流體力學虛擬實驗室

 化工過程中的原料及產品大多數是流體，過程的設計經常需要應用流體流動的基本原理，所以，流體流動問題顯得非常重要，表現如下：流體在輸送過程中一般需要輸送設備，必須計算流體在流動過程中應加入的外加功，為選擇輸送設備提供依據；合理選擇和安裝測量儀表對管路或者設備內的壓力、流速、流量等參數進行測定來控制生產過程；化工過程中的傳熱、傳質都是在流體流動的情況下進行，與設備的操作效率和流體的流動狀況密切相關，對確定和選擇合適的設備具有重要意義。因此，通過流體力學虛擬仿真軟件（見圖2-3），便于學生深入學習流體輸送設備的基本結構、工作原理及特性，以便能根據輸送任務正確地選擇輸送設備的類型和規格，決定輸送機械在管路中的安裝位置，計算消耗功率，使輸送設備在高效率下可靠運轉。再根據虛擬仿真實驗的結果，在現場進行驗證（見圖2-4），使學生更好地掌握流體力學方面的知識。

(1) 功能：流體力學仿真實驗系統可開展雷諾實驗、伯努利方程實驗、畢托管測速實驗、流體靜力學實驗、水泵特性曲線的測定、文丘里管的測定、動量方程實驗、沿程水頭損失實驗、局部水頭損失實驗和孔口與管嘴實驗，利用動態數學模型實時模擬真實實驗現象和過程，通過3D仿真實驗裝置交互式操作，產生和真實實驗一致的實驗現象和結果。每位學生都能親自動手做實驗，觀察實驗現象，記錄實驗數據，驗證公式，掌握原理定理。

　　 (2) 效果：通過流體力學仿真實驗和現場驗證試驗相結合的方式，促進學生掌握流體靜力學方程和伯努利方程、直管摩擦阻力系數與雷諾數和相對粗糙度之間的關系及其它變化規律；了解離心泵的工作原理和安裝高度確定的依據，掌握離心泵特性曲線和管路特性曲線的測定方法、直管摩擦阻力局部阻力的測量方法，了解幾種常用流量計的構造、工作原理和主要特點以及節流式流量計流量系數隨雷諾數的變化規律，對學生根據指定生產任務設計管路、選擇管型及離心泵型號有很大的啟發作用。

伯努利（能量）方程實驗.

基本信息： 能量方程實驗是流體力學中基本實驗，通過該實驗提高學生對動水力學等諸多水力學現象的實驗分析能力。通過定量測試實驗，進一步掌握有壓管流中動水力學的能量轉換特性，驗證流體恒定總流的伯努利方程，掌握繪制測壓管水頭線和總水頭線的方法。通過設計性試驗，訓練理論分析與研究相結合的科研能力。

動量方程實驗

測量內容： 1. 準備：檢查自循環系統供電電源、供水箱水位，熟悉實驗裝置各部分名稱、結構特征、作用性能，記錄有關常數。 2. 開啟水泵：打開調速器開關，水泵啟動2~3分鐘后，短暫關閉2~3秒鐘，利用回水排除離心式水泵內滯留的空氣。 3. 調整測壓管位置：待恒壓水箱滿頂溢流后，松開測壓管固定螺絲，調整方位，要求測壓管垂直、螺絲對準十字中心，使活塞轉動松快。然后旋轉螺絲固定好。 4. 測讀水位：標尺的零點已固定在活塞圓心的高度上。當測壓管內液面穩定后，記下測壓管內液面的標尺讀數，即值。 5. 測量流量：利用體積時間法，在上回水管的出口處測量射流的流量，測量時間要求15-20秒以上?？捎盟芰贤暗热萜?，通過活動漏斗接水，再用量筒測量水體積。（亦可重量 法測量）。 6. 改變水頭重復實驗：逐次打開不同高度上的溢水孔蓋，改變管嘴的作用水頭。調節調速器，使溢流量適中，待水頭穩定后，按3-5步驟重復進行實驗。

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