動(dòng)量方程實(shí)驗(yàn)摘要:本次實(shí)驗(yàn)是通過測(cè)量射流對(duì)平板的作用力方法驗(yàn)證動(dòng)量方程.實(shí)驗(yàn)原理:1、射流對(duì)水箱的反作用力以水箱水面Ⅰ—Ⅰ，出口斷面Ⅱ—Ⅱ及箱壁為控制面，對(duì)X軸列動(dòng)量方程：式中：RX—水箱對(duì)水流的反作用；—水的密度；Q—流量；，—?jiǎng)恿啃拚禂?shù)，取1；—水箱水面的平均流速在X軸的投影，取0；—出口斷面的平均流速在X軸的投影；由對(duì)轉(zhuǎn)軸計(jì)算力矩M求得RX式中：L—出口中心至轉(zhuǎn)軸的距離；d—出口直徑；ν—出口流速。移動(dòng)平衡砝碼得到實(shí)測(cè)力矩MO：式中：G—平衡砝碼重量；—未出流時(shí)（靜態(tài)）平衡砝碼至轉(zhuǎn)軸的距離；S—出流時(shí)（動(dòng)態(tài)）砝碼至轉(zhuǎn)軸的距離2、射流對(duì)平面的作用力取噴嘴出口斷面Ⅰ—Ⅰ，射流表面，以及平板出流的截面Ⅱ—Ⅱ?yàn)榭刂泼?，?duì)X軸列動(dòng)量方程：由對(duì)轉(zhuǎn)軸計(jì)算力矩M求得RX式中：——水流沖擊點(diǎn)至轉(zhuǎn)軸的距離添加砝碼得到實(shí)測(cè)力矩式中：G—砝碼重量；L2—砝碼作用點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸的距離。實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示1.實(shí)驗(yàn)水箱2.控制閥門3.高位水孔4.低位水孔5.砝碼6.轉(zhuǎn)動(dòng)軸承7.擋板8.固定插銷9.水平儀10.噴嘴11.水泵12.水箱13.擋水板14.實(shí)驗(yàn)臺(tái)支架實(shí)驗(yàn)步驟1、射流對(duì)水箱的反作用力1）開進(jìn)水閥門，將水箱充滿水，關(guān)小閥門，使之保持較小溢流；2）拔出插銷，移動(dòng)砝碼，使水平儀水平，記下此時(shí)（靜態(tài)）砝碼位置OS；3）插上插銷，將出口轉(zhuǎn)至高孔位置。調(diào)節(jié)閥門，使之仍保持較小溢流；4）拔出插銷，移動(dòng)砝碼，使水平儀水平，記下此時(shí)（動(dòng)態(tài)）砝碼的位置S；5）用體積法測(cè)量流量，計(jì)算流速。2、射流對(duì)平面的作用力1）在拉鏈端部加重量50克砝碼，然后開啟并調(diào)節(jié)閥門，使平板保持垂直位置，記下砝碼位置，用體積法測(cè)流量；2）改變砝碼重量，重復(fù)步驟1)。數(shù)據(jù)處理平板法：儀器常數(shù)：d=1.2cm，L1=0.091m，L2=0.197mm

(kg）G(N)M1

(N.m)V(cm3)t（s)Q

(cm3/s)v(m/s)Rx（N)M2

(N.m)M1/M2

（%）10.020.1960.0394294512.224.142.130.520.046984.0220.030.2940.059129459.730.362.680.820.074279.6730.040.3920.078829458.933.092.930.970.088189.4340.050.490.098529457.738.253.381.290.117783.6850.10.980.197029455.553.554.732.540.230785.3860.151.470.295529454.171.836.354.560.415271.1770.21.960.394029453.681.817.235.920.538573.16M1/M2與流量之間的關(guān)系:注意事項(xiàng)1、調(diào)節(jié)前，必須將插銷插上；2、拔出插銷后，應(yīng)用手托扶水箱，以免擺動(dòng)過大損壞儀器；3、應(yīng)緩慢開啟和調(diào)節(jié)閥門。七、思考題1、為什么計(jì)算的力總是大于實(shí)測(cè)的力？答:在實(shí)驗(yàn)中,由于平板和水箱之間存在空隙,有一部分水從空隙中穿出,這部分水的水平速度大于零,所以作用在平板上的動(dòng)量(即實(shí)測(cè)的動(dòng)量)小于射流的總動(dòng)量。2、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果及誤差源及誤差限。答：實(shí)測(cè)M值的誤差源來自砝碼質(zhì)量m，砝碼力臂L1，理論值M0的誤差來源有水的體積Q，時(shí)間t，射流力臂L2。絕對(duì)誤差限:相對(duì)誤差限:從圖中可以看出,隨之流量增加誤差隨之增大,而且時(shí)間t引起的誤差限尤為明顯,流量為800cm3/s的情況下,相對(duì)誤差限已達(dá)到35%,所以在實(shí)驗(yàn)中可以采取相同流量下多次重復(fù)測(cè)量以減小t帶來的誤差.另