实验一 能量方程（伯努利方程）实验
一、 实验目的和要求
（1）掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技术。
（2）绘制测压管水压（水头）线和总水压（水头）线，从而验证流体恒定总流的能量方程。
（3）通过对动水力学诸多水力现象的实验分析研讨，掌握水流中能量守恒定律和转换规律。
二、 实验仪器和设备
实验设备为自循环实验系统，包括：水泵、供水箱、稳水箱、调节阀、压力管道及管配件、支架和回水管。测量仪器有：测压计和秒表。
自循环能量方程实验装置图
三、 实验原理
运用能量方程与静水压强分布规律及最大速度的公式，来测量流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技术。绘制测压管水压（水头）线和总水（水头）线，从而验证流体恒定总流的能量方程。
四、 实验内容
掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技术。绘制测压管水压（水头）线和总水（水头）线，从而验证流体恒定总流的能量方程。
实验二 文丘里实验
（3）点绘流量系数与实测流量以及流量与压差的关系，从而确定文丘里流量计的出流量系数。
实验设备为自循环实验系统，包括水泵、供水箱、调节阀、压力管道、文丘里管、计量水箱和回水管。测量仪器有：测压计和秒表。
文丘里实验装置简图
三、实验原理
运用文丘里实验装置来测定记录仪器常数d1、d2，并算出K值；测定测压计水位高差Δh即可求出计算流量Q；测定V为Δt时间内由管道流入计量水箱内的体积，最后得出流量系数μ。
四、 实验内容
（1）K值的测定。
（2）测读Δh和V，流量系数μ。
实验三 管流雷诺实验
（1）实际观察流体的两种型态，加深对层流和紊流的认识。
（3）点绘沿程水头损失与雷诺数的关系，求测定液体（水）在圆管中流动的下临界雷诺数。
（4）进一步掌握层流、紊流两种流态的运动学特性与动力学特性。
二、实验仪器和设备
实验设备为自循环实验系统。
自循环雷诺实验装置图
三、 实验原理
运用自循环雷诺实验装置来测定管径d与水温t。通过紊流转变到层流的变换，进而测定流体的临界雷诺数。
四、 实验内容
（1）测定管径d与水温t。
（2）临界雷诺系数的测定
一、 实验目的和要求
（1）掌握测定稳定均匀流在不同流速时沿程水头损失，了解其规律。
（3）掌握管道中沿程阻力系数的基本测定及计算方法，掌握影响阻力系数的因数。
实验设备为自循环实验系统，包括水泵、供水箱、调节阀、压力管道、计量水箱和回水管。测量仪器有：测压计和秒表。
自循环沿程阻力实验装置图
三、 实验原理
掌握测定稳定均匀流在不同流速时沿程水头损失，了解其规律。了解不同流态时沿程阻力系数和雷诺数的关系。掌握管道中沿程阻力系数的基本测定及计算方法，掌握影响阻力系数的因数。
四、 实验内容
（1）熟悉实验装置，记录相关常数，包括管径、管长以及水温等。
（2）记录相应的水流流量Q。
实验五 管流局部阻力系数实验
（1）学会用实验方法测定突扩、突缩局部管件在流体流经管路时的局部阻力系数。
（2）测定管道局部水头损失系数，将突扩管的实测值与理论值比较，将突缩管的实测值与经验值比较。
实验设备为自循环实验系统，包括水泵、供水箱、稳水箱、调节阀、突然扩大管道组件、突然缩小管道组件、计量水箱和回水管。测量仪器有：测压计和秒表。
自循环局部阻力实验装置图
三、 实验原理
运用自循环局部阻力实验装置测定，通过局部水头损失的公式、实测局部水头损失系数的计算式来进行计算；对于突然扩大管道组件，利用动量方程、能量方程和连续方程进行理论分析；对于突然缩小管道组件，对于A2/A1<0 .1的情况，有经验公式来进行计算。对于断面突然缩小的其他面积比，其阻力系数可通过查表，或者用经验公式计算。
四、 实验步骤和方法
（1）记录有关常数，如突然扩大组件的管径d1和管径d2；突然缩小组件的管径d3和管径d4。
（2）启动水泵，关闭流量调节阀，向稳压水箱加水，使水箱充满水并保持溢流，3~5min后便可稳定（可向管路提供恒定流动）。
（3）打开测压排上的止水阀，将测压管中的空气排出。并检验空气是否排完，检验方法是管道上不过流时两根测压管的水平面应齐平。
（4）配合调节进水阀门和出水阀门，使各组压差达到测压管可测量的最大高度。在水流稳定时，测读各测压管的液柱高和前后的压差值。
（5）让管内水从排水箱内流出，打开排水阀，排出计量水箱内的部分水，此时体积读数为V1，关闭排水阀，让管内水排到计量水箱，经过时间t后，体积读数为V2。
（6）调节出水阀门，适当减小流量，测读在新的工况下的实验结果。如此，可做5个实验点。（注意：各实验点的压差值不宜太接近）。
（7）实验完成后将仪器恢复原状。
实验六 孔口和管嘴出流演示与测定实验
（1）观察孔口及管嘴自由出流的水力现象，以及圆柱形管嘴内的局部真空现象。
（2）了解如何测定孔口、管嘴出流的各项系数：出流断面收缩系数、流量系数、流速系数和阻力系数。
（3）通过对不同管嘴与孔口的流量系数测量分析，了解进口形状对过流能力的影响，及相关水力要素对孔口出流能力的影响。
实验设备为自循环实验系统，包括水泵、供水箱、稳水箱、上水管、调节阀、稳水箱上装有孔口或管嘴、退水道、计量水箱、防溅挡板和回水管等。测量仪器有：测压计、标尺和秒表。
自循环孔口和管嘴流量系数实验装置图
三、 实验原理
在容器壁上开一个任意形状的孔，流体从此孔向外泄出，这种现象称为孔口出流。在孔口上连接一段管子，流体从此管流出， 这种现象称为管嘴出流。观察孔口及管嘴自由出流的水力现象，以及圆柱形管嘴内的局部真空现象。了解如何测定孔口、管嘴出流的各项系数：出流断面收缩系数、流量系数、流速系数和阻力系数。通过对不同管嘴与孔口的流量系数测量分析，了解进口形状对过流能力的影响，及相关水力要素对孔口出流能力的影响。
四、 实验内容
（1）记录实验常数，各孔口管嘴用橡皮塞塞紧。
（2）开启水泵，使恒压水箱充水，至溢流后，再打开1#圆角管嘴，待水面稳定后，观察圆角管嘴出流情况，测定水箱水面高程标尺读数H，用体积法测定流量Q（要求重复测量三次，时间尽量长些，要在15秒以上，以求准确），测量完毕，先旋转水箱内的旋板，将1#管嘴进口盖好，再塞紧橡皮塞。
（3）依照步骤（2），打开2#直角管嘴，测记水箱水面高程标尺读数H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#圆锥管嘴，观察圆锥管嘴出流现象，测量H及Q。
（5）依次打开4#孔口。观察孔口出流现象，测量H及Q，并按下述注意事项b的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。
（6）实验完成后将仪器恢复原状。
实验七 虹吸演示实验
（1）观察虹吸发生、发展及破坏的过程，以及虹吸管沿程压力的分布情况。
（2）加深对总水头线、测压管水头线和真空度沿程变化规律的认识。
（3）理解虹吸工作的原理，定性分析虹吸管流动的能量转换特性，估算虹吸管能使虹吸正常工作的高度。
实验设备为自循环实验系统，包括水泵、供水箱、高低位水箱、测压计、虹吸管道和上水及回水等管部件。
自循环虹吸实验装置图
三、实验原理
在生产和生活中，常见用一根管子从大容器液面下绕过容器上口向外导流液体。这种管子称为虹吸管，管内的水流现象称为虹吸现象。虹吸管的工作原理是先将管中空气抽出，使虹吸管路形成真空，在大气压强的作用下，高水位水箱的水从管口上升到管的顶部，然后流向低水位水箱。运用稳定总流量能量方程来分析和求解虹吸管水流的流速、流量、虹吸高度等问题。
四、 实验内容
（1）熟悉各型设备，接通电源。
（2）将测压小水箱中加水至1/2。为增加演示效果，可在水中加入少量红墨水。
（3）开启水泵，向高水位水箱，低水位水箱注水，使高水位水箱有溢流，低水位水箱水位达到2/3后，关闭供水阀。
（4）打开低位水箱的放水阀，在虹吸管形成真空后，水流将由高位水箱向低位水箱流动，同时能看到测压小水箱中的各测压管中的水位的变化，显示管路中各处的真空压力值。
（5）打开螺塞，吸入空气，观察虹吸现象的破坏过程。
（6）实验完成后将仪器恢复原状。
实验八 静压传递扬水演示实验
（3）掌握静水压力的传递过程和传递方式，建立静水压力传递的概念。
实验设备为自循环实验系统，包括：水泵、供水箱和上密封水箱、下密封水箱、压力传递管、供水管、虹吸管、逆止阀、扬水管等组成。
静压传递扬水实验装置简图
三、 实验原理
具有一定位置势能的上水箱中的水体，经水管流入下密封水箱，使下密封水箱中的表面压力增大，并经通气管等压传递给上密封水箱，上密封水箱中的水体在表面压力作用下，经过扬水管与喷头将水喷射到高处。
当下密封水箱中的水位满顶后，水压继续上升，致使虹吸管工作，产生虹吸现象，使下密封水箱中的水体排入供水箱；同时，下密封水箱与上密封水箱中的表面压力降低，逆止阀遂被打开，水自上水箱流入上密封水箱，这时，上水箱中的水位低于水管的进口。当下密封水箱中的水体排完以后，上水箱中的水体在水泵的供给下，也逐渐满过水管的进口处。于是，第二次扬水循环开始，形成了循环式静压传递自动扬水的“静压奇观现象”。
四、实验内容
（1）给自循环供水箱内加进适量水，将电源插头插进220V电源插座，打开电源开关，并打开调节阀，使供水管内出水量大小适宜（以上水箱不溢水为宜），再给自循环供水箱内补进适量水，保证仪器用水能循环运转。
（2）注意水流运动路径，观察上密封水箱的扬水现象、逆止阀的启闭、虹吸管的现象等，掌握其机理，了解其成因。
（3）观察两密封水箱与的静水压力传递过程，进一步理解扬水管的扬水机理。
（4）实验完成后将仪器恢复原状。
实验九 水击演示实验
（1）观察有压管道中水击的发生及产生的现象，增强对水击特性的感性认识。
实验设备为自循环实验系统，包括水泵、供水箱、稳水箱、供水管、水击扬水管、气压表、扬水管截止阀、压力室、调压筒、调压筒截止阀、水击阀、逆止阀、放水阀、水击室、集水箱、回水管。
自循环水击实验装置图
三、实验原理
（1）水击的产生和传播
（2）水击压强的观测
（3）水击的利用 水击扬水原理
（4）水击危害的消除 调压筒（井）工作原理
四、 实验内容
（1）开启水泵，使恒压水箱充水，至溢流。
（2）向下推开启动阀，把过水系统中的空气全部排出（打开调压筒截止阀，可排出空气）。然后全关调压筒截止阀和扬水管截止阀，触发水击启动阀，就会自动地往复上下运动，时开时闭而产生水击。
（3）测水击压强：此法的测压系统是逆止阀、压力室和气压表组成。水击启动阀每一开一闭都产生一次升压，每当水击波往返一次，都将向压力室内。注入一定水量，因而压力室内的压强随着水量的增加而不断累加，当其值达到最大水击压强时，逆止阀才打不开，此时，可从连接压力室的压力表测量最大水击压强。
（4）水击扬水实验：全开扬水管截止阀，全关调压筒截止阀。当扬水管截止阀开启时，压力室的水便经扬水管流向高处。由于水击阀不断运动，水击连续多次发生，水流亦一次一次地注入压力室，因而能源源不断地将水提升到高处。
（5）调压筒实验：实验时全关闭扬水管截止阀、全开调压筒截止阀。然后手动控制水击阀的开与闭。由气压表可观察到其值仅为调压筒截止阀关闭时的峰值的三分之一左右。同时，该装置能演示调压系统中的水位波动现象。当水击阀开启时，调压筒中水位低于供水箱水位，而当水击阀突然关闭时，调压筒中的水位很快涌高且超过供水箱水位，并出现调压筒中水位上下波动，由于阻力的作用，波动的幅度逐次衰减，直至静止。
实验十 堰流流量系数实验
（1）了解堰的分类，观察宽顶堰的溢流现象，分析影响堰流的因素。
实验设备为自循环实验系统，包括有机玻璃实验水槽、稳水孔板、测针、宽顶堰、三角堰量水槽、三角堰水位测尺、多孔尾门、尾门升降轮、支架、供水管、供水流量调节阀门、水泵、蓄水箱组成。
自循环宽顶堰流量系数试验装置图
三、 实验原理
（1）堰流现象及分类
（2）堰流的基本公式
（3）量水堰
四、 实验内容
（1）把设备各常数测记于实验表格中，如宽顶堰的宽度、堰高、堰顶测针读数等。
（2）根据实验要求流量，调节阀门和下游尾门开度，使之形成堰下自由出流，同时满足2.5< <10的条件。待水流稳定后，观察宽顶堰自由出流的流动情况。
（3）用测针测量堰的上、下游水位。在实验过程中，不允许旋动测针针头。
（4）待水位完全稳定后（需待5分钟左右），测记测针水位；
（5）改变进水阀门开度，测量4个不同流量下的实验参数；
（6）调节尾门，抬高下游水位，使宽顶堰成淹没出流（满足/≥0.8）。测记流量及上、下游水位，改变流量重复2次。
（7）实验完成后将仪器恢复原状。
