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水力分析与计算
A类实验类
(四)动量方程实验
一、实验目的
1.掌握恒定总流的动量方程；
2.通过对动量与流速、流量、出射角度、动量矩等因素间相关性的分析研讨，进一步掌
握水动力学的动量守恒定理；
二、实验装置
本实验的装置如图4-1所示。
图4-1动量方程实验装置图
1.自循环供水器；2.实验台；3.可控硅无级调速器；4.水位调节阀；5.恒压水箱；6.管嘴；
7.集水箱；8.带活塞的测压管；9.带活塞和翼片的抗冲平板；10.上回水管。
广东水利电力职业技术学院，shuilx@126.com
水力分析与计算
图4-2图4-3
工作原理：在射流冲击力作用下，水流经导水管a向测压管内加水。当射流冲击力大于
测压管内水柱对活塞的压力时，活塞内移，窄槽c关小，水流外溢减少，使测压管内水位升
高，水压力增大。反之，活塞外移，窄槽开大，水流外溢增多，测管内水位降低，水压力减
小。在恒定射流冲击下，经短时段的自动调整，即可达到射流冲击力和水压力的平衡状态，
如图4-3所示。活塞形心处水深
h
可由测压管8的标尺测得，由此可求得活塞的水压力，
c
即为射流冲击平板的动量力F。
三、实验原理
恒定总流动量方程为
ÆÆÆ
F=
rQ
(
bv
-bv
)
22
1
2
取脱离体如图3-3所示，因滑动摩擦阻力水平分力
f
＜0.5%
F
，可忽略不计，故x方
x
x
向的动量方程化为
p2
F=-p
A
=-gh
D
=rQ
(
0
-bv
)
x
c
c
1
1
x
4
即
p2
brQv
-
gh
D
=0
11
xc
4
式中：
h
——作用在活塞形心处的水深；
c
D——活塞的直径；
Q——射流流量；
v
——射流的速度；
1
x
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水力分析与计算
b——动量修正系数。
1
实验中，在平衡状态下
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