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流體力學
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流體力學 (P5140100)

超聲波多普勒效應用於研究管電路中穩定和層流液體的定律,這是許多技術應用的基礎。 實驗特別關注流速和橫截面管面積(連續性條件)之間的關係,以及流動阻力和管直徑之間的關係(哈根-波塞約定律)。 如果幾何形狀是已知的,這兩種關係都可用於確定動態粘度或流動性。

實驗特色:

  • 醫學生教授流動原理的優秀入門實驗
  • 實驗設定可以多種多樣,並可用於其他實驗
  • 緊湊的實驗設定
  • 結果可以很容易地從秤上讀出

實驗內容:

  1. 確定不同速度和直徑的平均和最大多普勒頻偏移。
  2. 根據多普勒定律計算平均流速,以及基於已知管截面和連續性方程的流速。
  3. 藉助垂直管子測量各種不同流速和管子直徑的壓降。
  4. 根據歐姆定律,根據壓降和流量計算流動電阻。 檢查流動電阻對管直徑的依賴性(Hagen-Poiseuille定律)。
  5. 根據哈根-普瓦西耶定律和已知的幾何形狀計算動態粘度。
  6. 根據流速計算不同管徑的雷諾數,並就不同管的流特性做出宣告。

學習目標

  • 超聲波多普勒效應
  • 穩定、層流和湍流
  • 連續性方程
  • 伯努利方程
  • 哈根-普瓦西耶法律
  • 流速和流阻(靜態和動態)
  • 壓力,壓力秤
  • 粘度和流動性
  • 超聲波流量測量