实验三柏努利方程实验

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1、实验二柏努利方程实脸一、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、实验原理流体在流动时具有三种机械能，即位能、动能、静压能。这三种能量是可以相互转换的。当管路条件改变时（如位置高低管径大小），它们便会向动转化，如果是粘度为零的理想流体，因为不存在因摩擦和碰撺而产生机械能的损失，同一管路的任何两个截面上，尽管三种机械能彼此不一定相等，但三种机械能的总和是相等的。对实际流体来说，则因为存在内摩擦，流动过程屮总有一部分机械能因摩擦和碰撞而消失，即转化力热能

2、。而转化力热能的机械能，在管路中是不可恢复的，这样，对实际流体來说，两个截面上的机械能的总和也是不等的，两者的差额就足流体在这两个截而之间因摩擦和碰撞转化为热能形式的机械能，因此在进行机械能的衡算时，就必须将这部分消失的机械能加到第二个截面上去，其和才等于流体在第一个截面的机械能总和。取任意两测试点，列出能量衡算式：zi«+y+^-=z2«+y+'y+E/l/Zpz2_两测试点距基准面的高度。uvm2—两点的流速一两点的阻力损失水温可认为不变。对于水平测试管，z,=z2，则2p2pf若U尸U2,则P2

3、p2;在静止状态下，即Ui=U2=0时，pi=p2o上述几种机械能可以用测压管中的一段流体柱高度来表示。在流体力学中，把表示各种机械能的流体柱高度称之为“压头”。表示位能，称为位压头表示动能的，称为动压头表示压力能的，称为静压头（或压强压头）H^；表示己消失的机械能的，称为损失压头（或摩擦压头）H损。当测压管上的小孔（即测压孔的屮心线）与水流方向垂直时测压管内液位高度（从测压孔算起）即为静压头，它反映测压点处液体的压强大小。测压孔处液体的位压头则由测压管的儿何高度决定。当测压孔巾上述方位转为正对水流方向上时，测压管内液位将因此上升，所增加的液位高度，即为测压孔处液体的动压

4、头，它反映出该点水流动能大小。这时测压管内液位总商度则为静压头与动压头之和。任何两个截面上位压头、动压头、静压头三者总和之差即为损失压头，它表示液体流经这两个截面之间的机械能的消失。三、实验装置实验装置与流程示意图如图2-1所示，实验测试导管的结构见图2-2,测压管均用玻璃制成便于观测。A、C、D截曲的直径均为14mm，B截曲的直径为28mm。A截面与D截面距离为95mm.图2-1能量转換流程示意图1-调节阀2-溢流3-髙位櫝4-静压头测压管5-冲压头测压管6-出口调节阀图2»2实验导管结构图实验步骤1、给高位槽注水，并保持有适量溢流水流出，以保持一定的液面高度。2、打开

5、出口阀，排除系统内空气。3、关闭出口阀，使系统内的流体静止，观察各测压管屮的液面高度及水箱中的液面高度。4、全开出口阀，逐步打开入口调节阀，观察各测压管中的液面变化，待流动稳定后读取各截面静压头和冲压头的大小并记录数据。5、关小出口阀改变流量，重复以上步骤6-8次。6、关闭各阀门，实验结束。五、实验注意事项1、不要将进水阀开的过大，以避免水从高位槽冲出和导致高位槽液面不稳定。2、流量调节阀须缓慢关小，以免造成流量突然下降，使测压管中的水溢出。3、必须将测试管中存在的气体排净。六、实验结果与分析1、实验结果:实验导管出口开度位置(mmH2O)A截面B截面C截面D截面静压头冲

6、压头静压头冲压头静压头冲压头静压头冲压头半标尺读数以D截而为0基准而读数2、A、B截面间冲压头的分析3、A、B截曲间静压头的分析4、C、D截面间静压头的分析5、压头损失的计算七、思考题1、流体在管道中流动涉及到哪些能量？2、对于不可压缩流体在水平不等径管路中流动，流速与管径的关系是什么？3、若两测压截而距基准而的岛度不同，两截而间的静压差仅是巾流动阻力造成的吗?4、观察各项机械能数值相对大小，作出结论。