第一篇：哈尔滨工程大学流体力学水力学报告及答案
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工程流体力学水力学实验报告 实验一 流体静力学实验
实验原理
在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程
或
(1.1)
式中： z被测点在基准面的相对位置高度；
p被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同；
p0水箱中液面的表面压强；
γ液体容重；
h被测点的液体深度。
另对装有水油（图1.2及图1.3）U型测管，应用等压面可得油的比重S0有下列关系：
(1.2)据此可用仪器（不用另外尺）直接测得S0。实验分析与讨论
1.同一静止液体内的测管水头线是根什么线？
测压管水头指，即静水力学实验仪显示的测管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测压管液面的连线。实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。2.当PB<0时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。，相应容器的真空区域包括以下三部分：
(1)过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。
(2)同理，过箱顶小水杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区域。(3)在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。3.若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定γ0。
最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度h和h0，由式，从而求得γ0。
4.如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？
设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算
式中，为表面张力系数；为液体的容量；d为测压管的内径；h为毛细升高。常温(t=20℃)的水，=7.28dyn/mm，=0.98dyn/mm。水与玻璃的浸润角很小，可认为cosθ=1.0。于是有
(h、d单 位 为mm)
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一般来说，当玻璃测压管的内径大于10mm时，毛细影响可略而不计。另外，当水质不洁时，减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机玻璃作测压管时，浸润角较大，其h较普通玻璃管小。
如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。因为测量高、低压强时均有毛细现象，但在计算压差时，互相抵消了。
5.过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平面是不是等压面？哪一部分液体是同一等压面？
不全是等压面，它仅相对管1、2及水箱中的液体而言，这个水平面才是等压面。因为只有全部具备下列5个条件的平面才是等压面：（1）重力液体；（2）静止；（3）连通；（4）连通介质为同一均质液体；（5）同一水平面。而管5与水箱之间不符合条件（4），因此，相对管5和水箱中的液体而言，该水平面不是等压面。
6.用图1.1装置能演示变液位下的恒定流实验吗？
关闭各通气阀门，开启底阀，放水片刻，可看到有空气由c进入水箱。这时阀门的出流就是变液位下的恒定流。因为由观察可知，测压管1的液面始终与c点同高，表明作用于底阀上的总水头不变，故为恒定流动。这是由于液位的降低与空气补充使箱体表面真空度的减小处于平衡状态。医学上的点滴注射就是此原理应用的一例，医学上称之为马利奥特容器的变液位下恒定流。
7.该仪器在加气增压后，水箱液面将下降而测压管液面将升高H，实验时，若以P0=0时的水箱液面作为测量基准，试分析加气增压后，实际压强（H+δ）与视在压强H的相对误差值。本仪器测压管内径为0.8cm，箱体内径为20cm。
加压后，水箱液面比基准面下降了，而同时测压管1、2的液面各比基准面升高了H，由水量平衡原理有
则
本实验仪
d=0.8cm, D=20cm, 故
H=0.0032 于是相对误差有
因而可略去不计。
其实，对单根测压管的容器若有D/d10或对两根测压管的容器D/d7时，便可使0.01。
实验二 不可压缩流体恒定流能量方程（伯诺利方程）实验
实验原理
在实验管路中沿管内水流方向取n个过断面。可以列出进口断面(1)至另一断面(i)的能量方程式(i=2,3,„„,n)
取a1=a2=„an=1，选好基准面，从已设置的各断面的测压管中读出值，测出通过管路的流量，即可计算出断面平均流速v及，从而即可得到各断面测管水头和总水头。
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成果分析及讨论
1.测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？
测压管水头线（P-P）沿程可升可降，线坡JP可正可负。而总水头线（E-E）沿程只降不升，线坡J恒为正，即J>0。这是因为水在流动过程中，依据一定边界条件，动能和势能可相互转换。测点5至测点7，管收缩，部分势能转换成动能，测压管水头线降低，Jp>0。测点7至测点9，管渐扩，部分动能又转换成势能，测压管水头线升高，JP<0。而据能量方程E1=E2+hw1-2, hw1-2为损失能量，是不可逆的，即恒有hw1-2>0，故E2恒小于E1，（E-E）线不可能回升。(E-E)线下降的坡度越大，即J越大，表明单位流程上的水头损失越大，如图2.3的渐扩段和阀门等处，表明有较大的局部水头损失存在。2.流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？ 有 如 下 二 个 变 化 ：
（1）流量增加，测压管水头线（P-P）总降落趋势更显著。这是因为测压管水头，任一断面起始时的总水头E及管道过流断面面积A为定值时，Q增大，就增大，则必减小。而且随流量的增加阻力损失亦增大，管道任一过水断面上的总水头E相应减小，故的减小更加显著。
（2）测压管水头线（P-P）的起落变化更为显著。因为对于两个不同直径的相应过水断面有
式中为两个断面之间的损失系数。管中水流为紊流时，接近于常数，又管道断面为定值，故Q增大，H亦增大，（P-P）线的起落变化就更为显著。
3.测点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题？
测点2、3位于均匀流断面（图2.2），测点高差0.7cm，HP=
均为37.1cm（偶有毛细影响相差0.1mm），表明均匀流同断面上，其动水压强按静水压强规律分布。测点10、11在弯管的急变流断面上，测压管水头差为7.3cm，表明急变流断面上离心惯性力对测压管水头影响很大。由于能量方程推导时的限制条件之一是“质量力只有重力”，而在急变流断面上其质量力，除重力外，尚有离心惯性力，故急变流断面不能选作能量方程的计算断面。在绘制总水头线时，测点10、11应舍弃。4.试问避免喉管（测点7）处形成真空有哪几种技术措施？分析改变作用水头（如抬高或降低水箱的水位）对喉管压强的影响情况。
下述几点措施有利于避免喉管（测点7）处真空的形成：（1）减小流量，（2）增大喉管管径，（3）降低相应管线的安装高程，（4）改变水箱中的液位高度。
显然（1）、（2）、（3）都有利于阻止喉管真空的出现，尤其（3）更具有工程实用意义。因为若管系落差不变，单单降低管线位置往往就可完全避免真空。例如可在水箱出口接一下垂90弯管，后接水平段，将喉管的高程降至基准高程0—0，比位能降至零，比压能p/γ得以增大（Z），从而可能避免点7处的真
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空。至于措施（4）其增压效果是有条件的，现分析如下： 当作用水头增大h时，测点7断面上
值可用能量方程求得。
取基准面及计算断面1、2、3，计算点选在管轴线上（以下水柱单位均为cm）。于是由断面1、2的能量方程（取a2=a3=1）有
(1)因hw1-2可表示成此处c1.2是管段1-2总水头损失系数，式中e、s分别为进口和渐缩局部损失系数。又由连续性方程有
故式（1）可变为
(2)式中可由断面1、3能量方程求得，即
(3)由此得
(4)代入式(2)有(Z2+P2/γ)随h递增还是递减，可由(Z2+P2/γ)加以判别。因
(5)若1-[(d3/d2)4+c1.2]/(1+c1.3)>0，则断面2上的(Z+p/γ)随h同步递增。反之，则递减。文丘里实验为递减情况，可供空化管设计参考。
在实验报告解答中，d3/d2=1.37/1，Z1=50，Z3=-10，而当h=0时，实验的(Z2+P2/γ)=6，将各值代入式(2)、(3)，可得该管道阻力系数分别为c1.2=1.5，c1.3=5.37。再将其代入式(5)得
表明本实验管道喉管的测压管水头随水箱水位同步升高。但因(Z2+P2/γ)接近于零，故水箱水位的升高对提高喉管的压强（减小负压）效果不显著。变水头实验可证明该结论正确。
5.由毕托管测量显示的总水头线与实测绘制的总水头线一般都有差异，试分析其原因。
与毕托管相连通的测压管有1、6、8、12、14、16和18管，称总压管。总压管液面的连续即为毕托
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管测量显示的总水头线，其中包含点流速水头。而实际测绘的总水头是以实测的值加断面平均流速水头v2/2g绘制的。据经验资料，对于园管紊流，只有在离管壁约0.12d的位置，其点流速方能代表该断面的平均流速。由于本实验毕托管的探头通常布设在管轴附近，其点流速水头大于断面平均流速水头，所以由毕托管测量显示的总水头线，一般比实际测绘的总水线偏高。
因此，本实验由1、6、8、12、14、16和18管所显示的总水头线一般仅供定性分析与讨论，只有按实验原理与方法测绘总水头线才更准确。
实验三 不可压缩流体恒定流动量定律实验
实验原理
恒定总流动量方程为
取脱离体，因滑动摩擦阻力水平分离
即
式中：
hc——作用在活塞形心处的水深；
D——活塞的直径；
Q——射流流量；
V1x——射流的速度；
β1——动量修正系数。
实验中，在平衡状态下，只要测得Q流量和活塞形心水深hc，由给定的管嘴直径d和活塞直径D，代入上式，便可验证动量方程，并率定射流的动量修正系数β1值。其中，测压管的标尺零点已固定在活塞的园心处，因此液面标尺读数，即为作用在活塞园心处的水深。实验分析与讨论
1、实测β与公认值(β=1.02～1.05)符合与否？如不符合，试分析原因。
实测β=1.035与公认值符合良好。(如不符合，其最大可能原因之一是翼轮不转所致。为排除此故障，可用4B铅笔芯涂抹活塞及活塞套表面。)
2、带翼片的平板在射流作用下获得力矩，这对分析射流冲击无翼片的平板沿x方向的动量力有无影响？为什么？
无影响。
因带翼片的平板垂直于x轴，作用在轴心上的力矩T，是由射流冲击平板是，沿yz平面通过翼片造成动量矩的差所致。即
式中
Q——射流的流量；
Vyz1——入流速度在yz平面上的分速；
Vyz2——出流速度在yz平面上的分速；
α1——入流速度与圆周切线方向的夹角，接近90°；
α2——出流速度与圆周切线方向的夹角；
r1,2——分别为内、外圆半径。，可忽略不计，故x方向的动量方程化为
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该式表明力矩T恒与x方向垂直，动量矩仅与yz平面上的流速分量有关。也就是说平板上附加翼片后，尽管在射流作用下可获得力矩，但并不会产生x方向的附加力，也不会影响x方向的流速分量。所以x方向的动量方程与平板上设不设翼片无关。
3、通过细导水管的分流，其出流角度与V2相同，试问对以上受力分析有无影响？ 无影响。
当计及该分流影响时，动量方程为
即
该式表明只要出流角度与V1垂直，则x方向的动量方程与设置导水管与否无关。
4、滑动摩擦力为什么可以忽略不记？试用实验来分析验证的大小，记录观察结果。(提示：平衡时，向测压管内加入或取出1mm左右深的水，观察活塞及液位的变化)
因滑动摩擦力<5墸，故可忽略而不计。
如第三次实验，此时hc=19.6cm，当向测压管内注入1mm左右深的水时，活塞所受的静压力增大，约为射流冲击力的5。假如活动摩擦力大于此值，则活塞不会作轴向移动，亦即hc变为9.7cm左右，并保持不变，然而实际上，此时活塞很敏感地作左右移动，自动调整测压管水位直至hc仍恢复到19.6cm为止。这表明活塞和活塞套之间的轴向动摩擦力几乎为零，故可不予考虑。
5、V2x若不为零，会对实验结果带来什么影响？试结合实验步骤7的结果予以说明。
按实验步骤7取下带翼轮的活塞，使射流直接冲击到活塞套内，便可呈现出回流与x方向的夹角α大于90°(其V2x不为零)的水力现象。本实验测得135°，作用于活塞套圆心处的水深hc’=29.2cm，管嘴作用水头H0=29.45cm。而相应水流条件下，在取下带翼轮的活塞前，V2x=0，hc=19.6cm。表明V2x若不为零，对动量立影响甚大。因为V2x不为零，则动量方程变为
(1)就是说hc’随V2及α递增。故实验中hc’> hc。
实际上，hc’随V2及α的变化又受总能头的约束，这是因为由能量方程得
(2)而
所以
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从式(2)知，能量转换的损失实验原理 较小时，实验四 毕托管测速实验
（4.1）
式中：u－毕托管测点处的点流速；
c－毕托管的校正系数；
－毕托管全压水头与静水压头差。
(4.2)
(4.3)
联解上两式可得
式中：u －测点处流速，由毕托管测定；
－ 测点流速系数；
ΔH－管嘴的作用水头。
实验分析与讨论
1.利用测压管测量点压强时，为什么要排气？怎样检验排净与否？
毕托管、测压管及其连通管只有充满被测液体，即满足连续条件，才有可能测得真值，否则如果其中夹有气柱，就会使测压失真，从而造成误差。误差值与气柱高度和其位置有关。对于非堵塞性气泡，虽不产生误差，但若不排除，实验过程中很可能变成堵塞性气柱而影响量测精度。检验的方法是毕托管置于静水中，检查分别与毕托管全压孔及静压孔相连通的两根测压管液面是否齐平。如果气体已排净，不管怎样抖动塑料连通管，两测管液面恒齐平。
2.毕托管的动压头h和管嘴上、下游水位差H之间的大关系怎样？为什么？ 由于
且
即
一般毕托管校正系数c=11‟（与仪器制作精度有关）。喇叭型进口的管嘴出流，其中心点的点流速系数=0.9961‟。所以Δh<ΔH。
本实验Δh=21.1cm，ΔH=21.3cm，c=1.000。3.所测的流速系数说明了什么？
若管嘴出流的作用水头为H，流量为Q，管嘴的过水断面积为A，相对管嘴平均流速v，则有
称作管嘴流速系数。
若相对点流速而言，由管嘴出流的某流线的能量方程，可得
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式中：为流管在某一流段上的损失系数；为点流速系数。
本实验在管嘴淹没出流的轴心处测得=0.995，表明管嘴轴心处的水流由势能转换为动能的过程中有能量损失，但甚微。
4.据激光测速仪检测，距孔口2－3cm轴心处，其点流速系数为0.996，试问本实验的毕托管精度如何？如何率定毕托管的修正系数c？
若以激光测速仪测得的流速为真值u，则有
而毕托管测得的该点流速为203.46cm/s，则ε=0.2‰ 欲率定毕托管的修正系数，则可令
本例：
5.普朗特毕托管的测速范围为0.2－2m/s，轴向安装偏差要求不应大于10度，试说明原因。（低流速可用倾斜压差计）。
（1）施测流速过大过小都会引起较大的实测误差，当流速u小于0.2m/s时，毕托管测得的压差Δh亦有
若用30倾斜压差计测量此压差值，因倾斜压差计的读数值差Δh为，那么当有0.5mm的判读误差时，流速的相对误差可达6%。而当流速大于2m/s时，由于水流流经毕托管头部时会出现局部分离现象，从而使静压孔测得的压强偏低而造成误差。
（2）同样，若毕托管安装偏差角（α）过大，亦会引起较大的误差。因毕托管测得的流速u是实际流速u在其轴向的分速ucosα，则相应所测流速误差为
α若>10，则
6.为什么在光、声、电技术高度发展的今天，仍然常用毕托管这一传统的流体测速仪器？
毕托管测速原理是能量守恒定律，容易理解。而毕托管经长期应用，不断改进，已十分完善。具有结构简单，使用方便，测量精度高，稳定性好等优点。因而被广泛应用于液、气流的测量（其测量气体的流速可达60m/s）。光、声、电的测速技术及其相关仪器，虽具有瞬时性，灵敏、精度高以及自动化记录等诸多优点，有些优点毕托管是无法达到的。但往往因其机构复杂，使用约束条件多及价格昂贵等因素，从
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而在应用上受到限制。尤其是传感器与电器在信号接收与放大处理过程中，有否失真，或者随使用时间的长短，环境温度的改变是否飘移等，难以直观判断。致使可靠度难以把握，因而所有光、声、电测速仪器，包括激光测速仪都不得不用专门装置定期率定（有时是利用毕托管作率定）。可以认为至今毕托管测速仍然是最可信，最经济可靠而简便的测速方法。
实验五 雷诺实验
实验原理
实验分析与讨论
⒈流态判据为何采用无量纲参数，而不采用临界流速？
雷诺在1883年以前的实验中，发现园管流动存在两种流态——层流和紊流，并且存在着层流转化为紊流的临界流速V’，V’与流体的粘性ν及园管的直径d有关，即
（1）
因此从广义上看，V’不能作为流态转变的判据。
为了判别流态，雷诺对不同管径、不同粘性液体作了大量的实验，得出了用无量纲参数（vd/ν）作为管流流态的判据。他不但深刻揭示了流态转变的规律，而且还为后人用无量纲化的方法进行实验研究树立了典范。用无量纲分析的雷列法可得出与雷诺数结果相同的无量纲数。可以认为式（1）的函数关系能用指数的乘积来表示。即
（2）
其中K为某一无量纲系数。式（2）的量纲关系为
（3）
从量纲和谐原理，得
L：2α1+α2=1 T：-α1=-1
联立求解得α1=1，α2=-1 将上述结果，代入式（2），得
或
雷诺实验完成了K值的测定，以及是否为常数的验证。结果得到K=2320。于是，无量纲数vd/ν便成了适应于任何管径，任何牛顿流体的流态转变的判据。由于雷诺的奉献，vd/ν定命为雷诺数。
随着量纲分析理论的完善，利用量纲分析得出无量纲参数，研究多个物理量间的关系，成了现今实验研究的重要手段之一。
⒉为何认为上临界雷诺数无实际意义，而采用下临界雷诺数作为层流与紊流的判据？实测下临界雷诺数为多少？
根据实验测定，上临界雷诺数实测值在3000～5000范围内，与操作快慢，水箱的紊动度，外界干扰等密切相关。有关学者做了大量实验，有的得12000，有的得20000，有的甚至得40000。实际水流中，干扰总是存在的，故上临界雷诺数为不定值，无实际意义。只有下临界雷诺数才可以作为判别流态的标准。
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凡水流的雷诺数小于下临界雷诺数者必为层流。一般实测下临界雷诺数为2100左右。
⒊雷诺实验得出的圆管流动下临界雷诺数2320，而目前一般教科书中介绍采用的下临界雷诺数是2000，原因何在？
下临界雷诺数也并非与干扰绝对无关。雷诺实验是在环境的干扰极小，实验前水箱中的水体经长时间的稳定情况下，经反复多次细心量测才得出的。而后人的大量实验很难重复得出雷诺实验的准确数值，通常在2000～2300之间。因此，从工程实用出发，教科书中介绍的园管下临界雷诺数一般是2000。⒋试结合紊动机理实验的观察，分析由层流过渡到紊流的机理何在？
从紊动机理实验的观察可知，异重流（分层流）在剪切流动情况下，分界面由于扰动引发细微波动，并随剪切流速的增大，分界面上的波动增大，波峰变尖，以至于间断面破裂而形成一个个小旋涡。使流体质点产生横向紊动。正如在大风时，海面上波浪滔天，水气混掺的情况一样，这是高速的空气和静止的海水这两种流体的界面上，因剪切流动而引起的界面失稳的波动现象。由于园管层流的流速按抛物线分布，过流断面上的流速梯度较大，而且因壁面上的流速恒为零。相同管径下，如果平均流速越大则梯度越大，即层间的剪切流速越大，于是就容易产生紊动。紊动机理实验所见的波动→破裂→旋涡→质点紊动等一系列现象，便是流态从层流转变为紊流的过程显示。
⒌分析层流和紊流在运动学特性和动力学特性方面各有何差异？ 层流和紊流在运动学特性和动力学特性方面的差异如下表：
运动学特性:
动力学特性:
层流: 1.质点有律地作分层流动
1.流层间无质量传输
2.断面流速按抛物线分布
2.流层间无动量交换
3.运动要素无脉动现象
3.单位质量的能量损失与流速的一次方成正比
紊流: 1.质点互相混掺作无规则运动
1.流层间有质量传输
2.断面流速按指数规律分布
2.流层间存在动量交换
3.运动要素发生不规则的脉动现象
3.单位质量的能量损失与流速的（1.75～2）次方成正比
实验六 文丘里流量计实验
实验原理
根据能量方程式和连续性方程式，可得不计阻力作用时的文氏管过水能力关系式
式中：Δh为两断面测压管水头差。
由于阻力的存在，实际通过的流量Q恒小于Q’。今引入一无量纲系数µ=Q/Q’（μ称为流量系数），对计算所得的流量值进行修正。即
另，由水静力学基本方程可得气—水多管压差计的Δh为 实验分析与讨论
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⒈本实验中，影响文丘里管流量系数大小的因素有哪些？哪个因素最敏感？对d2=0.7cm的管道而言，若因加工精度影响，误将（d2－0.01）cm值取代上述d2值时，本实验在最大流量下的μ值将变为多少？ 由式
可见本实验（水为流体）的μ值大小与Q、d1、d2、Δh有关。其中d1、d2影响最敏感。本实验中若文氏管d1 =1.4cm，d2=0.71cm，通常在切削加工中d1比d2测量方便，容易掌握好精度，d2不易测量准确，从而不可避免的要引起实验误差。例如当最大流量时μ值为0.976，若d2的误差为－0.01cm，那么μ值将变为1.006，显然不合理。
⒉为什么计算流量Q’与实际流量Q不相等？
因为计算流量Q’是在不考虑水头损失情况下，即按理想液体推导的，而实际流体存在粘性必引起阻力损失，从而减小过流能力，Q 如图6.4所述，⒋试应用量纲分析法，阐明文丘里流量计的水力特性。 运用量纲分析法得到文丘里流量计的流量表达式，然后结合实验成果，便可进一步搞清流量计的量测特性。 对于平置文丘里管，影响ν1的因素有：文氏管进口直径d1，喉径d2、流体的密度ρ、动力粘滞系数μ及两个断面间的压强差ΔP。根据π定理有 从中选取三个基本量，分别为： 共有6个物理量，有3个基本物理量，可得3个无量纲π数，分别为： 哈尔滨工程大学 根据量纲和谐原理，π1的量纲式为 分别有 L：1=a1+b1-3c1 T：0=-b1 M：0= c1 联解得：a1=1，b1=0，c1=0，则 同理 将各π值代入式（1）得无量纲方程为 或写成 进而可得流量表达式为 （2） 式（2）与不计损失时理论推导得到的 （3） 相似。为计及损失对过流量的影响，实际流量在式（3）中引入流量系数µQ计算，变为 （4） 比较（2）、（4）两式可知，流量系数µQ与Re一定有关，又因为式（4）中d2/d1的函数关系并不一定代表了式（2）中函数所应有的关系，故应通过实验搞清µQ与Re、d2/d1的相关性。 哈尔滨工程大学 通过以上分析，明确了对文丘里流量计流量系数的研究途径，只要搞清它与Re及d2/d1的关系就行了。由实验所得在紊流过渡区的µQ～Re关系曲线（d2/d1为常数），可知µ因恒有μQ随Re 的增大而增大，<1，故若使实验的Re增大，µQ将渐趋向于某一小于1 的常数。 另外，根据已有的很多实验资料分析，µQ与d1/d2也有关，不同的d1/d2值，可以得到不同的µQ～Re关系曲线，文丘里管通常使d1/d2=2。所以实用上，对特定的文丘里管均需实验率定µQ～Re的关系，或者查用相同管径比时的经验曲线。还有实用上较适宜于被测管道中的雷诺数Re>2×105，使µQ值接近于常数0.98。 流量系数µQ的上述关系，也正反映了文丘里流量计的水力特性。 ⒌文氏管喉颈处容易产生真空，允许最大真空度为6～7mH2O。工程中应用文氏管时，应检验其最大真空度是否在允许范围内。据你的实验成果，分析本实验流量计喉颈最大真空值为多少？ 本实验若d1= 1.4cm，d2= 0.71cm，以管轴线高程为基准面，以水箱液面和喉道断面分别为1—1和2—2计算断面，立能量方程得 则 > 0 <－52.22cmH2O，而由本实验实测为60.5cmH2O。即实验中最大流量时，文丘里管喉颈处真空度进一步分析可知，若水箱水位高于管轴线4m左右时，实验中文丘里喉颈处的真空度可达7mH2O（参考能量方程实验解答六—4）。 推进内涵发展 深化育人职能 为建设特色鲜明的高水平研究型大学作出新贡献 ——在共青团哈尔滨工程大学第十次代表大会上的报告 殷敬伟 （2010年5月16日） 各位代表： 现在，我受共青团哈尔滨工程大学第九届委员会的委托向大会作报告，请予审议。 这次大会是在学校全面实施“十一五”规划的最后一年，也是制定“十二五”规划之年召开的一次重要会议。大会的主题是：高举中国特色社会主义伟大旗帜，以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，深入落实科学发展观，全面贯彻落实党的十七大和十七届四中全会、团的十六大精神，锐意进取、求真务实、创新超越、满足学生全面发展的需要，为每名学生的成长成才创造一流的校园环境，为建设特色鲜明的高水平研究型大学奉献青春与智慧。 过去五年工作的回顾与总结 五年来，校团委在学校党委和上级团组织的正确领导和亲切关怀下，以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，牢固树立科学发展观，紧紧围绕学校中心工作，致力于培养具有“可靠顶用”的高素质创新型人才，在组织建设、思想教育、科技创新、创业教育、实践教育、校园文化建设等方面取得了骄人的成绩，开创了崭新的工作局面。2007年荣获 “全国五四红旗团委标兵”荣誉，实现了我校共青团工作历史性跨越。 下面，我从以下方面对过去五年的工作进行回顾和总结。五年来，团的自身建设不断加强，团组织的凝聚力和战斗力不断提升。学校团委紧紧围绕“党建带团建”的工作思路，以打牢基础建设为保障，以创建“五四红旗团委”为载体，组织建设得到进一步加强，团干队伍得到进一步锻炼，1个学院团委获省“五四红旗团委标兵”，2个学院团委获省“五四红旗团委”，2个团支部分获“全国三好班级”和省“五四红旗团支部标兵”。先后选派20多人分别到团中央、团省委、《中国青年报》挂职和进修学习。组织专职团干部赴英、澳著名大学及国内多所高校调研青年学生工作。有2名学生获得“全国优秀学生干部”荣誉，2名同学入选全国大学生人物候选人，3人获中国大学生自强之星提名奖，8人获省十佳大学生、省优秀团干部，20人获省优秀大学生等荣誉称号。先后推荐7299名优秀团员作为党的发展对象，为党输送了新鲜血液。2010年我校“品质团活”、“启航行动”2个创建项目荣获首届“黑龙江省共青团工作创新奖”。 五年来，大学生科技创新繁荣发展，学生的创新能力整体性提高。校团委形成了学生科技创新工作“四体系一线穿”模式，即科技竞赛、科研立项、创新课程、创新中心四个体系有效统筹协调，资源配置实现优化。广大学生参与科技创新的意识和积极性得到进一步提高，同时取得了突出成果。校船舶结构与水利竞赛、纸桥竞赛、节能减排竞赛、机器人足球竞赛等“一院多品”每年开展超过50项竞赛，大学生科创沙龙举办100余期，“五四杯”、“启航杯”、科创吉尼斯、科技展厅等多项科技创新品牌深入人心。学生连续9年参加亚太及全国大学生机器人电视大赛，共获亚太第三名1次，全国亚军2次，特别表演奖、最佳创意奖各1次；在全国大学生电子设计竞赛、全国大学生数学建模竞赛、全国嵌入式设计大赛、全国大学生智能车竞赛、全国机器人暨RoboCup公开赛、全国Tl-DSP大奖赛等80余项国内外赛事中获奖400余项，4人获“中国青少年科技创新奖”，学校获得“全国科普教育基地”、“中国青年科技创新行动示范基地”等荣誉称号。 五年来，创业教育蓬勃开展，大学生的创业意识明显提升。五年来，创业教育工作逐步形成了以培养学生创业意识和创业能力为目标，以创业大赛为牵引，以创业培训为基础，以创业联盟为载体的创业教育指导思想。2009年5月创办的大学生创业联盟中以“虚拟注册，实体运营”的方式成立的学生虚拟公司达42家。获“挑战杯”中国大学生创业计划大赛银奖2项、铜奖4项；中科院青年创业计划竞赛铜奖1项；“赛伯乐”创业计划大赛银奖1项、铜奖1项等奖项。校团委荣获全国青年创业教育先进集体、1人荣获全国青年创业教育先进个人、2名优秀学生入选全国青年创业案例。五年来，社会实践工作领域不断拓宽，学生服务社会能力进一步增强。校团委以培养学生实践能力为出发点，以社会实践和志愿服务为载体，以建设品牌活动为牵引，以构建文明校园为目标，大力开展社会实践活动，社会实践和青年志愿活动塑成品牌，极大的提升了青年学生的社会适应能力和竞争力。先后有16篇社会调查报告获得省级以上奖励，共有1支服务队获“中国百个优秀青年志愿服务集体”、11支服务队被评为全国和省大中专学生志愿者“三下乡社会实践活动优秀服务队”。学校先后获“全国暑期‘三下乡’社会实践活动先进单位”、“第四届全国特奥会志愿服务先进集体”和“爱心贡献奖”、“第24届世界大学生冬季运动会志愿者先进组织单位”等荣誉称号。连续18年被团中央、教育部评为“全国大学生社会实践优秀组织单位”。 五年来，校园文化活动丰富多彩，品牌体系影响力增强。校团委以品牌活动建设为重点、以文化活动立项为牵引、以营造积极向上的校园文化氛围为目标，切实加强品牌体系建设，充分发挥了校园文化的育人功能。阳光论坛、船海揭密、学子论坛、《青春校园》、校园吉尼斯等全校性校园文化品牌活动影响不断扩大。学校每年举办体育文化节、卡拉OK大赛、礼仪风采大赛、校园辩论赛等20余项特色校园文化活动，各院系开展活动近百项，为营造良好的校园文化氛围做出了积极贡献。以学生社团管理中心为抓手，实行校院两级中心化管理探索，加强对社团的指导、管理与服务。目前我校学生社团数量已过百，每年举办社团活动200余期、“精品社团”活动50余期，“E唯”协会荣获“全国优秀学生社团”称号。 五年来，坚持以先进的理论武装青年学生，思想政治教育扎实有效。学校坚持以理想信念教育为核心、爱国主义教育为重点，结合学校实际紧扣时代主题，不断丰富教育内容，积极探索有效形式，努力引领团员青年与时代同步伐、与祖国共奋进、与学校齐发展。五年来，围绕重要纪念日和重大事件，我校各级团组织举办报告会、座谈会400余场，演讲比赛、朗诵比赛、征文活动400余次，参与人数达3万人次。校团委建立“科学发展观研习社”等一批学生理论研习社团，以“突出特色，增加创意，立足思政，服务大众”的启航网为平台建立思政网站群，目前网站访问量超过40万次。学校荣获“省青少年爱国主义教育基地”荣誉称号。 回顾五年多我校共青团工作，总结以下基本经验： ——团的工作必须坚持正确的理论指导，始终把握坚定的政治方向。 ——团的工作必须围绕学校发展大局，把团的各项工作放到学校中心工作去思考，以满足学生全面发展需要为第一目标，为每个学生的成长成才创造一流的校园环境。 ——团的工作必须坚持科学发展，与时俱进，有效整合学校各类资源，不断增强团组织的创新力。 ——团的工作必须焕发青春光彩，始终赋予工作以激情和梦想，始终要求真务实、开拓创新、不畏艰难、勇于挑战。 在看到五年成绩的同时，我们也必须清醒地看到存在的问题与不足，主要表现在：现有的共青团组织形态还不能完全适应新时代条件下青年的群体特征，研究生团建工作还要进一步提升；基层团组织的凝聚力需要进一步加强；大学生科技创新高水平的普及仍需要提升，创业教育仍需要全面展开；团组织的服务性和团员干部的服务意识还不够突出，与青年的需求还有一定距离。这些问题，需要我们今后更加深思并着力加以解决。 各位代表，过去的五年是我校共青团工作不断开拓进取的五年，是硕果累累的五年。我们深切感受到，学校党委和上级团组织对我们的正确领导和亲切关怀是我校共青团工作得到不断发展壮大的根本保证；学校相关部门、社会各界、各兄弟单位的支持帮助是我校共青团工作能够快速发展的重要条件；全校团干部和广大团员青年的奋斗、创新、奉献、进取精神则是我校共青团工作永葆青春的力量源泉。在这里我代表共青团哈尔滨工程大学第九届委员会向一直以来关心、帮助、支持我校共青团事业发展的各级领导致以崇高的敬意！向工作在共青团第一线的广大团干部，向为我校共青团事业辛勤耕耘过的老团干表示衷心的感谢！向与会的各位代表，并通过你们向全校广大团员青年致以亲切的问候！ 共青团工作面临的形势与机遇 当前，随着经济社会的深刻变革及信息化社会的深远发展，工业化、信息化和国防现代化建设的要求，使得我校共青团工作面临着新的、复杂的形式，同时也给我们开展共青团工作带来了机遇与挑战。新时期、新任务、新观念，这就要求我们要从党和国家发展建设全局的战略高度来看待共青团工作；从服务国防、培养合格的建设者与可靠接班人的时代要求来看待共青团工作；从服务社会、建设龙江的经济建设的具体要求来看待共青团工作；从围绕建设特色鲜明的高水平研究型大学的目标开展工作，要深刻把握当代青年鲜明的时代特征，统筹兼顾、实践创新，高屋建瓴地推动共青团事业实现新的跨越和发展。 一、要坚定不移地坚持党建带团建，紧紧跟上党建的步伐 新时期，共青团要以“党建带团建”为核心，结合学校中心工作和青年特点找准共青团工作的切入点，发挥好党联系青年的桥梁纽带作用，不断夯实团的基层组织建设，促使共青团工作制度化、规范化，不断探索团组织建设的新模式、新思路，提高团组织服务大局、引领青年的号召力、凝聚力、吸引力和战斗力。 二、要切实有效地坚持服务广大青年，引导学生成为合格的建设者和可靠的接班人 当前，青年的政治意识表达方式发生了新变化，针对这一挑战，共青团组织只有面向广大普通青年，靠对青年特有兴趣的满足、靠对青年未来发展过程中所需要的素质、能力与潜力的培养、靠团干部的人格魅力和对青年的感情，切实增强对青年的吸引和凝聚，才能真正把青年团结在党的周围。要积极主动地从大处引导青年，从小处着手服务于青年，使他们逐步锤炼思想，提升素质，增强使命感和责任感。 三、从围绕建设特色鲜明的高水平研究型大学入手，创新性开展团的工作 培养高素质的一流工程师、行业领军人才和科学家等拔尖创新人才，是哈尔滨工程大学的育人目标，培养这样的人才，应当属于精英教育的层次。共青团服务于学校人才培养的定位，与学校创建特色鲜明的高水平研究型大学目标定位是一致的。共青团工作要在创新中构建良好的学风与创新氛围，要为培养每一名学生的创新精神和实践能力创造条件。 我们要推进内涵发展，深化育人职能，切实以“推进科技创新，倡导创业实训，搞活实践教育，引领思想文化，促进精英成才”为工作指导，以“满足学生全面发展的需要，为每一个学生的成长成才提供服务”为共青团工作理念，使青年自觉地把个人的成长成才融入到学校和社会的建设发展事业之中，为学校的发展目标贡献力量。 谱写我校共青团工作的新篇章 各位代表，同志们，我们正站在新的历史起点上，今后几年是哈尔滨工程大学创建研究型大学的重要阶段，是学校发展的关键时期，也是各项改革的攻坚阶段。 面对新形势、新任务，紧密结合我校工作实际，今后三年学校共青团工作总的工作目标是：高举中国特色社会主义伟大旗帜，坚持以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，深入贯彻落实科学发展观，在校党委和团省委的领导下，围绕学校中心工作和服务团员青年，以“创新创业上水平，思想教育有实效”为目标，着力推进“思想育人、科技育人、创业育人、实践育人”四大育人体系建设，进一步提升共青团工作的思想引领力、组织凝聚力、品牌影响力、文化辐射力，带领青年团员在建设特色鲜明的高水平研究型大学的征程中建功立业。 为此，我们在工作中必须牢牢把握以下六个方面。 一、夯实青年思想建设，创新开展工作，为培养创新型人才奠定良好的基石 我们要始终把团员青年的思想政治教育放在首位，夯实青年思想建设，坚持贴近学生、贴近实际、贴近生活的原则，积极探索新时期青年思想政治工作的规律，把思想政治教育做深、做细、做实、做透，不断提高思想政治教育的时代性、针对性和实效性，科学构筑共青团思想教育体系，为培养创新型人才奠定良好的基石。 1、要丰富思想政治教育内容，切实增强团组织的凝聚力。我们要深入开展理想信念主题教育，把握团员青年的政治热情，紧跟时代主旋律。要引导广大青年深入学习贯彻科学发展观，要弘扬和培育以爱国主义为核心的伟大民族精神，帮助青年正确认识各种社会问题和热点、焦点事件。要增强团结互助精神和社会责任意识，做好“校园文明工程”，引导青年学生自觉养成与社会相适应的道德观念、行为准则，以更加文明的生活方式和积极向上的精神风貌展现青年风采。传承我校军工文化精神，开展爱校荣校教育，培养团员青年自强自立、艰苦奋斗的品格，引导广大青年树立正确的世界观、人生观、价值观。 2、要提高思想政治教育效果，搭建行之有效的青年自我教育平台。要把握青年鲜明的时代特征，充分发挥学生骨干、理论社团、网络阵地的作用，抓学习、抓契机、抓典型、抓载体、抓阵地，引导全校团员青年把思想教育与读书活动、社会实践、志愿服务、校园文化等结合起来。利用“五四”青年节、建党纪念日、国庆节等重大节日、纪念日，引导团员青年在主题思想教育活动中，培养爱国主义、集体主义和民族精神；引导青年弘扬主旋律，把握青年脉搏，促进信息交流，引导团员青年学习榜样，争做先进。要进一步深化“品质团活”的品牌效应，以“品质团活”为行动载体，提升青年学生思想政治文化内涵，良性互动，构建起基层自我教育模式。 二、进一步落实学生科技创新工作要求，形成学生高水平普及的新局面 要贯彻落实学校大学生科技创新工作会议精神，继续大力推进“四体系一线穿”模式，加大统筹协调机关、服务支持院系、组织发动学生力度，发挥牵线搭桥、催化引导作用，形成以课内创新课程为基础、创新中心为依托、普及型活动为保障、大学生科研立项为牵引、高水平竞赛为突破的创新人才培养新模式，完成大学生“创新绿卡”认证建设。 1、加强大学生科研立项制度建设，有效做好评审、推广。要进一步完善大学生科研立项平台，建设项目库、专家库，推动学生科技创新基础工作的扎实有效开展，探索立项的管理、服务、认定、评审工作等的制度建设，在提高数量的同时，切实有效提升质量，确保资助的合理化使用，推荐优秀作品申请专利，做好作品推广工作，支持科技转化创业。 2、加强学生参与竞赛普及率，在国内外高水平竞赛中取得群体突破。要将校内普及型竞赛分层次分类别指导，支持高水平普及赛事扩大参与率；建立竞赛库、专家库，发挥专家作用，规范竞赛管理机制；继续探索承办高水平、低成本赛事；推进“启航行动”服务社会力度。要加大宣传力度，营造浓厚的校园创新氛围，举办科创沙龙等专题讲座、报告、培训，加强对学生的引领与指导，增进学生在国内外高水平竞赛中的参与率，提升学校影响力，争取在国内能够发挥引领作用。 3、完善学生科技创新课程体系，推动形成一批精品课程。要与教务处、实验室与资产管理处等有关单位密切协作，形成一批学生科技创新必修课、选修课、通识课、讲座等相结合的大学生科技创新课程体系，积极鼓励指导老师参与课程指导，联合评选“优秀校级学生科技创新课程”，推动建设一批有特色、有操作性、参与性高的课程。 4、争取有关单位对创新中心的支持，做好“四个紧密结合”。要加强与学校有关单位的沟通，争取更多的政策、经费、智力与项目支持。协助院系建立一批有影响、有效果、有产出的学生科技创新中心，加强科技创新实验室开放。在中心建设中，要坚持课内创新研究和课外创新活动紧密结合；本科生创新和研究生创新紧密结合；各院系“一院多品”跨学科紧密结合；校内的创新中心与校外的基地紧密结合。 三、完成创业教育体系，进一步提升青年学生的创业能力 围绕创新性人才培养的中心工作，按照“搭建创业教育、创业实训双平台，为学生在创业意识、创业能力培养上提供‘第一桶金’”的工作思路开展创业教育，构筑“一个核心，二个支撑，三个依托”的创业体系，即以培养学生创业精神和创业能力为核心，以创业理论教育教学和实践教学为支撑，以创业大赛、创业联盟和国家大学科技园孵化为依托，以整合资源为目标，构筑有层次的大学生创业教育体系。 1、构建完备的创业课程体系，为学生创业打下坚实基础。在构建课程体系中，以学科渗透为原则，将创业教育与学科课程有机结合，最大限度地发挥学科教育的作用。依托阳光论坛、诺基亚创业大讲堂、知名企业家进校园等活动举办创业讲座，在学校营造良好的创业教育氛围。申请加入国家级创业平台，开设KAB创业教育等系列课程，逐步建立学生创业实践教学基地。 2、继续加大对创业大赛的指导，扩大学生的参与面。学校将会以“崇尚科学，锐意创新，在创业实践中培养创新精神”为指导思想，以校内“五四杯”创业计划大赛为基础，以中国科学院青年创业计划大赛、SIFE国际创业大赛等其它创业赛事为历练，以全国“挑战杯”创业计划大赛为突破，逐步形成蓬勃发展的创业竞赛体系。充分利用科研成果，将学生科技作品及实验室发明专利进行包装，参加各类创业计划大赛。 3、以创业联盟为载体，进一步完善大学生创业实训平台。要逐步规范学生创业实训平台，形成区域化优势，通过统筹多方资源，推进联盟公司实体经营和技术研发的分类指导。指导技术研发类公司广泛吸纳研发人才，增加产品技术含量；指导实体经营类公司进行营销创新，形成特色的运营模式，打造学生经营的特色品牌。对于在创业联盟中运营较好的项目，将引导学生依托大学科技园的优势，对成熟的创业项目进行孵化。 四、加强社会实践工作平台建设，形成“实践育人”工作格局 社会实践和志愿服务是学校实践育人的有效途径，学校共青团立足实际，将坚持以“受教育、长才干、作贡献”为宗旨，以提高大学生综合素质为目标，按照“爱心文化铸品牌，志愿服务抓普及，社会实践重效果”的思路，探索项目化管理运作模式，紧紧围绕“实践育人”核心积极开展丰富多彩的主题实践活动，努力提高广大学生的实践创新能力。 1、以项目化管理运作模式，加强工作机制建设。建立实践管理运作机制，做到社会实践的全年“实时申报、实时实施”，提高实践体系的运行效率，进一步提高社会实践的参与程度；不断深化暑期社会实践与日常社会实践活动相结合、农村社会实践与企业社会实践并举、个体实践与团体实践并重的社会实践工作格局；通过深化实践项目指导体系改革，加强教师的指导作用，建立社会实践和科学研究相结合，将调研结果成果化，通过开展评比优秀调研报告活动，使社会实践从外延式向内涵式发展的转化。 2、建立和完善大学生志愿服务的长效机制。以培养学生奉献精神、增强社会责任感为宗旨深入开展志愿服务活动。以组织机制创新为主线，探索青年志愿者协会运作、学生自主参与的志愿者组织模式，做到院系志愿者活动与品牌志愿者活动相结合，提高学生志愿服务的参与率和覆盖率；建立有效的注册、管理、培训、评估机制，创建志愿服务信息交流平台，搭建校内外信息沟通渠道；重点开展“三品一优”工程评选工作，即品牌志愿服务队、品牌服务项目、品牌服务基地和优秀志愿者的评选工作；进一步做好研究生支教团和大学生志愿服务西部计划等品牌项目；广泛开展“平安龙江”志愿服务活动，促进我省的社会和谐。 五、加强团组织建设，深入推进共青团固本强基工程 团组织建设是实现共青团工作内涵发展的关键环节，是共青团事业更好地为青年学生成长成才服务的基础，也是提升共青团工作凝聚力的保障。 1、加强基层团组织的活力。完善“五四红旗团委”、“五四红旗团支部”的评价体系，构筑“校团委领导、院团委协调、班级支部落实”纵向管理体制，校团委将更多的资源分配给基层。基层团委要积极争取所在院系党委的支持，增强创造性，善于思考，敢于担当责任，发挥首创精神，从实践中提炼出新经验、新办法，使团的工作不断充满生机和活力。要提升共青团的合作能力，树立开放共赢的意识，实现资源共享、以合作求活力，以合作求突破。 2、强化两支队伍和学生组织建设，进一步优化组织育人。继续加强专职团干部和学生干部两支队伍建设，大力推进团学干部的思想作风和工作作风建设，建立健全专职团干部队伍的培训和考核机制。探索“军工英才”骨干培训计划的选拔、培养模式，选派优秀团学干部参加各类培训、交流、挂职等活动，强化学生干部的综合能力培养。同时加强对学生会、研究生会等学生组织的指导和管理，激发活力，充分发挥学生组织在团员青年中的影响力；切实发挥学生组织的桥梁纽带作用，在服务青年发展、维护学校稳定和建设和谐校园等工作中做出更大的贡献。 3、加强团的调查研究与学习工作，建立学习型团组织。全校团组织要紧密围绕学校中心工作，结合共青团工作的实际，在引导团干部开展自学的基础上，组织各种形式的培训和集中学习，定期组织工作经验交流，注重完善与工作相关合理的知识结构。鼓励团干部深入开展工作研究，把握青年动态，广泛开展各类专题调研和热点调查，撰写高水平的研究报告，为共青团开展工作提供决策参考，努力提高共青团工作的针对性和实效性。 六、打造文化育人品牌，进一步丰富校园文化活动 校园文化建设“以学生社团为主力，以特色品牌为阵地，以活动立项为牵引”的工作思路，注重发挥校园文化凝聚青年、影响青年、引导青年的作用。 1、社团工作力求突破，使之成为校园文化的主力军。继续完善社团的二级管理机制，提高社团的质量，把社团的数量优势转化为共青团工作的覆盖优势，把共青团工作的覆盖优势转化为共青团组织对青年的引领优势。加强特色社团的建设，重点扶持建设一批符合时代需求、反映工程大学风貌的新型社团，规划建设一批经典的社团活动品牌，适度资源倾斜，引导社团健康和谐发展。建立健全社团的评比制度，将社团核心管理队伍纳入到学生骨干培养计划中，努力培养一支高水平的社团管理人才队伍。 2、继续打造校园文化品牌活动建设。进一步完善校园文化活动的项目化运作模式，为学生搭建交流思想、丰富知识、展示才艺的平台。要将特色项目向品牌化发展，逐步建立活动立项的长效工作机制和品牌体系。校团委将进一步整合资源，开拓思路，逐步扩大“阳光论坛”、“学子论坛”、《青春校园》等品牌活动在学生中影响力和覆盖面。 各位代表、同志们，回顾过去，我们心潮澎湃；展望未来，我们豪情满怀。让我们高举邓小平理论和“三个代表”重要思想伟大旗帜，深入贯彻落实科学发展观，在学校党委和上级团组织的正确领导下，以坚忍不拔的意志和锐意进取的精神，勤于学习、善于创造、甘于奉献，推进内涵发展，深化育人职能，担负起建设特色鲜明的高水平研究型大学、繁荣龙江发展，实现中华民族的伟大复兴的庄严使命，以饱满的热情、昂扬的斗志和青年人特有的朝气，用青春、热血和汗水谱写我校共青团事业的新篇章！ 1.实习安排及实习单位简介...............................3 1.1实习安排.................................................3 1.2实习单位简介.............................................4 1.2.1哈尔滨光宇电气自动化有限公司.......................4 1.2.2 哈尔滨电机厂有限责任公司..........................4 1.2.3 龙江环保集团股份有限责任公司......................5 1.2.4 哈南500KV变电所..................................5 1.2.5 哈尔滨热电有限责任公司...........................5 1.2.6 哈尔滨宏宇整流开关厂..............................6 1.2.7 罗克韦尔自动化控制集成有限公司.....................6 1.2.8哈尔滨九州电气股份有限公司.........................6 1.2.9 哈尔滨朗昇电气股份有限公司.........................7 2.实习过程.............................................7 2.1哈尔滨光宇电气自动化有限公司实习过程.....................7 2.1.1 哈尔滨光宇电气自动化有限公司规模...................7 2.1.2 哈尔滨光宇电气自动化有限公司成就...................8 2.1.3哈尔滨光宇电气自动化有限公司的主营业务和主要产品...8 2.2 哈尔滨电机厂有限责任公司实习过程........................9 2.2.1入场安全教育.......................................9 2.2.2水电分厂...........................................9 2.2.3汽发分厂..........................................10 2.2.4冲剪分厂..........................................10 2.2.5控制分厂..........................................11 2.2.6线圈分厂..........................................11 2.3 龙江环保集团股份有限责任公司实习过程..................11 2.3.1污水处理工艺简介..................................11 2.4 哈南500KV变电所实习过程...........................12 2.5 哈尔滨热电有限责任公司实习过程....................12 2.5.1热电厂相关知识系统讲座............................12 2.5.2实地参观哈尔滨热电厂各个系统组成..................13 2.6 哈尔滨宏宇整流开关厂实习过程..........................13 2.6.1哈尔滨宏宇整流开关厂产品..........................14 2.7.1公司讲座..........................................14 2.7.2产品线参观........................................14 2.8哈尔滨九州电气股份有限公司实习过程......................15 2.8.1九州电气生产车间..................................15 2.9 哈尔滨朗昇电气股份有限公司.............................15 2.9.1 朗昇电气主营业务与产品介绍........................15 3.实习总结及心得.....................................16 实习总结 2015年8月7日电气工程及其自动化专业的暑期实习活动正式拉开帷幕。此次实习历时14天，时间虽短，但在我看来这次活动不仅使我增长了见识，开阔了眼界；也是我对自己的专业，以及所要进入的行业有了一定的了解；与此同时此次活动经历也将是我以后学习和工作的宝贵经验。 1.实习安排及实习单位简介 1.1实习安排 2015年8月7日哈尔滨光宇电气自动化有限公司 2015年8月8日哈尔滨电机厂有限责任公司 2015年8月9日哈尔滨电机厂有限责任公司 2015年8月10日哈尔滨电机厂有限责任公司 2015年8月11日哈尔滨电机厂有限责任公司 2015年8月12日哈尔滨电机厂有限责任公司 2015年8月13日龙江环保集团股份有限责任公司 2015年8月14日哈南500KV变电所 2015年8月15日休假一天 2015年8月16日哈尔滨热电有限责任公司讲座 2015年8月17日哈尔滨热电有限责任公司 2015年8月18日哈尔滨宏宇整流开关厂 2015年8月19日罗克韦尔自动化控制集成有限公司 2015年8月19日哈尔滨九州电气股份有限公司 2015年8月20日哈尔滨朗昇电气股份有限公司 1.2实习单位简介 1.2.1哈尔滨光宇电气自动化有限公司 哈尔滨光宇集团是一家以研发、生产、销售各类蓄电池、互联网产业、电力电子与电力自动化等为主营业务的专业化、产业化企业集团，总资产近40亿元人民币，拥有哈尔滨光宇蓄电池有限公司、哈尔滨光宇电气自动化有限公司等21家子公司和13家海外子公司及办事机构。集团设有光宇研究院（包括电化学研究所、电力电子研究所及电力自动化研究所）。1999年光宇国际科技有限公司在香港联交所成功上市。光宇集团连续多年入选“中国电子企业百强”，“中国民营企业500强”。1.2.2 哈尔滨电机厂有限责任公司 公司拥有行业唯一的水力发电设备国家重点实验室､国家水力发电设备工程技术中心､大型发电机研究机构和行业标准制定单位——大电机研究所｡该所对外是全国机械工业大电机､水轮机行业技术归口单位,是国家水力发电设备工程技术研究中心和水力发电设备国家重点实验室的依托单位,是机械工业大型水电设备和大型电机产品质量监督检测中心的行政单位。 经营内容:公司主导产品有水轮机､水轮发电机､汽轮发电机､燃气轮发电机､AP1000第三代核电及电站控制设备｡产品遍布国内除港澳以外所有省份,并出口到加美国､加拿大､巴基斯坦､日本､伊朗等34个国家｡公司制造的大型水电机组,约占国内生产的大型水电机组总装机容量的1/2,汽轮发电机约占国内生产的大型火电机组总装机容量的1/3｡公司在风电､海洋能等新能源领域中也越来越多的占有市场份额。1.2.3 龙江环保集团股份有限责任公司 龙江环保集团股份有限公司，即原清华同方（哈尔滨）水务有限公司。该公司于2004年5月8日成立，企业以 “立足龙江，奉献龙江”为发展理念；以优质、诚信为品牌核心；积极打造“承担、探索、超越、忠诚、责任与价值等同”的企业文化，紧紧依靠“资本+技术+品牌”的优势，与黑龙江省委、省政府和各地市市委、市政府紧密合作，最大程度承担政府赋予的水环境节能减排任务，为国家松花江流域水污染防治及我省节能减排事业做出了重要贡献。 1.2.4 哈南500KV变电所 哈南500kV变电站为枢纽变电站｡它在电力系统中的主要作用和功能是:1､汇集分别来自若干发电厂的主干线路,并与电力网中的若干关键点连接,同时还与下一级电压的电力网相连接;2､作为大､中型发电厂接入最高一级电压电力网的连接点;3､几个枢纽变电所与若干主干线路组成主要电力网的骨架;4､作为相邻电力系统之间的联络点;5､作为下一级电压电力网的主要电源 500kV降压变电站站内一般包括500kV､220kV和35kV三个电压等级｡500kV侧为受电端,可采用敞开式设备､GIS设备或HGIS设备;220kV侧为送电端,可采用敞开式设备或GIS设备;35kV侧一般用于电站用电和无功补偿,不带用户负荷,采用敞开式设备｡ 1.2.5 哈尔滨热电有限责任公司 哈尔滨热电有限责任公司前身为哈尔滨热电厂,始建于1958年,是我国第一座高温高压热电厂｡公司主要经营电力､热力产品;兼营电力设备安装､调试和检修,电力技术咨询､服务和开发,管道设备安装､检修,煤炭､燃油储运,科技产品推广业务｡公司经五期改扩建,现有在役机组四台,总装机容量为800MW,供热面积1210万平方米,供热范围覆盖哈尔滨香坊区和南岗区部分区域,并为经济技术开发区提供热源,是黑龙江省最大的热电联产企业。1.2.6 哈尔滨宏宇整流开关厂 哈尔滨宏宇整流开关厂产品类型:各种大功率直流电源;变压器;高低压配电柜;工业自动控制系统､数控机床控制系统的研发及改造;智能充电机;多功能程序控制器;各种配电设备壳体等。｡ 哈尔滨宏宇整流开关厂生产的主要产品有:35KV以下高压开关柜,GGD､GCS､MNS等低压开关柜,箱式变电站,低压动态无功补偿装置及低压变频､软起控制柜｡大功率可控硅直流电源,大功率高频开关直流电源,全自动交流稳压电源,交流电动机串级调速装置,电力机车地面电源｡ 自动控制系统设计､制作､安装｡其中模压台变频电源智能温控装置获得了国家授予的专利权｡变压器､电抗器｡机床及纺织机械控制系统｡机床液压站､励磁水冷却器等｡标准机箱,GGD､GCS､威图等标准柜体,各种台体,非标柜体。1.2.7 罗克韦尔自动化控制集成有限公司 罗克韦尔自动化有限公司(NYSE: ROK)是全球最大的致力于工业自动化与信息的公司,致力于帮助客户提高生产力,以及世界可持续发展｡罗克韦尔自动化总部位于美国威斯康星州密尔沃基市,在80多个国家设有分支机构,现有雇员约22,000人｡罗克韦尔自动化控制集成有限公司(哈尔滨)主要产品为变频器,具体型号为AB Power Flex 6000中压变频器,AB PowerFlex700交流变频器。 1.2.8哈尔滨九州电气股份有限公司 哈尔滨九洲电气股份有限公司,成立于1997年,作为一家成长型的电气企业,现有总资产4亿多元,员工700多人,科研生产基地占地55000平方米,装备有当代最先进电气生产成套装置和检测设备;多年来致力于电力电气产品的研发创新与生产销售,拥有“高压大功率变频调速装置”､“兆瓦级全功率风力发电变流器”､“大功率智能型高频开关电源”及“电气控制自动化系统”等系列产品以及其自主知识产权｡并且在全国建立了八大区域销售分部和三十二个驻外机构｡产品已被广泛应用于电厂､冶金､化工､能源､交通､市政工程以及国防等重要部门领域和行业。1.2.9 哈尔滨朗昇电气股份有限公司 专门从事电力产品的研发､制造､电力工程设计及电力工程施工的股份制企业,是国家高新技术企业｡下设哈尔滨瑞兴变压器制造有限公司､哈尔滨奥普特电气有限公司､哈尔滨瑞兴达物流有限公司及黑龙江省博瑞特高新技术开发有限公司(研发中心)｡有进出口业务资质,产品远销至非洲､东欧､东南亚等地｡另外,我公司自主研发的智能低压开关设备和封闭电缆接头健康诊断系统填补了国内空白,市场前景广阔。 2.实习过程 2.1哈尔滨光宇电气自动化有限公司实习过程 2.1.1 哈尔滨光宇电气自动化有限公司规模 哈尔滨光宇电气自动化有限公司是由光宇国际科技有限公司投资组建的以电力系统自动化为研究方向和应用领域的高新技术企业，注册资金 2000 万元人民币，占地 4000平方米，职工 180 人，主要从事电力系统保护与控制产品的科研开发、生产制造、工程设计、系统成套、安装调试、售后服务与市场行销，做为一家电力自动化产品的专业制造商与供应商，为电力用户提供厂站自动化工程承揽及技术支持服务；为其它自动化设备厂商提供综保装置配套服务。公司具有完善的产品研发与客制、工程设计与成套、质量管理与控制，现场调试与服务、市场策划与行销体系；有标准化的、系列化的综自配套装置；有丰富的工程设计与成套经验；有大量安全稳定的运行业绩，为电力系统厂站自动化工程提供完整、可靠的解决方案，现有四百多套成套工程投入运行，销售及服务网络遍及全国。光宇电气同时为西门子（中国）有限公司授权的西门子综保产品代理及系统集成商，成套高压输变电工程及大型发电工程。 2.1.2 哈尔滨光宇电气自动化有限公司成就 公司自主研制的 CL2000 电站综合自动化系统先后通过国家继电器质量检验测试中心的产品型式试验、国家继电保护及自动化行业归口管理单位的产品标准化审查及省部级产品鉴定；公司同时通过 ISO9001 质量管理体系认证、软件企业及软件产品“双软”认证；入选“城乡电网改造电力自动化产品推荐目录”、“中石化一级经销商名录”、“中石油能源一号供应商名录”；并被推举为“中国电器工业协会继电保护及自动化设备分会常务理事单位”及“中国软件协会嵌入式软件分会理事单位”。 公司始终把“以市场需求为导向、科技创新为核心，以质量求生存、差异求发展”的理念做为公司的经营宗旨和发展战略。以“为客户提供优质的产品和服务，让客户省心和满意，同时使客户获得效益的最大化”做为企业追求的价值取向。确立了“质量是我们的立足之基、发展之源，努力追求产品及服务零缺陷，构建市场竞争力，保持企业获利性增长”的经营思路。以“专业、专注、质量、诚信”打造光宇电气品牌，赢得了广大客户与合作伙伴的信赖和支持。 2.1.3哈尔滨光宇电气自动化有限公司的主营业务和主要产品 主要业务范围包括: ⒈公司自主研发制造的系列装置的销售｡ ⒉西门子电力自动化产品(装置)的销售｡ ⒊厂(发电厂)站(变电站､水电站)综合自动化工程设计与成套 ⒋厂(发电厂)站(变电站､水电站)视频监视系统 ⒌县调或厂矿电力调度自动化系统 ⒍电站自动化工程成套咨询,工厂供电系统整定咨询等服务 2.2 哈尔滨电机厂有限责任公司实习过程 哈尔滨电机厂，全称哈尔滨电机厂有限责任公司，始建于1951年，哈尔滨电气集团旗下子公司，现属关系国家安全和经济命脉的重要骨干企业。公司总部设在哈尔滨，另外公司还拥有五大分部：葫芦岛水电大件基地、秦皇岛核电基地、昆明中小水电开发基地以及与美国GE公司在江苏镇江和辽宁沈阳两地成立的风电基地。公司主导产品有水轮机、水轮发电机、汽轮发电机、燃气轮发电机、AP1000第三代核电及电站控制设备。“十一五”期间公司就取得国家级科研成果12项，省级科研成果13项。被评为“中国工业行业排头兵企业”发电设备制造第一名，获得了亚洲制造业协会颁发的“中国企业自主创新奖”。在三峡工程重大设备国产化立功竞赛中成绩卓著，被中华全国总工会授予“全国五一劳动奖状”荣誉称号。哈尔滨电机厂有限责任公司60年发展历程创造了我国发电设备制造史上的无数个“第一”，赢得了“天之骄子”的美誉。2.2.1入场安全教育 进入哈电机厂，首先由工厂师傅进行安全教育。严禁烟火,须佩戴安全帽,不许穿高跟鞋,拖鞋,裙子,不能打闹,注意在安全线内参观。场内要穿长衣长裤，鞋要穿不导电的；场内行走，要站成两列；车间内行走，要在安全线内（白线）；时刻戴安全帽，注意头顶、脚下安全；进场后不许照相，不许吸烟。 2.2.2水电分厂 水电分厂主要负责水轮发电机的生产，水轮发电机是哈电机的拳头产品，占有相当大的市场份额，也居于国内领先水平。公司生产的水轮机主要类型有混流式、轴流式、贯流式、抽水蓄能式、冲击式、斜流式、大泵等7类产品。我们在水电分厂主要学习了一些有关机械加工的知识，并且看到了一些加工好的水电机组部件。比如车床：工件、刀具相对直线运动用来加工回转体、内外圆端面；铣床：刀具旋转，工件相对直线运动；刨床：刀具和工件之间相对直线运动且垂直。这些机床加工零件的刀具不同，其加工精度也会不同，机甲刀加工的工件精度不高，而白钢刀加工的精度较高，每一种机床都有其独特之处，是不可被其他机床替代的，例如：虽然铣床也能加工平面，但当加工很薄的工件时，必须要用刨床加工，铣床达不到那么高的精度；当工件形状不规则且需转孔时，转床则是必不可少的，它可做到位置准确，这是铣床做不到的。当然，我们也看到了比较先进的彩色控制屏的现代化机床，刀具库封闭，可以观看到整个运行过程。水电分厂的最小的加工中心是国产的，这说明了我国小型加工器械水平已步入世界前列。水电分厂重型车间建于1997年投资10.6个亿。这主要是为三峡而建。在这里我们看到了顶盖，蜗壳，落地塔，耐磨板，立车，卧车。2.2.3汽发分厂 汽发分厂亦为火电分厂,主要生产汽轮发电机机组｡三大动力是指:汽轮机厂,电机厂,锅炉厂｡三大电机厂是指:哈尔滨,东方,上海｡五坐标龙门加工中心､立式车床､龙门刨床和卧式车床等｡再往下走我们看到了发电机的转轮､曲柄和冷却器。2.2.4冲剪分厂 冲剪分厂主要是冲压硅钢片，并对其进行上漆、烘干硅钢片有扇形和圆形之分，前者用于发电机，后者用于电动机，起到通风、散热的作用。硅钢片上漆的目的是确保绝缘。硅钢片要先打毛刺，后上漆。硅钢片的边角余料可做成小型变压器工装分厂负责加工模具。效果非常好。冷却器中的冷却物质有氢气冷却､水冷却和空气冷却｡ 2.2.5控制分厂 控制工程事业部，在控制室里，电源分三部分，厂用交流、长用直流、机端反馈。励磁实验室:同步发电机转子励磁装置分为三部分:调节装置,整流装置,灭磁装置｡整流装置有风机进行散热｡晶闸管导通条件:门极电压,导通电压。2.2.6线圈分厂 线圈分厂中的线圈因用途不同而形状较有差异，在工人师傅的认真工作下，它们被缠上了绝缘胶带，同时在该分厂中，我们还看到了正在加工的零件，其加工后留下的金属碎屑往往显为紫黑色，工人师傅说那是因为加工时摩擦产生的高温造成的。 2.3 龙江环保集团股份有限责任公司实习过程 2.3.1污水处理工艺简介 一级处理,主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质,物理处理法大部分只能完成一级处理的要求｡经过一级处理的污水,BOD一般可去除30%左右,达不到排放标准｡一级处理属于二级处理的预处理｡ 二级处理,主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD,COD物质),去除率可达90%以上,使有机污染物达到排放标准｡三级处理,进一步处理难降解的有机物､氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等主要方法有生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂滤法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗分析法等。 整个过程为通过粗格栅的原污水经过污水提升泵提升后,经过格栅或者砂滤器,之后进入沉砂池,经过砂水分离的污水进入初次沉淀池,以上为一级处理(即物理处理),初沉池的出水进入生物处理设备,有活性污泥法和生物膜法,(其中活性污泥法的反应器有曝气池,氧化沟等,生物膜法包括生物滤池､生物转盘､生物接触氧化法和生物流化床),生物处理设备的出水进入二次沉淀池,二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理,一级处理结束到此为二级处理,三级处理包括生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂滤法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗析法｡二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备,一部分进入污泥浓缩池,之后进入污泥消化池,经过脱水和干燥设备后,污泥被最后利用｡ 2.4 哈南500KV变电所实习过程 500kV变电站一般为枢纽变电站。它在电力系统中的主要作用和功能是: 1、汇集分别来自若干发电厂的主干线路，并与电力网中的若干关键点连接，同时还与下一级电压的电力网相连接; 2、作为大、中型发电厂接入最高一级电压电力网的连接点; 3、几个枢纽变电所与若干主干线路组成主要电力网的骨架; 4、作为相邻电力系统之间的联络点; 5、作为下一级电压电力网的主要电源。 500kV降压变电站站内一般包括500kV、220kV和35kV三个电压等级。500kV侧为受电端，可采用敞开式设备、GIS设备或HGIS设备；220kV侧为送电端，可采用敞开式设备或GIS设备；35kV侧一般用于站用电和无功补偿，不带用户负荷，采用敞开式设备。 500kV变电站的500kV部分一般使用3/2 断路器接线，即两个元件引线用三台断路器接往两组母上，每一回路由两台断路器供电，合环运行时。3/2 断路器接线的主要优点包括运行安全可靠性高、调度灵活、倒闸操作方便等。 2.5 哈尔滨热电有限责任公司实习过程 2.5.1热电厂相关知识系统讲座 我们认识实习所去的哈尔滨热电厂使用的燃料是煤，是凝汽式发电厂。其生产过程中的能量转化是把燃料的化学能转变为电能的过程。整个生产过程可分为以下三个阶段:（1）燃料的化学能在锅炉中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；（2）锅炉产生的蒸汽进入汽轮机，推动汽轮机旋转，将热能转变为机械能，称为汽水系统；（3）由汽轮机旋转的机械能带动发电机发电，把机械能转变为电能，称为电气系统。2.5.2实地参观哈尔滨热电厂各个系统组成 火电厂燃烧系统流程示意图 2.6 哈尔滨宏宇整流开关厂实习过程 哈尔滨宏宇整流开关厂是一家跨地区，集科、工、贸为一体的高新技术企业。工厂技术力量雄厚，多次攻克技术难题，为多种进口设备配套产品。工厂具有先进的生产工艺和完善的检测设备。并与中国科学院、上海电科所、天津电气传动研究所、沈阳电气传动研究所、哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学等科研单位建立了长期的技术合作关系。2.6.1哈尔滨宏宇整流开关厂产品 哈尔滨宏宇整流开关厂生产的主要产品有:35KV以下高压开关柜,GGD､GCS､MNS等低压开关柜,箱式变电站,低压动态无功补偿装置及低压变频､软起控制柜｡大功率可控硅直流电源,大功率高频开关直流电源,全自动交流稳压电源,交流电动机串级调速装置,电力机车地面电源。自动控制系统设计，制作，安装。 2.7 罗克韦尔自动化控制集成有限公司实习过程 2.7.1公司讲座 罗克韦尔自动化(中国)有限公司(NYSE: ROK)是全球最大的致力于工业自动化与信息化的公司，致力于帮助客户提高生产力，以及世界可持续发展。罗克韦尔自动化总部位于美国威斯康星州密尔沃基市，在全球80多个国家设有分支机构，现有雇员约22,000人。 1988年罗克韦尔自动化进入中国，目前已拥有超过2200多名雇员，并设有37个销售机构（包括香港和台湾地区），5个培训中心，1个位于上海的全球研发中心，大连软件开发中心，深圳、上海和北京OEM应用开发中心，位于上海和哈尔滨的三个生产基地。公司与国内几十家授权渠道伙伴及60多所重点大学开展了积极的合作，共同为制造业提供广泛的世界一流的产品与解决方案、服务支持及技术培训。2.7.2产品线参观 AB Power Flex 7000中压变频器,AB Power Flex 6000中压变频器 ｡Power Flex 7000使用6.5KV 800A/1500A 的对称门极换流晶闸管(SGCT),变频器所用逆变开关器件数量比其他任何中压变频技术的器件数量都少.功率结构为无熔断器,具有电流抑制DC电抗器｡其结果是更简单,牢固,可靠之产品｡Power Flex 7000 具有四象限工作的能力,电机可正反方向以电动机或发电机方式运行｡发动机工作时,能量可回馈电网,电机再生制动｡适用于四象限工作的应用(如窑､皮带传输等)及大惯量负载(如离心式风机)负载的快速调整｡ 2.8哈尔滨九州电气股份有限公司实习过程 哈尔滨九洲电气股份有限公司，成立于1997年，科研生产基地占地55000平方米，装备有当代最先进电气生产成套装置和检测设备；多年来致力于电力电气产品的研发创新与生产销售，拥有“高压大功率变频调速装置”等系列产品以及其自主知识产权。产品已被广泛应用于电厂、冶金、化工、能源、交通、市政工程以及国防等重要部门与领域。2.8.1九州电气生产车间 九洲电气的车间共有4个厂子生产，其中电子制造分厂是核心部分，该分厂有设置模块、监控模块、操作模块。生产出来的产品要进行72小时3000V的耐压实验，这也是产品合格与否的关键检验。另三个车间主要从事订单式设计、数控立体仓库、组装整体装配工作。 2.9 哈尔滨朗昇电气股份有限公司 2.9.1 朗昇电气主营业务与产品介绍 朗昇公司的主导产品有：气体绝缘真空断路器柜、箱式变电站、高中低压开关柜、配电变压器、直流屏、电缆分支箱、高压起动柜、动态无功补偿装置、智能封闭母线、电缆桥架、电力配件等。公司具有机电工程Ⅴ级承装、承修、承试资质，承接电力施工工程。有进出口业务资质，产品远销至非洲、东欧、东南亚等地。另外，我公司自主研发的智能低压开关设备和封闭电缆接头健康诊断系统填补了国内空白，市场前景广阔。 3.实习总结及心得 本次认识实习主要目的是认识和了解大型电机的制造工艺流程和认识了解热电厂的电气设备，对热电厂主要发电设备有一个初步直观的认识，为后续专业课的学习奠定基础。 通过这几周的实习，我对自己的专业有了更为详尽而深刻的了解，对实际生产有了更多的了解，增强了专业知识的感性面及认识面对所学的专业有了新的认识。从这次实习中，我体会到了实际的工作与书本上的知识是有一定距离的，有些甚至在书本中无法学到。有些最基本的技能是不能在书本上彻底理解的。随着实习的结束，我觉得自己过得很充实，也学到了很多东西，扩展了自己的知识面和眼界。 我相信这是我走入电力系统行业领域的第一站，能够在哈电集团和热电厂实习，我深感自豪。这次实习中，我体会到，如果将我们在大学里所学的知识与更多的实践结合在一起，使一个本科生具备较强的处理基本实务的能力与比较系统的专业知识，这才是我们学习与实习的真正目的。 《工程流体力学》教学大纲 英文名称：Engineering Fluid Dynamics 学时：64 学时（其中实验8学时） 先修课程：工程热力学、高等数学、普通物理 教学对象：热能动力工程及相关专业本科生 教材：工程流体力学（山东工业大学孔珑主编）（中国电力出版社）工程流体力学（归柯庭等编）（科学出版社） 教学目的： 本课程是热能动力工程专业本科生必修的三大专业基础课之一，是学生学习后继专业课程和从事本专业的科研、生产工作所必备的理论基础。通过本课程的学习，使学生掌握各种热力和其它设备中的流体平衡和流动的基本规律，深入了解流体绕过物体或流过某种通道时的速度分布、压强分布、能量损失及流体同固体间的相互作用，为以后从事相应的科学研究、工程应用和实际操作提高分析问题和解决问题的能力，提供坚实的理论基础。 教学要求： 本课程的教学与学习侧重于掌握流体力学的基本概念、基本规律、基本的计算方法和实验技能，会推导一些基本的公式和方程，明确这些公式的物理意义，同时结合课后的习题练习和实验操作，学会熟练应用这些基本公式，加深对流体平衡和流动的理解，为进一步研究特殊流体的流动和流体在热力设备中的特殊流动规律及相应的工程应用服务。本课程的前三章内容是整个课程的基础，必须重点掌握，第四章是流体力学试验研究的理论基础，第五、六章是热能动力工程中常见的管流计算，必须熟练应用，最后三章是前述内容的更深入化，为分析和进一步研究工程实际中的复杂流动奠定基础。 教学内容： 第一章绪论（4学时） 1、流体的定义和特征 2、流体连续介质的假设 3、作用在流体上的力 4、流体的特性及主要物性参数（粘性、密度等） 5、液体的表面性质 基本要求： 掌握流体连续介质的假设，了解作用在流体上的力和流体的主要物理性质、液体的表面性质。 重点： 流体的定义和特征、连续介质的假设、作用在流体上的力、流体的主要物理性质、液体的表面性质。 难点： 流体的连续介质的假设、流体的粘性和液体的表面张力等都是以前未曾接触过的新概念，必须准确理解。 第二章流体静力学（6学时） 1、流体的静压强及特性 2、流体平衡微分方程式 3、流体静力学基本方程式 4、绝对压强、计示压强、液柱式测压计 5、液体的相对平衡 6、静止液体作用在平面和曲面上的总压力 7、静止液体作用在物体上的浮力 基本要求： 掌握流体的静压强及特性、流体平衡微分方程式和流体静力学基本方程式的主要推导过程。了解工程上常用的压强的计示及测量方法。了解静止液体作用在平面和曲面上的总压力和静止液体作用在物体上的浮力。 重点： 掌握流体处于平衡状态的条件和压强的分布规律、平衡微分方程式、静力学基本方程式。 难点： 流体处于平衡状态的条件和压强的分布规律、平衡微分方程式、静力学基本方程式。 第三章流体运动的基本概念和基本方程（8学时） 1、研究流体流动的方法 2、流动的分类 3、迹线与流线 4、流管、流束、流量 5、系统与控制体 6、连续方程、动量方程与动量矩方程、能量方程 7、伯努利方程及其应用 8、沿流线主法线方向压强和速度的变化 9、粘性流体总流的伯努利方程 基本要求： 掌握流体运动的基本概念和基本方程以及研究流体流动的方法。广泛地深入地理解连续方程、动量方程与动量矩方程、能量方程。熟练掌握伯努利方程及其应用。 重点： 连续方程、动量方程与动量矩方程、能量方程、伯努利方程及其应用。 难点： 准确理解连续方程、动量方程与动量矩方程、能量方程的推导过程。熟练掌握伯努利方程及其应用。 第四章相似原理和量纲分析（4学时） 1、流动的力学相似 2、动力相似准则 3、流动相似条件 4、近似的模型试验 5、量纲分析法 基本要求： 掌握流体流动的力学相似性、动力相似准则、流动相似条件。熟练应用量纲分析法。 重点： 流体流动的力学相似性、动力相似准则、流动相似条件。熟练应用量纲分析法。几个重要的准则数（雷诺数、欧拉数、马赫数、柯西数、韦伯数等）的物理意义及其表达式。 难点： 相似原理和量纲分析法是以前未曾接触过的，但它们是最基本的试验研究的理论处理方法，必须熟练掌握。 第五章管流损失和水力计算（6学时） 1、管内流动的能量损失 2、粘性流体的两种流动状态、层流流动与紊流流动 3、管道入口段中的流动 4、沿程损失与局部损失 5、管道水力计算 6、液体的出流 7、水击、气穴、气蚀简介 基本要求： 熟练掌握工程上常见的和基本的流体流动的能量损失（沿程损失与局部损失）的计算过程，熟练应用莫迪图。准确理解粘性流体的两种流动状态（层流流动与紊流流动）的基本概念、分类。熟练计算管道中流体的水力过程。 重点： 基本的流体流动的能量损失（沿程损失与局部损失）的计算过程，莫迪图的应用。粘性流体的两种流动状态（层流流动与紊流流动）的基本概念、分类。熟练计算管道中流体的水力过程。 难点： 流体流动的能量损失的计算。粘性流体的层流流动与紊流流动的基本概念、分类。管道中流体的水力计算。 第六章气体的一维流动（6学时） 1、微弱扰动的一维传播、声速、马赫数 2、气流的特定状态和参考速度、速度系数 3、正激波 4、变截面管流 5、等截面摩擦管流、换热管流 基本要求： 掌握流体一维流动中的声速和马赫数的基本概念和计算过程。了解气流的特定状态和参考速度、速度系数，以及正激波的概念。掌握变截面管流、等截面摩擦管流、换热管流中相应的一些定义量的概念和计算。 重点： 微弱扰动的一维传播、声速、马赫数是本章的基本点。变截面管流、等截面摩擦管流、换热管流中相应的一些定义量的概念和计算是以后工程上经常碰到的基本工程问题的处理，必须深刻理解和掌握。 难点： 微弱扰动的一维传播过程。变截面管流、等截面摩擦管流、换热管流中相应的一些定义量的概念和计算。 第七章理想流体的有旋流动和无旋流动（10学时） 1、微分形式的连续方程、有旋流动、无旋流动 2、理想流体的运动微分方程、伯努利方程、定解条件 3、涡线、涡管、涡束、涡通量的介绍 4、速度环量、斯托克斯定理等 5、有势流动、速度势和流函数 6、几种简单的不可压缩流体的平面流动、平面无旋流动的叠加 7、平行流绕过圆柱体无环流的平面流动、有环流的平面流动 8、叶栅的库塔—儒可夫斯基公式、库塔条件 基本要求： 掌握流体理想流体的有旋流动和无旋流动、相应运动微分方程和伯努利方程及其定解条件。了解有势流动、速度势和流函数的概念。了解简单的不可压缩流体的平面流动、平面无旋流动的叠加，以及平行流绕过圆柱体无环流的平面流动、有环流的平面流动。 重点： 理想流体的有旋流动和无旋流动、相应的运动微分方程和伯努利方程及其定解条件。有势流动、速度势和流函数的概念。简单的不可压缩流体的平面流动、平面无旋流动的叠加，以及平行流绕过圆柱体无环流的平面流动、有环流的平面流动。 难点： 有旋流动和无旋流动、相应的运动微分方程和伯努利方程及其定解条件。有势流动、速度势和流函数的概念。简单的不可压缩流体的平面流动、平面无旋流动的叠加，以及平行流绕过圆柱体无环流的平面流动、有环流的平面流动。 第八章粘性流体绕过物体的流动（10学时） 1、不可压缩粘性流体的运动微分方程 2、不可压缩粘性流体的层流流动 3、边界层、层流边界层及其微分和积分方程 4、边界层的位移厚度和动量损失厚度 5、平板的层流边界层、紊流边界层、混合边界层的近似计算 6、曲面边界层的分离现象 7、绕过圆柱体的流动、卡门涡街；物体的阻力及阻力系数、边界层的控制 8、小雷诺数时绕过静止圆球的定常平行流 9、自由淹没射流 基本要求： 掌握不可压缩粘性流体的运动微分方程，明确边界层的概念与分类及其微分方程和积分方程，熟悉流过平板的层流边界层、紊流边界层及混合边界层的近似计算。了解边界层的分离现象、绕过圆柱体的流动和卡门涡街的概念、以及流体的阻力和阻力系数的计算。了解边界层的控制方法。 重点： 边界层是粘性流体绕过物体流动时最基本的现象，而不可压缩粘性流体的运动微分方程，建立边界层的微分方程和积分方程是最基本的分析方法。必须熟悉流过平板的层流边界层、紊流边界层及混合边界层的近似计算。了解边界层的分离现象、绕过圆柱体的流动和卡门涡街的概念、以及流体的阻力和阻力系数的计算，了解边界层的控制方法，为进一步分析工程实际和深入的试验研究时出现的边界层问题提供基本的理论基础。 难点： 不可压缩粘性流体的运动微分方程、边界层的微分方程与积分方程和流过平板的层流边界层、紊流边界层及混合边界层的近似计算是本章的难点。 第九章气体的二维流动（2学时） 1、微弱扰动在空间的传播、马赫锥 2、微弱扰动波 3、斜激波 4、激波的反射和相交 5、激波与边界层的相互干扰 基本要求： 本章为超音速流动过程中出现的一些主要现象的描述和计算，只作一般了解。 实验安排（8学时） 1，流线演示2学时 2，沿程阻力的测定2学时 3，绕流圆柱体压力分布的测定2学时 4，伯努里方程的应用2学时 参考教材 1，华大学工程力学系编，流体力学基础，北京，机械工业出版社，上册1980，下册1982。 2，西安交通大学流体力学教研室编，江宏俊主编，流体力学，上下册，北京，高等教育出版社，1985。 3，（美）J.W,戴莱，D.R.F.哈里曼著，流体力学，郭子中，陈玉璞等译，北京，人民教育出版社，1983。 前言 导读与解答 第一章 工程水力学概论(2学时)第一节 工程水力学的定义、用途、简史 第二节 液体的物理力学性质 第三节 连续介质和理想液体的概念 第四节 作用在液体上的力 第五节 工程水力学的研究方法 本章考试内容 技能训练题 第二章 静水压力计算(10学时)第一节 静水压强及其特性 第二节 静水压强的基本规律 第三节 静水压强的表示方法及测算 第四节 作用于平面壁上的静水总压力 第五节 作用于曲面壁上的静水总压力 第六节 浮力、浮体的平衡与稳定 本章考试内容 技能训练题 第三章 水流运动的基本原理(8学时)第一节 描述水流运动的两种方法 第二节 恒定总流连续性方程 第三节 恒定总流的能量方程 第四节 能量方程的应用 第五节 恒定总流的动量方程 本章考试内容 技能训练题 第四章 水流型态与水头损失计算(10学时)第一节 水头损失根源、分类及边界影响 第二节 水流两流态及hf随v的变化规律 第三节 均匀流层流的切应力和流速分布规律 第四节 均匀流紊流过水断面垂线上的切应力及流速分布 第五节 沿程水头损失分析与计算 第六节 局部水头损失的分析与计算 第七节 绕流阻力与升力 本章考试内容 技能洲练题 第五章 管流水力计算(10学时)第一节 概述 第二节 简单管道的水力计算 第三节 复杂管路水力计算 第四节 压力管道中的水击 本章考试内容 技能训练题 第六章 明渠恒定均匀流水力计算(6学时)第一节 概述 第二节 明渠均匀流的特性及其产生条件 第三节 明渠均匀流的计算公式及有关问题 第四节 明渠水力计算类型 本章考试内容 技能训练题 第七章 明渠恒定非均匀流水力计算(12学时)第一节 概述 第二节 明渠非均匀流的一些基本概念 第三节 缓流、急流的转换现象——水跌与水跃 第四节 明渠恒定非均匀渐变流基本方程 水力学是研究水的平衡和运动规律及其应用的一门科学,它既是自然科学,又与工程应用密切结合[1].水力学是研究水的平衡和运动规律及其应用的门科学,它是在人类与水、旱灾害作斗争的过程,伴随着水利工程的发展而发展的。远在几千年,古埃及就开始修建灌溉渠系,我国广为流传的大禹治水”的传说记载了古人与洪水作斗争的故,这些历史记载表明,古人对水流运动已有了朴素认识。18世纪以后,随着经典力学的发展,水力学始形成自己的理论体系,20世纪初,随着现代工技术的进步,水力学实验迅速发展,提供了大量水学理论计算所需要的经验系数,从而为水力学的程应用开辟了广阔的天地。近几十年来,我国修建数万座水库、大坝和水电站。工程建设极大地促进水力学的发展,水力学在我国取得了长足的进步水力学学科的提高、完善和走向现代化又为工程建的顺利进行并取得辉煌成就打下了坚实的基础。 在探索知识的过程中,自然科学以宇宙中的自然现象为研究客体,重在认识自然现象的客观本质和运动规律.作为流体力学的一门分支学科,水力学属于物理学范畴.数学、物理学、化学、生物学是自然科学的四大主要门类,习惯上被称为纯理论学科或基础学科.自然科学的发展史以物理学为开端,物理学则以力学为开端.公元1594年,意大利物理学家伽利略(Domino Galileo Galilei)出版了首本力学专著《Della Scienza Meccanica》,经典力学从此开始建立其知识体系,在大量观察实验的基础上形成了一套完善的定律、原理、定理、方程及其数学方法.到十九世纪末期,经典力学已经发展成为一门相当成熟的学科.该知识体系传承至今,仍是工程应用的理论基础[2,3].水力学既与基础研究有关,又与水利、土木、机械等工程活动密切结合,它在基础理论和工程应用两个领域起双重作用,就此而言,水力学属于应用科学.然而,工程不仅限于对自然科学知识的应用,工程的全过程包含研究、设计、建造、运行、维修、以及产品销售等,其中每一环节无不直接或间接受到社会中人类活动要素的影响,如安全、经济、环境、传统、法律等.换句话说,工程应用包括了自然科学和社会科学两个领域,学习现代水力学,必须建立工程应用的概念.水力学的应用范围十分广泛,除水利工程外,土建、交通、能源、机械等行业都需要水力学知识.针对不同的专门问题,水力学学科又形成许多具有相对独立知识体系的分支学科,如高速水力学,明渠水力学,施工水力学,道桥水力学,环境水力学,等等.以水利水电工程为主要应用对象的水工水力学,主要是解决水利水电枢纽中的泄洪和输水建筑物的水力学问题,如高坝大流量泄洪消能,高速水流的冲刷、空蚀、掺气、雾化等.水力学是一门历史悠久的学科.几千年前古埃及就开始修建灌溉渠系,二千年前阿基米德就提出了著名的浮力定理.两千多年前我国人民就修建了都江堰工程,建成的“鱼嘴”及“飞沙堰”,巧妙地利用了近代水力学中所阐明的弯道环流及堰流的理论,将洪水按一定比例分别泄入内江和外江,洪水中的泥沙则通过“飞沙堰”排入外江,为防洪及灌溉起到了良好的控制作用.这些事例说明,古代人民对水流运动规律已有了相当深入的了解.十六世纪以后,随着经典力学的发展,水力学开始创立自己的理论体系,十八世纪以后开始形成一门独立的学科,并沿着以应用严格的数学工具而发展的经典流体力学及以实验为主的实验水力学两个方向发展.二十世纪初,随着现代工业技术的进步,水力学实验迅速发展,提供了大量水力学理论计算所需要的经验系数,从而为水力学的工程应用开辟了广阔的天地.1904年普朗特提出了边界层理论,开创了认识真实流体运动与边界间相互作用的新篇张.相似理论及量纲分析理论的发展,以及现代量测仪器的研制,使水力学实验技术有了长足的进步.近几十年来,我国修建了数万座水库、大坝和水电站.工程建设极大地促进了水力学的发展,而水力学的提高和现代化又为工程建设的大发展打下了坚实的基础[4].现代水力学是以现代科学技术为基础的.二十世纪六十年代,高速电子计算机的问世使许多过去难以用手工计算完成的计算课题得以顺利实现,流场数值模拟能算出水流内部任一点的所有流动参数,为探讨复杂流动现象的内部机理开辟了新天地.现代流体量测技术的发展极大地促进了实验水力学的发展,激光流速仪、动态信号分析仪等测量仪器的出现,使从前无法获得的流场各项流动参数的测量得以实现,如时均流速及脉动流速、脉动压强等等.现代科学在理论上的创新与突破为现代水力学的发展提供了丰富的理论手段,如概率论与统计理论,多相流理论,紊流理论,数值计算的理论与方法等.现代科技手段使传统水力学跨上了新台阶,在思想方法上由传统的只能了解少数平均流动参数的总流的概念转变为现代化的可以把握流场内各时刻流动情景的流场的概念,在技术手段上由传统的经验公式和经验系数的方法转变为数学模型和数值模拟的方法.理论研究、实验研究和数值模拟计算是现代水力学的三大支柱.进入21世纪,工程水力学将继续沿着理论与实践相结合,为国民经济建设服务,推进科学技术进步的道路前进.在新的世纪中,工程建设必将提出诸多更新、更大、更复杂的水力学技术问题,水力学学科必须更迅速地发展,以迎接时代的挑战.工程水力学属于应用力学的分支学科。力学既是自然科学,又是工程学科。在探索知识的过程中,自然科学以宇宙中的自然现象为研究客体,重在认识自然现象的客观本质和运动规律;而工程学科则要研究包含设计、建造、运行维修等每一个环节的应用问题。此外,工程技术问题还要受到人类社会各种要素的影响,如安全、经济、法律等。水力学的应用范围十分广泛,除水利工程外,土建、交通、能源、机械等行业都需要水力学知识。针对不同的专门问题,水力学学科又形成许多具有相对独立知识体系的分支学科,如高速水力学,明渠水力学,施工水力学,道桥水力学,环境水力学等。以水利水电工程为主要应用对象的水工水力学,主要是解决水利水电枢纽中的泄洪和输水建筑物的水力学问题,如高坝大流量泄洪消能高速水流的冲刷空蚀掺气雾化等。 进入世纪工程水力学将继续沿着理论与实践相结合,为国民经济建设服务,推进科学技术进步的道路前进。在新的世纪中,水利水电工程建设必将提出诸多更新、更大、更复杂的水力学技术问题,水力学学科必须更迅速地发展,以迎接时代的挑战。现代水力学在理论上的新发展 在21世纪,水力学的理论框架将发生根本性变革,研究对象将从自然尺度向细观尺度发展,突破传统的连续均匀介质的假设,从而使我们能更深入地认识实际水流运动的真实现象,在以下几个理论领域将有重要进展。 1.1非经典介质理论 水力学中有均匀流与非均匀流,恒定流与非恒定流等,“非”字当头的研究内容比没有“非”字的要复杂得多。现代水力学理论的发展,又出现了一些以“非”字起头的新理论,如非经典介质理论,非线性理论,非确定性理论等。经典力学一般将所研究的流体介质视做连续均匀介质,这是经典力学的一项重要的基本假设。而实际流体往往掺杂有气体、固体或其它流体等各种杂质,它是一类尚未被现有力学理论适当描述的介质,可称之为非经典介质。无论是从发展力学理论的角度,还是解决真实介质流体的实际问题,开展非经典介质流动的研究都是十分必要的。如掺气水流,空化与空蚀,河流泥沙运动,污染物在水体中的运动等流动现象,它们都属于二相流,但过去往往不考虑相间作用力,而是采用一定假设,使问题得以简化。现代水力学应该着眼于实际流动现象,引进多相流体动力学理论,建立全新的知识体系。例如,研究高速掺气水流,其关键是如何确定水与气二相流体之间的相互作用力,而单相流体的假设很难反映这种相间作用力;现代渗流理论应建立在研究水与多孔介质之间、相互作用的基础上,因此,必须突破传统水力学的均匀连续介质的假定。 1.2 非线性理论 非线性行为是近代力学基础研究的重要前沿课题。湍流和混沌理论是典型的非线性问题。描述水流运动的N-S方程是非线性的微分方程。过去的水力学计算,往往要用还原和叠加的方法对基本方程式作线性化处理,因而不能准确反映真实水流现象。随着现代科学技术的进步,非线性理论有了突飞猛进地发展。非线性理论是揭示具有非线性本质的各类水流现象的有力工具,也是开发非线性问题数学模型的有力工具。 1.3 非确定性理论随机水力学 水流运动,特别是紊流,有大量的不确定性因素,水流脉动压力一般可以被视为完全随机的现象,紊流过程则具有混沌的特性。混沌是一种界于完全随机性现象与完全确定性现象之间的自然现象。传统水力学一般只研究确定性的水流现象,对于随机性水力参数,往往采用统计平均的方法加以处理,从而抹煞了水流运动的随机特性。现代水力学重视发展非确定性理论,动水荷载的设计方法将由定值设计法逐步转为可靠性设计法,概率理论和优化决策理论将在工程设计中广泛应用,风险分析的概念将作为规划、设计的重要理论基础。 1.4 紊流力学 水利工程中的绝大多数流动现象都属于湍流(水力学中的习惯称谓为‘紊流’)。湍流是自然科学中的八大难题之一,由于其复杂性,全世界同行学者协力研究,历时长达百年,至今尚未攻克。湍流作为一种既典型又广泛存在的复杂流动,其非线性规律有超越力学范围的普遍性。我们知道,紊流是由大大小小不同尺度的漩涡组成的,漩涡尺度的量级差别很大。最大漩涡尺度的量级可达数公里,而最小漩涡的尺度不过几毫米,但不同尺度的漩涡在结构上往往具有自相似性,最近发现的标度律,反映了紊流现象的这种混沌特征。无论从基本理论,还是从实际应 用考虑,湍流研究都是21世纪面临的紧迫课题。 水利工程中的水流基本上都属于紊流。研究紊流特性,可简要归纳为以下几类问题:第一,边壁切变紊流;第二,漩涡与分离流;第三,分离再附流动;第四,流动稳定性问题。要大力开发紊流数学模型,用数值模拟方法逐步取代物理模型实验。 1.5 细观水力学 传统水力学在自然尺度下研究水流的运动规律,现代水力学要突破传统水力学的常规尺度,从自然尺度向细观尺度延伸,发展细观水力学。一般地说,物理、化学的研究对象往往在其物质分子的尺度上,可称之为微观尺度,细观水力学的研究尺度虽然远小于自然尺度,但仍远大于水分子的尺度,故称为细观。传统水力学常采用总流的概念,它属于自然尺度,细观水力学深入研究水流内部的运动特性,水流与混掺其中的固体、气体、污染物等其它物质的相互作用,水流与固体边界的相互作用及空蚀、冲刷破坏机理等,使水力学的研究深度与现代科学技术相衔接。流场的精细数值模拟也可以视为细观水力学。 多相流体与固体力学的交叉学科研究产生和形成了一些新的学科方向,界面力学就是其中之一。界面力学以界面的力学建模、界面区域应力分布规律以及界面结构强韧度研究与破坏分析为主要内容。界面层是裂纹和损伤等破坏容易产生并发展的区域,界面微区的力学问题研究需发展细观尺度与微观尺度的实验测试技术,近年来,界面力学的研究已越来越多地引起人们的关注与重视。水力学数学模型的新发展 60年代以来,计算机技术的迅速发展为整个科学技术的进步提供了强有力的工具,计算机与数值分析法的结合使科学技术的发展如虎添翼。水力学也不例外,它很快从这个新的科学成就中获得了活力,并迅速地推广应用于水利工程实践。计算机的功能今后将有更大的发展,水力学与计算机结合将极大地增强解决疑难问题的能力。必须加强水力学的算法研究和软件开发,把计算机和水力学密切结合起来,这是现代水力学的重要标志之一。这一领域的主要发展方向有: 2.1 数值方法研究 有限差分法、有限元法、有限容积法是计算水力学的基本方法。近年来,为了提高计算精度,求解更复杂的水流现象,数值方法有很大发展。具有突变现象的流动,其解是间断的。不同间断现象的数值方法各有特点,这方面还有许多问题需要解决。水利工程中有大量的河渠浅水二维流,明渠或管道中的二维非恒定流问题,这类问题的数值模拟方法至今仍很不完善,其计算格式的优化,边界条件的处理,都有很多需要深入研究的课题,也已出现了许多新算法。 2.2 流场可视化技术 流场可视化在工程应用中有重要意义。展现研究成果,无论是理论成果、实验成果,还是数学模型计算成果,都需要流场可视化技术。我国目前可视化技术的水平还比较低,需要大力发展。 2.3 水力信息学 现代技术不断向综合化和智能化发展,大型水利设施的运行管理需要引进现代信息论的理论和方法。由此产生了一个新的交叉学科方向,水力信息学。水力信息学的研究内容和应用目标可简述如下:水力学数学模型与系统管理、控制方面的知识相结合,即可构成专门化的专家系统。应用现代计算机技术将这种集成化的专门知识变成动态的信息资源,就可以用来进行大型防洪系统的预报与调度,大型水利工程的施工组织,大型灌溉系统或水库群的运行调度。21世纪人类将全面进入信息时代,信息的获取、处理和传输是生产组织的主要任务。水力信息学的核心是相关水力学知识的集成、打包,以及集成知识的信息资源化。计算机多媒体技术是最普遍的信息处理技术,在水力信息学的发展中将发挥重要作用。信息资源化的主要手段是建立专业化的信息网络,但也可借助已有的信息网络。水力学实验研究 实验在水力学研究中具有基础和支撑作用。模型实验可以为理论和计算模型的建立提供依据和支持,也可以对已有的理论结果提出修正或质疑,并以此推动这一领域的研究深入发展。在实验中要对许多水力学参量进行量测,如水深、流量、时均与脉动流速、时均与脉动压强、掺气水流的掺气浓度、含沙水流的含沙量等。发展和建立高分辨率、高精度的水力学测量仪器,是发展实验水力学急需加强的薄弱环节。我国引进了一些具有当代国际先进水平的流体量测仪器,如激光流速仪、动态粒子成像测速仪(PIV)、动态信号分析仪等。我国还不惜耗费巨资,建造了一些大型水力实验装置和数个大型水力学实验基地,为提高我国水利工程的科技水平做出了应有的贡献。在吸收、消化国际先进技术的同时,今后 要继续努力研制新型测量仪器,发展自己的水力学实验技术。在实验研究方面,急需解决的问题有: 3.1 水力学模型相似率 目前,我国工程设计中的多数重大水力学问题仍是通过水力学模型试验解决。试验模型通常按重力相似准则设计。大量模型试验证明,水工模型能够预演大多数原型工程的复杂三元水流现象。但对高速水流问题,除重力相似外,还须考虑其他物理量的相似性。如高速水流的掺气与雾化、脉动压力与流体激振现象、输水道通气、岩基冲刷等问题,其模型相似率至今尚未解决。空化初生试验一般在减压箱内进行,以空化数相等为准。但最新研究表明,初生空化数和模型的大小与水流速度有关,不同的模型,既使水流空化数相等,空化初生现象也不一定相似。高 速水流的模型相似率问题困惑着模型实验,是工程水力学急待解决的技术难题。在这方面已做了不少研究,如掺气与通气的相似性,水流脉动压强的相似性, 雾化的相似性等,但至今尚无可靠的理论与方法。 解决高速水流的相似率问题,一方面有赖于更深入的基础理论研究,而原型观测与模型试验进行对比则是更为实际、有效的方法。借鉴已有同类工程的经验,对解决待建工程问题具有重大意义。目前所开展的原型观测,已大量应用现代化的理论、方法及观测仪器,如应力、应变、位移、速度、掺气浓度等各种类型的传感器,当代最先进的信号分析测试仪器,卫星定位、遥感遥测技术等。据不完全统计,我国已在100多个大、中型水利枢纽中的近200个泄水建筑物上进行了原型观测,已积累了较丰富的观测成果,主要集中在泄洪雾化、空化空蚀、脉动压力、水流掺气与通气等方面。原型观测需消耗大量的人力、物力和财力,需要周密的预先设计和现场组织,也需要借助许多现代化的先进测试仪器。但为了提高水力 学的研究水平,今后仍需大力开展原型观测工作。3.2 高速水流关键技术问题的基础研究 我国待建的大型水利水电工程多具有水头高、流量大、河谷狭窄的特点,高坝大流量泄洪消能是各项工程共有的技术难题。在这方面虽已做了大量研究,但工程中仍有许多技术难题,因其机理复杂,目前的方法仍难以准确预测实际情况,尚待进一步研究:(1)多股淹没射流流态结构与水垫消能机理。 拦河筑坝必须保证洪水的正常下泄,为了防止高速水流的冲刷破坏,泄洪必须满足消能要求。泄洪水流的多余能量,绝大多数是在大坝下游的消能水体中(挑流消能水垫塘或底流消能消力池)通过水流的紊动混掺而消耗掉的。坝身多股泄洪在水垫塘内形成多股淹没射流。水垫塘内的流态结构与水垫消能效率及水流作用于水垫塘边壁动水荷载的大小有十分密切的关系。高速强紊动水流的消能效率高,但对固体边壁的冲刷破坏力也大,既要实现高效消能,又要防止冲刷破坏,其根本途径是优化消能水体中多股淹没射流的流态结构。消能机理的研究是创造新型消能工的源泉。为此,既要加强泄洪消能机理的基础理论研究,也要在消能工体型优化方面做出创新性的实用成果。 (2)水流动力荷载与流固耦合振动。 脉动压强研究的基本问题有:脉动压力产生机理,脉动压力随机分析方法,脉动压力的模型相似率,点、面脉动压强的转换等。不同的过水建筑物,其脉动压强的动力特性也有所区别。尽管过去对上述问题都做过研究,但其知识的系统性、可靠性都还不能满足工程应用的需要。水流诱发的结构振动,工程实例很多。但由于结构和水流条件的复杂性和多变性,振动型式和种类也非常复杂,实验模拟和数学模型计算都有很多困难。研究问题主要有:振动形成机理及激励力的分析,水弹性模型试验的理论与技术,工程流弹振动的仿真研究等。 (3)高速水流的掺气与雾化。 近年来,在减蚀掺气设施的掺气特性方面作了大量研究,如掺气空腔的水力特性、卷吸空气量、保护长度等。掺气对脉动压强及消能的影响至今说法不一,尚无定论。关于水气二相流的数值模拟计算,现已建立起理论严密的二相流运动方程式,但由于水和空气的密度相差悬殊,加之对水气两相之间的相间作用力尚无深入研究,成功的数值模拟结果很少。最近的大量原型观测表明,挑流泄洪的雾化问题对水工建筑物及河岸岸坡的安全有严重威胁,雾化问题的预测研究越来越受到重视。关于雾化问题的研究力度将会加强。 (4)泄水建筑物的冲刷、空蚀与磨损破坏。 挑流消能冲刷坑深度及大小的预测有重要工程意义,几十年来虽做过大量研究,但至今仍无成熟、可靠的解决方法。我国近年研究提出的能量法和岩块放大法使这方面的研究有了新的进展。对于高水头大流量工程,一般都要修建混凝土衬砌的水垫塘,关于混凝土水垫塘的冲刷破坏模式问题,尚待进行深入研究。高水头泄水建筑物的空蚀破坏在工程中屡见不鲜,含沙水流对过水建筑物的磨损给许多工程的运行维修造成很大困难。空蚀和磨损往往同时发生并相互促进,使破坏程度急剧增加。随着我国大量高水头泄水建筑物的建成运行,冲蚀、空蚀与磨蚀问题将会越来越多,并不断受到重视。第二篇：哈尔滨工程大学团代会报告
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第五篇：工程水力学教案
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