Armfield 流体力学实训设备学习教案

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1、会计学1Armfield 流体力学流体力学(li t l xu)实训设备实训设备第一页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELDF1-10基础水力学工作台是一款为所有F1配件而准备的便携，独立式服务组件。用于研究水力学的服务设备，该设备是一款可移动的，落地式设备实验功能：1、讲授流体力学的基本概念2、演示(ynsh)流体力学经典实验F F系列系列(xli)F1-10(xli)F1-10基础水力学工作台基础水力学工作台第1页/共46页第二页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD此校准仪的功能基于同样的原理，应用于校准工业压力表。带有校正螺钉(ludng)的高精度活塞带

2、有出口阀和入口阀的曲管式压力计砝码组备选的教学软件实验功能：校准工业压力F F系列系列 F1-11 F1-11静负荷静负荷(fh)(fh)校准仪校准仪第2页/共46页第三页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD溢流堰设备由五个基本组成部分构成，与流动水槽一起使用，溢流堰位于水力学工作台顶部的模板上。提供两块不同形状的堰板，熟悉(shx)和比较原理。实验功能：1、展示流体经过矩形槽口时的特征2、展示流体经过三角槽口时的特征3、确定排量系数F F系列系列(xli)F1-13(xli)F1-13溢流堰溢流堰 第3页/共46页第四页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD

3、此设备用于研究影响漂浮物体稳定性的因素。实验(shyn)功能：1、研究影响浮体稳定性的因素2、确定浮船的中心3、测定定倾中心高度4、根据倾斜角度，改变定倾中心高度F F系列系列 F1-14 F1-14定倾中心高度定倾中心高度(god)(god)测量装置测量装置第4页/共46页第五页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD此配件可阐述伯努利定律应用的某些情况，从另一方面说，也就是为什么在其他情况下此定理不能对流体行为(xngwi)提供充分论证。实验功能：1、阐述伯努利定律在某些情况下的应用2、测量缩放管周围的静压分布3、研究缩放管中的流体属性4、测定流量系数F F系列系列(xli)

4、F1-15(xli)F1-15伯努利定律演示装置伯努利定律演示装置第5页/共46页第六页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD该设备可以测量水射流冲击一个(y)静止的物体的冲击力。实验功能：1、测量水射流对静止物体的冲击力2、测量不同靶板上的垂直力F F系列系列 F1-16 F1-16射流冲击射流冲击(chngj)(chngj)装置装置第6页/共46页第七页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD该设备可以测量两个直径不同的喷射孔。实验功能：1、测量两个直径不同的喷射孔2、确定小孔的速度系数(xsh)3、在水头发生变化和不变的情况下，从实验中获取流量系数(xsh)

5、4、将测量的射流轨迹与理论进行对比F F系列系列(xli)F1-17(xli)F1-17锐孔自由射流装置锐孔自由射流装置第7页/共46页第八页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD锐孔流量配件(pijin)通过5个不同锐孔的一系列流速对流量进行整体分析。实验功能：1、通过不同的流速对流量进行整体分析2、测定收缩系数和速度系数3、计算流量系数F F系列系列 F1-17A F1-17A锐孔流量锐孔流量(liling)(liling)测量装置测量装置第8页/共46页第九页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD该设备可以详细测量水经过透明光滑圆形管道的压力降，并且验证管

6、道摩擦方程。实验功能：1、测量水流经过光滑圆形管道的压力降2、验证管道摩擦方程3、研究圆管附近摩擦水头随平均水流速度的变化4、研究层流和湍流(tunli)效应F F系列系列(xli)F1-18(xli)F1-18管内能量损失测量装置管内能量损失测量装置第9页/共46页第十页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD流动水槽用于向学生介绍(jisho)水流在基础水平面上开放式水道里的特征。实验功能：1、演示有关开放式水道中水流的基本现象2、展示被淹没物体之上或周围水流的流动模式F F系列系列(xli)F1-19(xli)F1-19流动水槽流动水槽 第10页/共46页第十一页，共46页

7、。EXPLORE WITH ARMFIELD实验功能：实验功能：1、再现奥斯本雷诺教授关于自然层流和湍流的经典、再现奥斯本雷诺教授关于自然层流和湍流的经典(jngdin)实验实验2、观察层流，过渡流和速度变化图、观察层流，过渡流和速度变化图F F系列系列 F1-20 F1-20奥斯本雷诺演示奥斯本雷诺演示(ynsh)(ynsh)装置装置 第11页/共46页第十二页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD此配件用于向学生介绍流量计的三种(snzhn)基本类型。实验功能：1、利用文丘里流量计，变面积流量计和孔板直接比较流量测量值2、利用体积测量容器校准流量计3、比较水流经过每个装置的

8、压力下降F F系列系列(xli)F1-21(xli)F1-21流量计演示装置流量计演示装置第12页/共46页第十三页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD此配件可显示因不同的弯曲，突然收缩，扩张和典型的控制阀造成的能量损失。实验功能：1、演示由于不同的弯曲，突然收缩，2、扩张和阀控制造成的能量损失3、测量与流量相关的损失4、计算与速度差相关的阻力系数5、比较每个设备(shbi)的压力下降F F系列系列 F1-22 F1-22转向能量损失测量转向能量损失测量(cling)(cling)装装置置第13页/共46页第十四页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD此设备用

9、于产生和测量自由旋涡和强制旋涡的特征。实验功能：1、产生自由涡旋与强制涡旋2、测量自由旋涡和强制旋涡的特征3、了解自由涡旋与强制涡旋的区别4、确定强制涡旋的表面轮廓5、测定(cdng)自由涡旋的表面轮廓和总水头分布6、观察自由涡旋的二次流F F系列系列(xli)F1-23(xli)F1-23自由旋涡和强制旋涡自由旋涡和强制旋涡第14页/共46页第十五页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD如果流水突然在长管中静止，我们称为水锤现象，水会沿着管道产生(chnshng)压力波。此原理用在水锤泵中抽水。实验功能：1、研究水流/压力特征2、测量液压泵的功效F F系列系列(xli)F1-

10、24(xli)F1-24液压泵水斗式齿轮液压泵水斗式齿轮 第15页/共46页第十六页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD佩尔顿水轮机利用简单，低成本的操作来介绍涡轮机的性能。实验功能：测定(cdng)速度不同的水轮机的运行特征，包括功率，效能和转矩F F系列系列(xli)F1-25(xli)F1-25冲击式水轮机冲击式水轮机第16页/共46页第十七页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD水力工作台系统第二个水泵的引入便于研究两台水泵在串联和并联操作下的性能。实验功能：1、研究串联/并联泵的性能2、测定单速离心泵的水头(shutu)和流量3、测定两个类似的泵以相

11、同的速度在并联配置中运行时的水头(shutu)和流量4、测定两个类似的泵以相同的速度在串联配置中运行时的水头(shutu)和流量F F系列系列(xli)F1-26(xli)F1-26串联串联/并联泵并联泵第17页/共46页第十八页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD此设备具备类似于F1-26的特征，变频器驱动的变速泵提高了其性能，这一点定速泵是做不到的。实验(shyn)功能：1、测定不同速度的离心泵水头，流量，速度，功率和效能之间的关系2、测定两个类似的泵以相同的速度在串联或并联配置中运行时的水头和流量特征F F系列系列 F1-27 F1-27离心泵特性离心泵特性(txng)

12、(txng)演示仪演示仪第18页/共46页第十九页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELDArmfield气穴演示装置从视觉，听觉和数据方面向学生展示气穴现象(xinxing)，并且会关联液体的蒸汽压力。实验功能：1、从视觉，听觉和数据方面向学生展示气穴现象(xinxing)，以及液体的蒸汽压力2、比较气穴现象(xinxing)的理论压力和实际压力3、观察自由气体和溶解气体引起的空气释放4、演示利用增加液体中的静压来降低气穴作用F F系列系列(xli)F1-28(xli)F1-28气穴示范台气穴示范台第19页/共46页第二十页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD

13、该设备用于介绍在静水（水静止）条件下的流体状态和应用这些原理来用压力表来测量压力。实验功能：1、演示静水状态下的流体属性2、测量液面并探究视差因素3、利用压力计测量液面的细微变化4、利用单压力管测量水头5、测量压差6、利用不同(btn)密度的液体改变U型管压力计的灵敏度7、演示空气对压力计精确度的影响8、演示流动液体效应F F系列系列(xli)F1-29(xli)F1-29流体静力学和测压法流体静力学和测压法第20页/共46页第二十一页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD此仪器用于介绍在实际应用中影响流动状态的流体基本(jbn)属性。实验功能：1、介绍在实际应用中影响流动状态

14、的流体基本(jbn)属性2、利用通用液体比重计测量液体密度和相对密度3、利用落球粘度计测量流体粘度4、观察平板间的毛细上升效应6、验证阿基米德原理7、利用无液气压计测量大气压F F系列系列(xli)F1-30(xli)F1-30流体属性演示装置流体属性演示装置第21页/共46页第二十二页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD帕斯卡实验仪器可以简单展示不可压缩流体随深度变化的压力，并且不局限于容器的形状。实验功能：1、简单演示(ynsh)不可压缩流体随深度变化的压力2、演示(ynsh)容器内不同水深处的液体压力不受容器形状的影响F F系列系列 F1-31 F1-31帕斯卡实验演示

15、帕斯卡实验演示(ynsh)(ynsh)装置装置 第22页/共46页第二十三页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD此演示涡轮机用来介绍福昂西斯内流反应涡轮机。实验功能：1、介绍福昂西斯涡轮机的结构(jigu)，操作和性能2、测定不同速度福昂西斯涡轮机的运行特征，包括功率，效能和转矩F F系列系列(xli)F1-32(xli)F1-32福昂西斯涡轮机演示设备福昂西斯涡轮机演示设备第23页/共46页第二十四页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD实验功能：实验功能：1、准确测量、准确测量1-300巴之间的压力巴之间的压力2、通过静负载方法进行压力校准、通过静负载方法

16、进行压力校准(jio zhn)，精确度比读数，精确度比读数0.015%更精准。更精准。F F系列系列 F4 F4高精度压力测量高精度压力测量(cling)(cling)校准仪校准仪 第24页/共46页第二十五页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD一款结实的仪器可重现奥斯本雷诺教授(jioshu)的经典试验。实验功能：1、计算雷诺值(Re)2、观察并确定转捩流动数量3、观察抛物面的速度变化图。F F系列系列(xli)F5(xli)F5奥斯本雷诺实验装置奥斯本雷诺实验装置第25页/共46页第二十六页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD用于演示如何测量工业气体分布

17、系统的重要属性，还可以展示如何应用流体力学基本原理分析(fnx)管道和喷射口的水流。实验功能：1、利用物质和动能守恒定律从数量上2、描述几何对流量的实际重要性3、利用压力计测量压强下降4、利用风速管测量流量5、利用喷嘴和锐孔测量流量6、理解测量速度剖面图7、测量与流量相关的管内压力损失8、测量管道配件流阻9、理解雷诺兹数值的利用价值10、测量射流裂散F F系列系列(xli)F6(xli)F6气流研究仪气流研究仪第26页/共46页第二十七页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD用于演示流体性质及其在流体静力学的状态下（流体静止）的属性。实验功能：1、测定不同液体的密度，比重和粘性

18、2、研究影响毛细管现象的因素3、研究流动对自由表面的影响4、测量液面的改变5、研究液体压强和深度之间的关系6、确定(qudng)一个平面的压力中心的位置7、利用压力计测量气压和水压8、比较从不同的设备获得的结果9、利用静负载压力计校准仪校正波尔登压力表10、验证阿基米德原理11、确定(qudng)定倾中心高度F F系列系列 F9092 F9092流体流体(lit)(lit)属性属性&流体流体(lit)(lit)静静力学实验台力学实验台 第27页/共46页第二十八页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD该仪器用于向学生介绍颗粒/流体系统性能的基本特征，尤其是降落颗粒的阻力系数与其

19、雷诺值之间的关系。实验功能：1、测量几十个雷诺数不同的颗粒的阻力系数2、研究量纲分析和动力相似性3、介绍球体的边界层分离(fnl)效应4、颗粒形状对下降速度和阻力系数的影响F F系列系列(xli)F12(xli)F12颗粒阻力系数研究仪颗粒阻力系数研究仪 第28页/共46页第二十九页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELDArmfield氢气泡流可视化系统用于观测水流经过物体或界面时的复杂流动模式。实验功能：1、利用氢气泡演示二维流动可视化2、观察(gunch)标准形状物体周围的水流动3、气动流类推法4、理解层流和湍流5、演示边界层增厚6、演示边界层分离现象和涡流的形成7、利用脉

20、冲泡定量分析流动模式8、观察(gunch)用户自创流动模式周围的水流动（工程工作）9、利用摄像机或网络摄像头可大规模的观察(gunch)和记录模型F F系列系列(xli)F14MKll(xli)F14MKll氢气泡流可视化系统氢气泡流可视化系统 第29页/共46页第三十页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD一款多级的通用空气压缩机，用于讲授可压缩流概念。实验功能：1、演示缩放管内的扼流现象2、缩放管内的压力流特征3、压缩性对流动方程的影响(yngxing)4、测定空气伽马C C系列系列 C1MKll C1MKll可压缩流动可压缩流动(lidng)(lidng)装置装置 第30

21、页/共46页第三十一页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD该设备(shbi)可移动的特性使它成为唯一一款既适合实验室和课堂教学又适合隧道操作测量的设备(shbi)，并且设备(shbi)的操作很适合简单的工程项目。C C系列系列(xli)C2(xli)C2亚音速风洞亚音速风洞第31页/共46页第三十二页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELDC C系列系列(xli)C2(xli)C2亚音速风洞亚音速风洞实验功能：实验功能：1、通过测量总压头分布来研究平板上的边界层变化、通过测量总压头分布来研究平板上的边界层变化2、机翼周围的流动可视化、机翼周围的流动可视化3、测量

22、不同攻角的机翼周围的压力分布、测量不同攻角的机翼周围的压力分布4、测量气缸、测量气缸(q n)周围的压力分布周围的压力分布5、测量机翼前缘缝翼和后缘襟翼上的升力和阻力、测量机翼前缘缝翼和后缘襟翼上的升力和阻力6、利用皮托静压管和首摆传感器测量速度和压力分布、利用皮托静压管和首摆传感器测量速度和压力分布7、测量不同形状模型的阻力，模型的赤道直径大致相同、测量不同形状模型的阻力，模型的赤道直径大致相同8、演示机体的摆动、演示机体的摆动9、利用皮托静压管和倾斜压力计校准风洞的风速指示器、利用皮托静压管和倾斜压力计校准风洞的风速指示器10、利用尾流耙测量气缸、利用尾流耙测量气缸(q n)或机翼后面的尾

23、流或机翼后面的尾流第32页/共46页第三十三页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELDC C系列系列 C3 MKll C3 MKll多泵测试钻探多泵测试钻探(zuntn)(zuntn)平台平台钻探平台可与旋转动力泵和容积式泵连接，并且可提供标准最常见泵型。实验功能：1、通过一系列的特性曲线，测定不同类型泵的性能2、测定速度对泵的性能的影响3、了解旋转动力泵与正排量泵之间的区别4、了解系统电阻效应5、演示(ynsh)两个串联或并联离心泵的运行（需要C3-Mkll-20SP）6、了解循环泵的特性（需要C3-Mkll-25或C3-Mkll-26和C3-Mkll-40）8、演示(ynsh

24、)机体的摆动第33页/共46页第三十四页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELDC C系列系列(xli)C4-MKll(xli)C4-MKll多用途教学水槽多用途教学水槽实验室规模的低成本实验室水槽，精确度可与大规模研究水槽媲美。实验功能：1、利用游标钩和计量表测量水位2、利用皮托静压管测量流量（利用可选择的C4-61）3、学习如何在简单的流动条件(tiojin)下应用动量和稳定流能量方程4、理解宽顶堰上的水位和水流之间的关系5、利用水利设备控制水位，例如虹吸管6、了解亚临界水流，超临界水流和水下微波的特征7、利用水利设备控制流量，例如水闸8、运用和理解曼宁公式9、测量速度变化图

25、第34页/共46页第三十五页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELDC C系列系列 C6-MKll-10 C6-MKll-10流体摩擦力测量流体摩擦力测量(cling)(cling)装置装置实验功能：实验功能：1、确定由流体摩擦产生的水头损失与水流流速之间的关系、确定由流体摩擦产生的水头损失与水流流速之间的关系2、测定、测定(cdng)水流经过各种标准管配件时与水头损失的关联水流经过各种标准管配件时与水头损失的关联3、测定、测定(cdng)水流经过带有粗糙小孔的管道时，管道摩擦系数与雷诺数之间的关系水流经过带有粗糙小孔的管道时，管道摩擦系数与雷诺数之间的关系4、演示在测量流量和流

26、速中不等压头装置的应用、演示在测量流量和流速中不等压头装置的应用5、提供压力测量技术的实际练习、提供压力测量技术的实际练习6、学生通过使用辅助性计算机软件，可加强对涉及到水力学原理的理解、学生通过使用辅助性计算机软件，可加强对涉及到水力学原理的理解第35页/共46页第三十六页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELDC C系列系列(xli)C7-MKll(xli)C7-MKll管道湍振和水锤现象演示装管道湍振和水锤现象演示装置置F1-10的独立配件可以清晰的展示管道湍振现象和水锤现象之间的差异，以及这种差异是如何产生的。实验功能：1、测量水流由于减速造成的管道湍振2、测定(cdng

27、)调压井的振动属性3、测量与水锤现象有关的压力分布图特征4、比较水锤现象的理论压力分布图个测量压力分布图5、测量流体在弹性管中的音速第36页/共46页第三十七页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELDC C系列系列(xli)C9(xli)C9流量计演示设备流量计演示设备该演示仪可以在较宽的流量变化范围内达到良好的准确性，线性度和重复性。实验功能：1、演示16种流量计的重要特性2、比较各种不同流量计的用途与局限性3、研究流量计的性能，精确度，便利性，成本和水头损失4、阐述流量计压力下降与流量之间的关系5、利用压力计测量压力6、研究液压泵中的空气对流量计性能的影响(yngxing)7

28、、了解伯努利定理的应用第37页/共46页第三十八页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELDC C系列系列(xli)C10(xli)C10层流工作台层流工作台对于不可压缩流体，可以借助网格和摄影对两维层流方式进行测量。实验功能：1、模拟理想的流体流动并清晰地演示(ynsh)流动模型2、综合研究潜流理论并模拟相应的物理系统3、演示(ynsh)水中物体周围的理想流动4、演示(ynsh)与水槽有关的理想流动5、利用流线分析二维流动6、研究模拟二维系统第38页/共46页第三十九页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELDC C系列系列(xli)C11-MKll(xli)C11-

29、MKll网络化管路的流动测网络化管路的流动测量装置量装置F1-10这个独立的配件用来展示流体(lit)经过不同管路时的特征，以及流体(lit)经过特殊的管网设备时，管路直径对流体(lit)的影响。实验功能：1、测量从尺寸不同的管道中流出的水流的水头损失2、研究尺寸不同的管道中的水流属性3、研究平行顶管中的水流属性4、研究环路周围的水流属性第39页/共46页第四十页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELDC C系列系列(xli)C15(xli)C15计算机控制风洞计算机控制风洞小型台式风洞，带有可视工作段。备有大量附件和测量仪器，可对亚音速空气动力学进行综合研究。该设备适合大学生演

30、练和设计工作。实验功能：1、计算机控制气流2、大量用于研究空气动力学和气流的模型3、压力计软管上的快速短路(dunl)连接器和快速断路连接附件以便于改变模型4、配有简单的流动形象化技巧说明第40页/共46页第四十一页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELDS S系列系列 S16 S16湍流湍流(tunli)(tunli)演示仪演示仪S16作为F1-10水力学工作台的配件运作，可在流体经过开放式和密闭式管道时提供详细的实物演示。实验功能：1、演示开放式水槽和密闭式水槽中的水流2、伯努利方程和连续方程在聚合和分散水流中的应用3、研究横截面中能量损失的逐步变化和瞬时变化4、利用皮托管测

31、量速度5、利用水力构造物测量开放式水道中的水流6、研究上游和下游水位的变化7、研究亚临界，临界和超临界水流8、研究液压泵的特性9、观察水力构造物周围的水流模型10、测量浅水中的重力(zhngl)波速度，临界深度附近表面波的形成第41页/共46页第四十二页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELDS S系列系列 S16 S16湍流湍流(tunli)(tunli)演示仪演示仪第42页/共46页第四十三页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELDNANA系列系列(xli)NA4(xli)NA4船舶振动测量仪器船舶振动测量仪器此装置的设计目的在于研究简单的船体线型模型，演示许多

32、(xdu)与船舶谐振相关的重要现象。实验功能：1、研究简单船型的共振(gngzhn)现象2、演示有关船舶共振(gngzhn)的重要现象3、计算质量分布和截面惯性矩4、利用杨氏模量值估算固有频率产生谐振曲线5、测量虚质量的增加对固有频率的影响6、演示砂压载的增加和分布对固有频率的影响7、利用不同的方法计算增加的虚质量 第43页/共46页第四十四页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELDNANA系列系列(xli)NA4(xli)NA4船舶振动测量仪器船舶振动测量仪器用于实验室研究(ynji)船舶流体静力学及其稳定性。实验功能：1、研究船舶(chunb)流体静力学及其稳定性2、演示倾斜试验3、研究自由表面对稳定性的影响4、研究悬挂质量对稳定性的影响5、演示横摇实验第44页/共46页第四十五页，共46页。EXPLORE WITH ARMFIELD F1-301 教育软件教育软件件用于Armfield水力学工作台附件，它提供了一整套的教学软件包用于课程论文和实验研究。同Windows近似的操作环境可以快捷(kuiji)方便的的使学生能研究每个附件的使用原理，并且将理论同实际测量结果比较，从而使他们对涉及到的原理有个清晰的了解。第45页/共46页第四十六页，共46页。