水力学 工程流体力学 实验PDF电子书下载

绪论 1

0.1　水力学（工程流体力学）实验课的任务及研究方法 1

0.1.1　水力学（工程流体力学）实验课的任务 1

0.1.2　实验研究的方法 1

前言 1

0.2　量测的基本知识 2

0.2.1　量测的作用 2

0.2.2　量测的分类 2

0.3.1　数据收集 3

0.3.2　数据处理 3

0.3　实验的基本知识 3

0.3.3　整理实验报告的一般方法 6

第1篇　水力学（工程流体力学）流体要素的量测 7

第1章 明渠流水力要素的量测 7

1.1　水位的量测 7

1.1.1　测尺 7

1.1.2　连通测压管法 7

1.1.3　测针 8

1.1.4　电感闪光测针 9

1.1.5　跟踪水位计 9

1.2.1　浮子法 11

1.1.6　液位传感器（变送器） 11

1.2　流速与流向的量测 11

1.2.2　浮子摄影法 13

1.2.3　毕托管法（动压强法） 15

1.2.4　旋桨式流速仪法 17

1.2.5　明渠超声波流速仪 18

1.2.6　流量断面法 20

1.2.7　流向测定 20

1.3.3　量水堰法 21

1.3.2　称重法 21

1.3.1　体积法 21

1.3　流量的量测 21

1.3.4　量水槽法 23

1.3.5　孔口测流量法 24

1.3.6　微型ADCP测流量法 24

1.3.7　流速断面法 27

第2章　管流水力要素的量测 28

2.1　管流压强的量测 28

2.1.1　测压管 28

2.1.2　比压计 29

2.1.3　微压计 31

2.1.5　压力传感器（非电量量测法） 32

2.1.4　压力表（计） 32

2.1.6　电差压变送器 37

2.2　有压管道流速和流向的量测 38

2.2.1　多孔毕托球法 38

2.2.2　动压法 39

2.2.3　流量断面法 39

2.2.4　超声波流量计测速法 39

2.3　有压管道流量的量测 40

2.3.1 文透里管（Venturi Meter）流量计 40

2.3.3 浮子流量计 41

2.3.2 孔板流量计 41

2.3.4 涡轮流量计 42

2.3.5 电磁流量计 43

2.3.6 超声式流量计 44

2.3.7 弯管（肘管）流量计 45

2.3.8 喷嘴（或管嘴）流量计 46

2.3.9 体积法与称重法 46

2.4　管流中流体旋度的量测简介 46

2.4.1　流体旋度的概念 46

2.4.2　流体旋度测量仪及旋度涡角的计算公式 46

3.1.1　热电偶测温 48

3.1 温度的量测 48

第3章　气流要素的量测技术 48

3.1.2　热电阻测温 49

3.1.3　红外测温 50

3.2　压强的量测 50

3.2.1　测压孔、静压管和总压管 50

3.2.2　液柱式压强计 51

3.2.3　压强传感器 56

3.3 流速和流向的量测 57

3.3.1　皮托管（Pitot） 57

3.3.2　热线（膜）风速计 58

3.3.3　激光多普勒测速仪（LDV） 60

3.4　气体流量的量测 61

3.4.1　流量计的分类 61

3.4.2　气体流量的量测方法 63

第4章　流体要素现代量测技术 66

4.1　激光多普勒测速技术（LDA） 66

4.1.1　激光及激光器 67

4.1.2　多普勒测速原理 67

4.1.3　装置与性能 68

4.1.4　散射粒子 68

4.1.5　信号的分析与处理 69

4.2　PIV测试技术 70

4.1.6　激光多普勒测速仪的主要用途 70

4.2.2　PlV系统组成 71

4.2.1　PIV基本原理 71

4.2.3　示踪粒子的选择 73

4.2.4　PIV应用实例——喷雾场的测量 73

4.2.5　PIV的主要用途 74

4.3　相位多普勒测速技术（PDPA） 75

4.3.1　PDPA系统的基本结构及光学模型 75

4.3.2　PDPA系统的测量原理 76

4.3.3　某一PDPA系统参数、技术指标及光学参数设置 78

5.1.1　着色法 79

第5章　流动可视化技术简介 79

5.1　水流显示方法 79

5.1.2　化学反应示踪法 80

5.1.3　悬浮物法 81

5.1.4　漂浮物法 81

5.1.5　空气泡法 82

5.1.6　氢气泡法 82

5.2　低速气流显示方法 83

5.2.1　烟流法 83

5.2.2　丝线法 85

5.2.3　油膜法 86

5.3.1　激光诱发荧光法 88

5.3.2　激光分子测速技术 88

5.3　流动显示新技术简介 88

5.3.3　发光压力传感技术（压敏涂层测压技术） 89

5.3.4　流动显示技术的发展趋势 89

5.4　计算流动显示技术（CFI） 90

5.4.1　光学流动显示方法 91

5.4.2　计算流体力学结果的计算流动显示方法 91

5.5 高速摄影技术的应用 92

5.5.1　常用高速摄影机简介 93

5.5.4 应用实例 94

5.5.2　高速单次拍摄 94

5.5.3　高速连续拍摄 94

第2篇　水力学（工程流体力学）实验 97

第1章　演示类实验 97

实验1 自循环静压传递扬水实验 97

实验2　水流流动形态及绕流现象演示实验 98

实验3　流线演示实验 99

实验4　水击现象演示实验 100

实验5　虹吸原理演示实验 102

实验6　水面曲线演示实验 104

实验7　空化机理演示实验 106

实验8　紊动机理演示实验 107

实验9　势流叠加演示实验 109

第2章　操作类实验 111

实验1　静水压强实验 111

实验2　静水总压力实验 112

实验3　流量测量实验 114

实验4　流速测量实验 116

实验5　能量方程（伯努利方程）实验 119

实验6　动量方程验证实验 120

实验7　管道突扩、突缩局部阻力系数的测定实验 124

实验8　管道沿程阻力系数测定实验 125

实验9　雷诺实验 127

实验10　孔口与管嘴出流实验 129

实验11　明渠糙率测定实验 131

实验12　堰流实验 132

第3章　综合、设计类实验 135

实验1　管道流量测量综合分析实验 135

实验2　管网特性综合分析实验 139

实验3　水跃实验及泄水建筑物消能演示 143

实验4　二元机翼表面压力分布及流体动力特性测量 145

实验5　管道瞬态特性测试分析实验 148

实验6　明渠流量测量综合设计实验 149

附录 151

附录1　误差及不确定度 151

附1.1　误差的基本概念及计算 151

附1.1.1　真值与近似值 151

附1.1.2　误差的种类 151

附1.1.3　误差的主要来源 152

附1.1.4　平均值 152

附1.1.5　绝对误差与相对误差 153

附1.1.6　误差估算 153

附1.1.7　误差回归方程 155

附1.1.8 最小二乘法数据拟和计算程序（FORTRAN和MATALAB） 159

附1.2　测量不确定度及其评定 163

附1.2.1　测量不确定度的概念 163

附1.2.2　不确定度的来源 163

附1.2.3　测量不确定度的分类 164

附1.2.4　测量不确定度的评定流程 164

附1.2.5　测量不确定度的报告 169

附1.2.6　测量不确定度评定举例 170

附录2　水力学（工程流体力学）常用数据表 173

参考文献 184