内科大水力学实验指导01有压管流综合型实验-8孔口与管嘴出流实验.docx

（八）孔口与管嘴出流实睑一、实验目的要求1 .掌握孔口与管嘴出流的流速系数、流量系数、侧收缩系数、局部阻力系数的量测 技能；2 .通过对不同管嘴与孔口的流量系数测量分析，了解进口形状对出流能力的影响及相 关水力要素对孔口出流能力的影响。二、实验装置本实验装置如图一所示1.白循环供水器5.溢流板3'锥形管嘴4）10.上回水槽2.实验台 3.可控硅无级调速器4.恒压水箱6.稳水孔板7.孔口管嘴（1，喇叭进口管嘴2直用进口管嘴8.防溅旋板 9.测垃孔口射流收缩宜径移动触头11.标尺 12.测压管测压管12和标尺11用于测量水箱水位、孔口管嘴的位置高程及直角进口管嘴2#的真空 度。防溅板8用于管嘴的转换操作，当某一管嘴实验结束时，将旋板旋至进口截断水流，再 用橡皮塞封口；当需开启时，先用旋板档水，再打开橡皮塞。这样的可防止水花四溅。移动 触头9位于射流收缩断面上，可水平向伸缩，当两个触块分别调节至射流两侧外缘时，将螺 丝固定，再用游标卡尺测量两触块的间距，即为射流直径。为使本设备能演示明槽水跃，在上回水槽末端设有闸板。三、实验原理孔口管嘴实验不用。Q =循AJ 2g"o = JUAyI2gH°流量系数 =1=Ay2gH°收缩系数Ac力 = - = -rA d2流速系数阻力系数四、实验方法与步骤1 .记录实验常数，各孔口管嘴用橡皮塞塞紧。2 .打开调速器开关，使恒压水箱充水，至溢流后，再打开1#管嘴进口盖好，再塞 紧橡皮塞。3 .依照上法，打开2#管嘴，测记水箱水面高程标尺读数Hl及流量Q,观察和量测直 角管嘴出流时的真空情况。4 .依次打开3年园锥形管嘴，测定Hl及Q,并按下述7 （2）方法测记孔口收缩断面的 直径（重复测量三次）。然后改变孔口出流的作用水头（可减少进口流量），观察孔口收缩断 面直径随水头变化的情况。5 .打开4#孔口，观察孔口出流的作用水头（可减少进口流量），观察孔口收缩断面直 径随水头变化的情况。6 .关闭开关3,清理实验桌面及场地。7 .注意事项：（1）实验次序先管嘴后孔口，每次塞橡皮塞前，先用旋板将进口盖掉，以免水花溅开；（2）量测收缩断面直径，可用孔口两边的移动触头。首先松动螺丝，先移动一边触头 将其与水股切向接触，并旋紧螺丝，再移动另一边触头，使之切向接触，并旋紧螺丝，再将 旋板开关顺时针方向关上孔口，用卡尺测量触头间距，即为射流直径。实验时将旋板置于不 工作的孔口（或管嘴）上，尽量减少旋板对工作孔口、管嘴的干扰；（3）进行以上实验时，注意观察各出流的流股形态，并作好记录。五、实验成果及要求1 .有关常数：实验装置台号N。园角管嘴d=cm,出口高程读数Z1=Z2=Cm 直角管嘴d2=cm,园锥管嘴d3=cm,出口高程读数Z3=Z4= cm 孔口 ch=Crno2 .整理记录及计算表格(表1)六、实验分析与讨论1 .结合观测不同类型管嘴与孔口出流的流股特征，分析流量系数不同的原因及增大过 流能力的途径。2 .观察dH>0. 1时，孔口出流的侧收缩率较dH<O. 1时有何不同？表1项目园角管嘴直角管嘴园锥管嘴孔口水面读数Hl (cm)体积(Cm3)时间(S)流量(cm3s)平均流量(cm3s)水头(Cm)面积A (cm2)流量系数U测管读数H? (cm)真空度H“(cm)收缩直径dc (cm)收缩断在AC(Cm2)收缩系数流速系数e阻力系数X流股形态注：流股形态代号为：光滑园柱：素敢：园柱形麻花状扭变：具有侧收缩的光滑园柱：其他形状3 .试分析完善收缩的锐缘薄壁孔口出流的流量系数40有下列关系： 从Q=f(%R, We)其中W,为韦伯数。根据这一关系，并结合其他因素分析本实验的流量系数偏离理论值(Q =0.611)的原因。