伯努利方程-实验报告.doc

伯努利方程仪实验报告实验人 XXX合作者 XXX 合作者 XXXXX年X月XX日一、 实验目的1. 观察流体流经能量方程试验管的能量转化情况，对实验中出现的现象进行分析，加深对能量方程的理解；2. 掌握一种测量流体流速的原理；3. 验证静压原理。二、 实验设备本实验台由压差板、实验管道、水泵、实验桌和计量水箱等组成。图- 1伯努利方程实验台1.水箱及潜水泵 2.上水管 3.电源 4.溢流管 5.整流栅 6.溢流板 7.定压水箱8.实验细管 9. 实验粗管 10.测压管 11.调节阀 12.接水箱 14回水管 15.实验桌三、 实验前的准备工作：1全开溢流水阀门 2稍开给水阀门 3将回水管放于计量水箱的回水侧 4接好各导压胶管 5检验压差板是否与水平线垂直 6 启动电泵，使水作冲出性循环,检查各处是否有漏水的现象。四、 几种实验方法和要求：1. 验证静压原理：启动电泵，关闭给水阀，此时能量方程试验管上各个测压管的液柱高度相同，因管内的水不流动没有流动损失，因此静水头的连线为一平行基准线的水平线，即在静止不可压缩均匀重力流体中，任意点单位重量的位势能和压力势能之和（总势能）保持不变，测点的高度和测点位置的前后无关，记下四组数据于表-2的最下方格中。从表-2中可以看出，当水没有流动时，测得的的静水压头基本上都是35.5cm，验证了同一水平面上静压相等。2. 测速：能量方程试验管上的四组测压管的任一组都相当于一个毕托管，可测得管内任一点的流体点速度，本试验已将测压管开口位置在能量方程试验管的轴心，故所测得的动压为轴心处的，即最大速度。毕托管求点速度公式： 利用这一公式和求平均流速公式（）计算某一工况（如表中工况2平均速度栏）各测点处的轴心速度和平均流速得到表-1表- 1测点编号项目点速度Vs（m/s）1.5460.5601.6271.084平均速度（m/s）1.8040.4241.8041.804管中内径（mm）14251414注：该表中数据由表-2中第一行数据计算得到从表-1中我可以看到在细管测得的速度大，在粗管测得的速度小；在细管中测得的点速度比平均速度小，这可能是比托管的管嘴没有放在玻璃管管中心，或者比托管管嘴没有正对液体流向，使得总压与静压的差值小于实际值；在粗管测得的点速度比平均速度大，可能是因为在粗管，比托管更容易放在玻璃管中心，测得的点速度比平均速度大是正常的，因为如果是层流的话，流速沿半径方向呈抛物线分布。3. 观察和计算流体、管径，能量方程试验管（伯努利管）对能量损失的情况：在能量方程试验管上布置四组测压管、，每组面的测压管测的压力为总压，全开给水阀门，观察总压沿着水流方向的下降情况，这说明流体的总势能沿着流体的流动方向是减少的，改变给水阀门的开度，同时用计量水箱和秒表测定不同阀门开度下的流量及相应的四组测压管液柱高度，记到数据表中。表- 2 不同位置的液压高度（cm）序号测点编号测量时间s流量 cm3/s左右左右左右左右1定压水箱液高30.3cm34.522.327.325.726.5138.72.716.86208.234.822.227.325.626.612.88.62.516.63211.134.822.327.325.626.512.78.42.516.54212.234.522.327.225.726.612.78.42.516.47213.134.822.227.325.726.512.78.32.516.71210.12定压水箱液高18.8cm24.817.520.419.419.9129.25.521.88160.42517.320.519.52012.29.45.821.71161.724.917.220.319.419.9129.45.922.24157.82517.620.419.419.912.19.35.822.42156.624.817.720.619.82012.19.45.922.08159.0能量方程管中心线距基准高9.09.09.09.0位置水头cm能量方程管内径mm14251414静水头定压水箱液高37.3cm35.535.535.535.4/35.6注：平均流量通过体积法测量，测量体积为18*15*13=3510ml表-2给出了两个工况的全部实验数据从以上数据可以看出，同一种情况下同一位置测得的压头基本不变，我们对每种情况下的5组数据取平均值，绘出个位置下的各种水头线，如图-2与图-3所示。图- 2 情况1压头图- 3 情况2压头从图中我们可以看见1. 总压头随着流动方向而降低，这是因为沿着流动方向，会有沿程阻力，导致流体能量损失，同时在管径畸变处有局部能量损失；2. 比总能头大，而比压能头大，这是由于管径变粗流速减慢，动能头转变为了压力能头；3. 比位置总能头相同但压力能头小了，这