動量定律實驗（yàn）指導書

一（yī）、動量定律實（shí）驗（yàn）裝置-實驗目的要求
1．驗證不可壓縮流體定常流的動量方程；
2．通過對動量與流速、流量（liàng）、出（chū）射角度、動（dòng）量矩等（děng）因素間相關性的分析研討，進一步掌握流體動力學的動量守恒定理；
3．了解活塞式動量定律實驗儀原理、構造，進一步（bù）啟發（fā）與培養創造性思維的能力。
二、實驗裝置
本實驗裝置如下圖所示：

動量定律實驗裝置圖
1 自（zì）循環供水器    2 實驗台    3 可控矽無級調速器    4 水位調節閥
5 恒壓水（shuǐ）箱    6 管嘴    7 集水箱    8 帶活塞的測壓管
9 帶活塞和翼（yì）片的抗衝（chōng）平板    10 上回水管
自循環供水裝置1由離（lí）心式水泵和（hé）蓄水箱組（zǔ）合而成。水泵的開啟、流量大小的（de）調節均由（yóu）調速器3控製。水流經供水（shuǐ）管供給（gěi）恒壓水箱（xiāng）5，溢流水經回水管（guǎn）流回蓄水箱。流經管嘴6的水流形成射流，衝擊帶活塞和翼片的抗衝平板9，並以與入射角成90°的方向離開抗衝平板。抗（kàng）衝平板在射流衝力和測壓管8中的水（shuǐ）壓力作用下處於平衡狀態。活塞形心水深h_c可由測壓管8測得。由此可求得射流的衝力（lì），即動量力F。衝擊後的（de）棄水經集水（shuǐ）箱（xiāng）7匯集後，再經上回水管10流出，最後經（jīng）漏鬥和下回水管流回（huí）蓄水箱。
為了自動調節測壓管內的水位（wèi），以使帶活塞的平板受力平衡並減小摩擦阻力對活塞的（de）影響，實驗裝置應用了自動控製的反（fǎn）饋原理和動摩擦減阻技術。其構造如下：
帶活塞（sāi）和翼片的抗衝平板9和帶活塞套的測壓管8如下左圖所示。該圖是活塞退出活塞套時的分部（bù）件示意圖。活塞中心設有一細導水管a，進口端位於（yú）平板中心，出口端伸出活塞頭部，出口方向與軸向垂直。在平板上設有翼片b，活塞套上設有（yǒu）窄槽c。

工作時，在射流衝擊（jī）力作用下，水流經導水管a向測壓（yā）管內加水。當射流衝擊（jī）力大（dà）於測壓管內水柱對活塞的壓力時，活塞內移，窄槽（cáo）c關小，水流外溢減少，使測壓管內水位升高，水壓力（lì）增大。反之，活塞外移，窄槽開大，水流（liú）外濫增（zēng）多，測管內水（shuǐ）位降低，水壓力減小。在（zài）定常（cháng）射流衝擊下，經短時段的自動調整，即可達（dá）到射流衝擊力和水壓力的平衡狀（zhuàng）態。這時活塞處在半（bàn）進半出、窄（zhǎi）槽部分（fèn）開啟的位置（zhì）上。過a流進測管的水量和（hé）過（guò）c外溢的水量相等。由於平板上設（shè）有翼片b，在（zài）水（shuǐ）流（liú）衝擊下（xià），平板帶動活（huó）塞旋轉，因而克服了活塞在沿軸向（xiàng）滑移時（shí）的靜摩擦力。
三、實驗（yàn）原理

四、實驗方法與（yǔ）步驟
1．準備：熟悉實驗裝置各部分（fèn）名稱（chēng）、結構特征（zhēng）、作用性能，記錄有關常數。
2．開啟水（shuǐ）泵：打開調速器開關，水泵啟動2～3分鍾後，關閉2～3秒鍾，以利用回水（shuǐ）排除離心（xīn）式水泵內滯留（liú）的空氣。
3．調整測壓管位置：待恒壓水箱滿頂溢流後，鬆開測壓管固定螺絲（sī），調整方位。要求測壓管垂直、螺絲對準十字中心，使活塞轉動鬆快，然後旋轉（zhuǎn）螺絲固定好。
4．測讀水位：標（biāo）尺的零點已固定在活塞圓心的位置（zhì）上。當測壓管內液麵穩定後，記下測壓管內液麵的標尺讀數，即h_c值。
5．測量流量：用體積法（fǎ）或重量法（fǎ）測流（liú）量時，每次時間要求大於10秒（miǎo）．均需重複測三次再取均值。
6．改變水頭重複實驗：逐次打開（kāi）不同高度上的溢水孔蓋，改變管嘴的作用水頭（tóu）。調節調速（sù）器（qì），使溢流量適（shì）中，待水頭穩定（dìng）後，按3-5步驟重複（fù）進行實驗。
7．收拾實驗台，整理數據。
五、實驗報告要求
1．簡要（yào）寫出（chū）實驗原理和（hé）實驗步（bù）驟。
2．記錄（lù）有關常數
      實驗裝置台號No__________；
      管嘴內徑（cm）d＝
     活塞直徑（cm）D=
3．實驗（yàn）參數記錄、計算表，並填入實測數據

測次	重量 W	時（shí）間 T	活塞作用水頭h_c	流量 Q	流速（sù） V	動量力 F	動量修正（zhèng）係數（shù）β₁
1
2
3

4．取某一流量（liàng），給出控（kòng）製體圖，闡明分析（xī）計（jì）算的過程
六、實驗分析與討論

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