1.目的
实验分为三类,一类为演示性的,第二类为验证性的,第三类为综合性的。演示性实验可以弥补课堂教学中单用语言和视频资料教学的不足,验证性实验可以帮助学生从实践的角度理解流体力学有关概念,综合性实验培养学生综合运用所学的流体力学知识以及相关知识自己动手、在实验指南性的大纲下拟订实验步骤,完成实验,撰写综合性实验报告。
2.要求
对于演示性实验,要求学生理解有关流体流动的规律,了解流体力学大型实验设备(风洞,循环水槽)的工作原理、适用范围。对于验证性实验,要求学生通过定量测试和分析以及完成报告,进一步掌握流体力学中有关重要概念。对于综合性实验,要求学生阅读指南性实验指导后,明确实验内容、要求记录并分析实验数据,给出实验结果,撰写综合性实验报告。本课程的实验将采取开放式教学实验,学生自己安排时间动手完成实验,在实验过程中,提高动手能力,分析问题与解决问题的能力,培养创新能力。
二、单项实验内容和要求
1. 通过流体力学大型设备即风洞,循环水槽工作演示和介绍,了解其工作原理、主要的试
验范围和一般实验方法等等。
2. 流线显示
主要实验设备:流线显示仪7台
主要耗材:水、电及零配件
基本要求:观察各种通道内流动、不同物体绕流的流线形状,疏密程度、物体尾流场情况以及卡门涡街等现象。
3. 雷诺实验
主要实验设备:雷诺实验3台
主要耗材:水、电及红色示剂,量杯,秒表,温度计等。
基本要求:观察层流、紊流现象,测量临界雷诺数(上、下临界雷诺数)。
4.伯努利方程
主要实验设备:伯努利方程3台
主要耗材:水、量杯,秒表,温度计,标尺等。
基本要求:测量不同过流断面上的位置水头,压力水头,速度水头;分析三个水头之间的关系;测管水头线沿程变化规律,总水头线沿程变化规律,绘制测管水头线,总水头线,分析缓变流与急变流断面上压强测得结果。
5.沿程阻力、局部阻力
主要实验设备:能量损失实验台3台
主要耗材:水、量杯,秒表,温度计,标尺等。
基本要求:掌握沿程阻力、局部阻力的测量方法,测量指定管路上的沿程阻力、突扩、突缩过流断面上的局部阻力,分析测量结果与理论公式计算结果之间的差异引起的原因;加深能量损失的机理的理解。
6.批托管测速
主要实验设备:批托管2只
主要耗材:水,批托管,量杯,秒表等。
基本要求:了解批托管的构造,掌握其测速原理和测量技能,注意事项;与其它测速仪器相比其优缺点,精度。
7.不可压缩流体管内流动综合性实验
主要实验设备:不可压缩流体管内流动综合性实验3台
主要耗材:水、电及微型皮托管,乳胶管,量杯,秒表,温度计等。
基本要求:
(1) 定量测量各过水断面的平均流速、过水断面面积,计算流量,判别流动形态。分析各过水断面上的平均流速、过水断面面积的关系,给出结论。
(2)当流量一定时,定量测量各过水断面上的的流体静压、流体总压,测量突扩、突缩弯头等截面的阻力、沿程阻力、总阻力并算出阻力系数,与理论值比较给出结论。分析各过水断面上的的流体静压、流体总压与过水断面面积的关系;分析沿程阻力、局部阻力、总阻力的沿程变化规律,找出规律。
(3)绘制平均流速水头沿程变化曲线,流体静压沿程变化曲线,流体总压沿程变化曲线,总水头沿程变化曲线,分析这些曲线与流动状态的关系,给出结论。
(4)根据实验指导书上提供的指南撰写实验报告。
四、课程改革特色
本实验室实行了开放性实验教学,学生阅读实验指导书后,自己安排时间动手完成实验和大纲所要求的内容。实验指导教师由任课教师和专职实验指导教师共同组成,随时排除实验故障,回答学生提出的问题,并根据不同程度学生的需要提出问题,引导学生深入思考问题,培养学生创新思维能力。
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