20150925化工原理第二周实验

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1、柏努利实验一、实验目的1、通过实测静止和流动的流体中各项压头及其相互转换，验证流体静力学原理和柏努利方程。2、通过实测流速的变化和与之相应的压头损失的变化，确定两者之间的关系。二、基本原理流动的流体具有三种机械能：位能、动能和静压能，这三种能量可以互相转换。在没有摩擦损失且不输入外功的情况下，流体在稳定流动中流过各截面上的机械能总和是相等的。在有摩擦而没有外功输入时，任意两截面间机械能的差即为摩擦损失。流体静压能可用测压管屮液柱的岛度来表示，取流动系统屮的任意两测试点，列柏努利方程式：对于水平管，ZI=Z2,则若川=112,则P2

2、即Shf=O时，若1^=112，则P2=Pi。若U0U2,Pi

3、标高上？应否在同一标高上？为什么？2、将阀7、3半开，观察并记录各个测压管的高度，并思考：(1)A、E两管屮液位高度是否相等？若不等，其差值代表什么？(2)B、D两管中，C、D两管中液位高度是否相等？若不等，其差值代表什么？3、将阀全开，观察并记录各测压管的商度，并思考：各测压管A液位高度是否变化？为什么变化？这一现象说明了什么？六、实验分析：1、在流量(流速)为0时，此时无动压头，且各处总压头相等，故每层液柱高度读数相等。2、在流:U:(流速)不为0时，产生动压头，且岛度各不相同，其商度顺序为E〉D〉A〉B〉C。产生此现象的原因是由于水从E端流入，从A端流出，流

4、动中会产生阯力使得能量损失，故E>A和D>B可以确定，其他地方则要根据流速进一步确定。3、在B、C、D三管中，由于管径变细，且C处为最细管径，故流速C处最大，产生的动压头最大，在总压头恒定的情况卜静压头最小，而由于上述能量损失导致在下游的B处比D处小，故三处高度呈现D〉B〉C的现象。4、对比分析整个表格可以发现，随着流量的增大，液柱的相对高度差也随之增大。可知流速越大静压头越小，动压头越大，而恒定的量就是总压头。但动压头增加呈现平方关系，故相对高度差也增大。七、结论伯努利方程为：z+2fL+A=z+，ABCDE五点高度相同，故不用考虑位压*2gpg1f头Z，E>A

5、和D>B可以确定.的存在。且在流速大的地方，静压头小，P小于是液柱高度低的现象可以证明动压头£和静压头jL的加和关系。由此可以证明伯努利方程的合理PS性。八、思考题1、第一步中所有测压管中的液柱高度是否在同一标高上？应否在同一标高上？为什么？在一开始不在同一高度上，在多次重复蓄水调节后在同一高度。理论上应该在同一高度，因为此时没有动压头，故静压头相等，液柱高度相同，这就是连通器原理。2、第二步中（1）A、E两管中液位高度是否相等？若不等，其差值代表什么？不相等，差伉代表水流从E流向A时在A、E两点间的能量损失。（2）B、D两管屮，C、D两管中液位高度是否相等？若不

6、等，其差值代表什么？不相等，B、D差值代表水流从D流向B吋在B、D两点间的能量损失。而C、D两管的差值代表动压头的差值（可能也会存在其间的能量损失）3、第三步中各测压管内液位高度是否变化？为什么变化？这一现象说明了什么？变化，因为流速增大，动压头增大，静压头变小，这说明动压头和静压头可以相互转化，其加和为总压头。流体流型的观察与测定一、实验目的1、观察流体在管内流动的两种不同型态，加强层流和湍流两种流动类型的感性认识;2、掌握雷诺准数Re的测定与计算；3、测定临界雷诺数。二、基本原理雷诺（Reynolds）用实验方法研宂流体流动时，发现影响流动类型的因素除流速u夕

7、卜，还有管径（或当:W:管径）d,流体的密度p及粘度M，巾此四个物理量组成的无因次数群Re的值是判定流体流动类型的一个标准。(1-1)dupARe<2000〜2300时为层流，Re〉4000时为湍流，2000

8、因为外界干