流体力学综合实验装置示意图

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㈡ 实验Ⅱ 渗流槽剖面二维流实验

一、实验目的

1.观察有入渗补给条件下潜水二维稳定流的渗流现象及特征。

2.求降雨入渗强度W值，并和实测值进行比较。

3.求含水层的渗透系数K值。

二、实验装置

图Ⅱ-1为二维渗流砂槽示意图，其长为380cm，宽50cm，槽内装有均匀的砂，顶部设有模拟降雨装置，由转子流量计（M）测定总降雨量。

砂槽的两端装有活动的溢水装置，分别用来稳定河A和河B的水位，升、降可以控制两侧水位的高低，并通过进水阀门K控制供水水源。

图Ⅱ-1 二维渗流实验装置示意图

槽底和后壁面沿流向按一定间距设有多组测压管（水平方向共24组，编号依次是A，B，C，…，W，X；每组铅直断面6个测点，编号依次为1，2，3，4，5，6）。用软管连接测压管孔和测压管板，可以测定渗流场中144个点的测压水头。

三、实验步骤

（1）领取量筒和秒表。

（2）检查并排除测压管内可能存在的气泡。

（3）观察有入渗补给、两河水位相等（H_A＝H_B）条件下，河间地块分水岭的位置及潜水面的形状。

（4）测定向河流的排泄量（用体积法），以求得W值。

（5）由转子流量计（M）读降雨量Q_M。

（6）升降溢水装置A或B，使H_A>H_B（高差不要太大），观察测压管水位变化及分水岭移动情况，待稳定后记录各测压管读数。

（7）重复步骤（4）和步骤（5）。

四、实验成果

1.实验数据记录

含水层宽度B＝ cm，长度L＝ cm，面积A＝ cm²，底板高程Z₀＝ cm。其他数据记入表Ⅱ-1，表Ⅱ-2，表Ⅱ-3。

2.数据计算（选择合适的公式和数据进行计算，结果填入表Ⅱ-4）。

表Ⅱ-1 实验Ⅱ综合数据记录表

表Ⅱ-2 实验Ⅱ测压水头记录表（H_A>H_B）

续表

表Ⅱ-3 实验Ⅱ测压水头记录表（H_A＝H_B）

注：表头为测压管编号，括号内数据表示测点到坐标零点的距离；x以A河右壁为零点，Z以含水层底板为零点。

表Ⅱ-4 实验Ⅱ数据计算成果表

3.在方格纸上绘制实测潜水面、计算潜水面以及剖面流网。

4.问题讨论

（1）同一铅直面上，各测压管水头是否相等？试用流网分析为什么？

（2）分析计算的W值的误差来源？

（3）进行步骤（6）时，假如使两侧河流水位高差很大时，渗流可能出现什么现象？

（4）实验装置中A，B，…，W，X共24根测压管沿流向布置；1～6的6根沿铅直方向布置，表Ⅱ-2，表Ⅱ-3所记录的测压管读数中，哪一排读数的连线最接近潜水面？

（5）试分析计算的分水岭位置a和观测的分水岭位置a数值不一致的原因。

（6）在以上计算中，选哪些断面、哪些测压管的数据，计算结果最符合实际？

五、试验性实验设计参考

（1）分段降雨条件下的剖面二维渗流实验。调节降雨进水阀，形成分段降雨稳定入渗条件，观察两河水位相等条件下，河间地块分水岭位置、潜水面形状、水头分布及流网特征等。

（2）河岸出渗面及地表径流的观测。调节降雨进水阀逐渐加大或减小降雨强度，观察不同降雨条件下地表产流情况及河岸出渗面现象。

㈢ 在流体力学综合实验中,所测得的压强可以有多种的不同表示方法，有哪几种，它们之间有什么关系

有绝对压力Pa，相对压力P，大气压力Po。Pa=P+Po。相对压力又称为表压力，将常说的压力。

㈣ 如图1是“观察水的沸腾”的实验装置图．（1）安装该实验装置时，应该先固定A、B两铁圈中的______铁圈，用

（1）组装仪器时，应来先根据酒精灯的自高度确定铁圈B，这样可以避免重复调整；用酒精灯加热时，要用外焰加热；
（2）a中气泡在上升过程中体积逐渐变大，所以是沸腾时的现象；b图中气泡在上升过程中体积逐渐减小，所以是沸腾前的现象；
（3）由图知，烧杯已加盖，从开始给水加热到水开始沸腾所用的时间过长，可能是由于水量多或水的初温低造成的；因此可以减小水的质量或提高水的初温来缩短加热时间；
（4）（a）水在沸腾过程中温度保持不变，从表格中数据可知，从第9分钟水开始沸腾，沸腾时的温度为98℃，而在第12分钟温度为95℃．所以第12分钟的温度测量有误．
（b）从表格中数据可知，水沸腾时的温度为98℃，而一个标准大气压下，水的沸点为100℃，故此时外界气压不是标准大气压．
（c）水在沸腾过程中，虽然温度保持不变，但要不断吸收热量．
（d）水在沸腾前吸热，温度升高，沸腾时吸热温度保持不变．
故答案为：（1）B；外；（2）b；（3）减小水的质量；（4）（a）12；（b）98；不是；（c）吸热；（d）D．

㈤ 求实验室减压蒸馏装置图

实验室减压蒸馏装置图如下图所示：

实验原理

1.减压蒸馏适用对象

在常压蒸馏时未达沸点即已受热分解、氧化或聚合的物质

2、减压下的沸点

(1)通常液体的沸点是指其表面的蒸气压等于外界大气压时的温度；

(2)液体沸腾时温度是与外界的压力相关的，即外界压力降低沸点也降低；

(3)利用外界压力和液体沸点之间的关系，将液体置于一可减压的装置中，随体系压力的减小，液体沸腾的温度即可降低，这种在较低压力下进行蒸馏的操作被称为减压蒸馏。

(5)流体力学综合实验装置示意图扩展阅读

注意事项

1.真空油泵的好坏决定于其机械结构和真空泵油的质量，如果是蒸馏挥发性较大的有机溶剂，其蒸气被油吸收后，会增加油的蒸气压，影响泵的抽真空效果；如果是酸性的蒸气，还会腐蚀泵的机件；

另外，由于水蒸气凝结后会与油形成浓稠的乳浊液，破坏了油泵的正常工作。因此，在真空油泵的使用中，应安装必要的保护装置。

2.测压计的作用是指示减压蒸馏系统内部的压力，通常采用水银测压计，一般可分为封闭式和开口式两种。使用时必须注意勿使水或脏物侵入测压计内。水银柱中也不得有小气泡存在。否则，将影响测定压力的准确性。

㈥ 分液装置示意图

解；（1）温度计水银球应处在蒸馏烧瓶的支管口附近，冷凝管应从下口回进水，上口出水，以保证水充答满冷凝管，起到充分冷凝的作用；
故答案为：温度计插入蒸馏烧瓶中部的位置；冷凝管中自来水进入的方向；
（2）A仪器的名称为：蒸馏烧瓶；B仪器的名称为冷凝管；
故答案为：蒸馏烧瓶； 冷凝管；
（3）萃取、分液实验中所用主要玻璃仪器的名称是分液漏斗；静置后应先打开分液漏斗上端活塞使瓶内外气压相等；
故答案为：分液漏斗；打开分液漏斗上端活塞．

㈦ 如图是研究浮力大小的实验装置图，各实验中弹簧测力计示数如表所示．