1.目的
實驗分為三類,一類為演示性的,第二類為驗證性的,第三類為綜合性的。演示性實驗可以彌補課堂教學中單用語言和視頻資料教學的不足,驗證性實驗可以幫助學生從實踐的角度理解流體力學有關(guān)概念,綜合性實驗培養(yǎng)學生綜合運用所學的流體力學知識以及相關(guān)知識自己動手、在實驗指南性的大綱下擬訂實驗步驟,完成實驗,撰寫綜合性實驗報告。
2.要求
對于演示性實驗,要求學生理解有關(guān)流體流動的規(guī)律,了解流體力學大型實驗設(shè)備(風洞,循環(huán)水槽)的工作原理、適用范圍。對于驗證性實驗,要求學生通過定量測試和分析以及完成報告,進一步掌握流體力學中有關(guān)重要概念。對于綜合性實驗,要求學生閱讀指南性實驗指導后,明確實驗內(nèi)容、要求記錄并分析實驗數(shù)據(jù),給出實驗結(jié)果,撰寫綜合性實驗報告。本課程的實驗將采取開放式教學實驗,學生自己安排時間動手完成實驗,在實驗過程中,提高動手能力,分析問題與解決問題的能力,培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
二、單項實驗內(nèi)容和要求
1. 通過流體力學大型設(shè)備即風洞,循環(huán)水槽工作演示和介紹,了解其工作原理、主要的試
驗范圍和一般實驗方法等等。
2. 流線顯示
主要實驗設(shè)備:流線顯示儀7臺
主要耗材:水、電及零配件
基本要求:觀察各種通道內(nèi)流動、不同物體繞流的流線形狀,疏密程度、物體尾流場情況以及卡門渦街等現(xiàn)象。
3. 雷諾實驗
主要實驗設(shè)備:雷諾實驗3臺
主要耗材:水、電及紅色示劑,量杯,秒表,溫度計等。
基本要求:觀察層流、紊流現(xiàn)象,測量臨界雷諾數(shù)(上、下臨界雷諾數(shù))。
4.伯努利方程
主要實驗設(shè)備:伯努利方程3臺
主要耗材:水、量杯,秒表,溫度計,標尺等。
基本要求:測量不同過流斷面上的位置水頭,壓力水頭,速度水頭;分析三個水頭之間的關(guān)系;測管水頭線沿程變化規(guī)律,總水頭線沿程變化規(guī)律,繪制測管水頭線,總水頭線,分析緩變流與急變流斷面上壓強測得結(jié)果。
5.沿程阻力、局部阻力
主要實驗設(shè)備:能量損失實驗臺3臺
主要耗材:水、量杯,秒表,溫度計,標尺等。
基本要求:掌握沿程阻力、局部阻力的測量方法,測量指定管路上的沿程阻力、突擴、突縮過流斷面上的局部阻力,分析測量結(jié)果與理論公式計算結(jié)果之間的差異引起的原因;加深能量損失的機理的理解。
6.批托管測速
主要實驗設(shè)備:批托管2只
主要耗材:水,批托管,量杯,秒表等。
基本要求:了解批托管的構(gòu)造,掌握其測速原理和測量技能,注意事項;與其它測速儀器相比其優(yōu)缺點,精度。
7.不可壓縮流體管內(nèi)流動綜合性實驗
主要實驗設(shè)備:不可壓縮流體管內(nèi)流動綜合性實驗3臺
主要耗材:水、電及微型皮托管,乳膠管,量杯,秒表,溫度計等。
基本要求:
(1) 定量測量各過水斷面的平均流速、過水斷面面積,計算流量,判別流動形態(tài)。分析各過水斷面上的平均流速、過水斷面面積的關(guān)系,給出結(jié)論。
(2)當流量一定時,定量測量各過水斷面上的的流體靜壓、流體總壓,測量突擴、突縮彎頭等截面的阻力、沿程阻力、總阻力并算出阻力系數(shù),與理論值比較給出結(jié)論。分析各過水斷面上的的流體靜壓、流體總壓與過水斷面面積的關(guān)系;分析沿程阻力、局部阻力、總阻力的沿程變化規(guī)律,找出規(guī)律。
(3)繪制平均流速水頭沿程變化曲線,流體靜壓沿程變化曲線,流體總壓沿程變化曲線,總水頭沿程變化曲線,分析這些曲線與流動狀態(tài)的關(guān)系,給出結(jié)論。
(4)根據(jù)實驗指導書上提供的指南撰寫實驗報告。
四、課程改革特色
本實驗室實行了開放性實驗教學,學生閱讀實驗指導書后,自己安排時間動手完成實驗和大綱所要求的內(nèi)容。實驗指導教師由任課教師和專職實驗指導教師共同組成,隨時排除實驗故障,回答學生提出的問題,并根據(jù)不同程度學生的需要提出問題,引導學生深入思考問題,培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力。
流體力學實驗裝置 |