传送给动态应变仪及A/D转换系统, 并由计算机对数据进行后处理, 从而得出称重结果。

该传感区域设计的特点是:荷重测量结果只和传感区域内的载荷有关。因此, 测量区外的载荷无论怎样增加或减少 (包括改变支撑个数) ;还是移远或移近, 都不会改变称量的结果, 从而实现在连续梁上动、静载荷的测量。

3.NC-50型扭矩仪

由中心自主研制的NC-50型扭矩仪 (如图3所示) , 于2008年7月通过学校专家鉴定, 具有结构简单、整机体积小、造价便宜、操作简便、使用可靠、测试试样尺寸小, 实验成本低、测量精度高并融合现代测试技术等特点, 适用于开放式实验教学。该设备用于我校本科生教学实验, 取得非常好的效果, 被辽宁工程技术大学实验室建设所采用。

问:仪器设备使用率低是各实验室共同面临的一个突出问题, 请问哈尔滨工业大学力学实验教学示范中心在维持仪器设备正常运营为教学及科研提供优质服务采取了哪些有力措施?

答:1.在教学方面, 为提高仪器设备使用率, 中心所有教学实验采用网上预约的方式进行, 学生每组最多2人, 教师采用值班制。这样, 虽然教师工作量大幅度增加, 但仪器设备的使用率和房间空置率明显减少。同时也在办学经费紧张, 不能增加仪器设备台套数的情况下, 最大限度地满足了实验教学的基本要求。该方式突出地体现在材料性能测试实验上, 每年到我中心进行金属材料拉伸与压缩实验的学生大约在2000人左右, 而每次最多只能来12人, 有时只有几个人, 通过网上预约和教师值班制度的实施, 很好地满足了学生的教学实验需求。

2.在科研方面, 我校建立的大型仪器设备公用平台及中心的网站上, 提供中心的仪器设备基本情况和功能, 制定合理的使用标准, 供校内外科研人员进行科研实验。

3.通过对本系教师减免收费等措施的实施, 鼓励本系教师和研究生开展科研实验, 以提高设备使用率。

问:每个国家级“实验教学示范中心”都有自己的特色, 哈尔滨工业大学力学实验教学示范中心作为本学科的组长单位其特色更加显著, 您能简要为我们介绍一下贵中心的突出特色吗?

答:1.以人才培养为根本, 改革实验教学体系与内容, 在“面向21世纪力学系列课程改革”项目工作的基础上, 建设了具有哈工大特色的力学创新实验教学体系, 重点突出不同课程、不同层次实验教学内容的交叉联系, 在实验教学中实现多门基础力学课程的融会贯通。

2.依托哈工大力学学科的国防与航天特色, 利用科研成果研制开发具有较高水准、融合多门基础力学课程内容的综合性、研究性实验, 形成了高起点、实践性与设计性强、突出综合能力与创新能力培养的实验教学体系, 为培养学生的综合素质与创新能力提供了良好的平台。

3.大力开展开放式实验教学, 增加实验方案的自主性与设计性, 加强对学生基础理论、基本技能与综合素质的全面培养和提高 (如图4所示) 。

4.设立专职与兼职人员相结合的师资队伍建设模式, 充分发挥国家精品课程和国家教学名师的影响作用, 促进实验教学改革与课堂教学改革的融合, 不断推出高水平的实验教学成果, 立足边陲、辐射全国, 在力学实验教学与改革领域起到示范作用。

问:自示范中心成立以来哈尔滨工业大学力学实验教学示范中心在您的领导下取得了丰硕的建设成果, 其中很多成果值得推广与借鉴, 您能给我们介绍贵中心近年来取得的一些较为突出的建设成果吗?

答:结合力学实验示范中心建设, 本着“依托学科优势, 注重力学作为基础科学与工程科学联接桥梁的重要作用, 在实验教学中全面培养学生独立思维和综合解决问题能力”的指导思想, 建设了具有哈工大特色的力学创新实验教学体系;研制开发各类教学实验项目34个, 其中, 利用科研成果开发较高水准的综合性实验项目5个、研究性实验项目3个;建成9个开放实验室;实验改革成果获省级教学成果一等奖3项、二等奖5项;获国家发明专利5项;发表教学文章10篇;编写实验教材2本;获全国大学生挑战杯科技创新竞赛一等奖1项, 校本科生科技创新一等奖4项;提供给国内15所院校自制实验教学设备93套。

本中心通过增加实验方案的自主性与设计性, 提高了学生应用理论知识的能力;通过创新实验教学体系的建立, 改变了实验课被动附属于理论课教学的状况, 突破了以往实验教学内容单一、教学形式封闭的模式;通过较高水准的综合性、研究性实验的开发, 解决了教学与工程实际相脱节的问题, 使学生加深了对课程内容的理解、拓宽了思路、激发了进行创新思维的动力;通过优化教学资源, 使课堂教学改革与实验教学改革相互促进、协调发展。