实验二 伯努利实验报告

实验二实验二 伯努利实验伯努利实验 【伯努利方程】【伯努利方程】 流动流体所具有的总能量是由各种形式的能量所组成，并且各种形式的量之间可相互 转换。 但个流体在道题管内作定常流动时， 在道观的各截面之间各种形式机械能的变化规律 可由机械能横算基本方程来表达。这写规律对解决流体流动过程的管路计算、流体压强、流 速与流量的测量，以及流体输送等问题，都有着十分重要的作用。 对于不可压缩流体，在道观内作定常流动，系统与环境又无功的交换时，若以单位质 量流体为横算基准，则对确定的系统即可列出机械能横算： ( ) 221 12 1122 11 J kg 1 22 f pp gZugZuh +=+ 若以单位重量流体 为横算基准时差，则又可表达为： ( ) 22 12 1122 11 m 2 22 f pp ZuZuH ggg +=+液柱 式中：Z是流体的位压头，单位是m为液柱；p是液体的压强，单位是；u是流体的 平均流速，单位是； Pa 2 m s为流体的密度，单位是 3; kg m f h是系统内因阻力造成的能 量损失，单位是； 1 J kg f H是流动系统内因阻力造成的压头损失，单位是。下 标 1 和 2 分别为系统进口和出口两个截面。 m液柱 不可压缩流体的机械能横算方程，应用于具体情况下可作适当简化： 1、对理想流体， （1） 、 （2）可简化为： ( ) 221 12 1122 11 J kg 3 22 pp gZugZu +=+ ( ) 22 12 1122 11 m 4 22 pp ZuZu ggg +=+液柱 即伯努利方程。 2、当液体流经的系统为一水平装置的管道时，则（1） 、 （2）可化为： ( ) 221 12 12 11 J kg 5 22 f pp uuh +=+ ( ) 22 12 12 11 m 6 22 f pp uuH ggg +=+液柱 3、当流体处于静止时，则（1） 、 （2）式可简化为： ( ) 1 12 12 J kg 7 pp gZgZ +=+ ( ) 12 12 m 8 pp ZZ gg +=+液柱 或者将（8）式改写为： ()( 2112 9PPg ZZ=) 这就是流体静力学基本方程。 上述方程是理论计算的结果，观察和验证机械能横算方程，可通过下列的实验进行。 【方案设计】【方案设计】 本实验采用如图的装置，主要是试验道观，稳压溢水槽盒三对测压管组成。试验管为 一水平装置的变径圆管，沿程分三处设置测压管。每处测压管由一对平列的测压管组成，分 别测量该界面处和静压头和冲压头。 图 1 伯努利实验装置流程 实验装置流程如图 1 所示。 流体由稳压水槽流入试验道观， 途径直径分别为 20、 30 和 20mm 的管子，最后排出设备。流体流量由出口调节阀调节。流量需直接由计时器称量测定。 【实验仪器】【实验仪器】 伯努利实验装置，温度计，500ml 量筒（或容器与台秤） ，秒表一个。 【实验注意事项】【实验注意事项】 1、实验前一定要将试验导管和测压管中的空气泡排出干净，否则会干扰实验现象和测 量的准确性。 2、开启进水阀向稳压水槽注水，或开关试验导管出口调节阀时，一定要缓慢地调节开 启程度，并随时注意设备内的变化。 3、试验过程中需根据测压管量程范围，确定最大和最小流量。 4、为了便于观察测压管的液柱高度，可在临实验测定前，向各测压管滴入几滴红墨水。 【实验目的】【实验目的】 1、观察不可压缩流体在导管内流动时各种形式机械能的相互转化现象。 2、验证机械能横算方程。 【实验内容与步骤】实验内容与步骤】 1、实验前，先缓慢开启进水阀。将水充满稳压流水槽，并保持有适量溢流水流出，使 槽内平稳不变。最后，设法排尽设备内的空气泡。 2、关闭实验导管出口调节阀，观察和测量液体处于静止状态下各测试点（A，B 和 C 三点）的压强。 3、开启试验导管出口调节阀，观察比较液体在流动情况下的各测试点的压头变化。 4 缓慢开启试验导管的出口调节阀，测量流体在不同流量下的各测试点的进压头，动压 头和损失压头。 【实验数据记录】【实验数据记录】 1、测量并记录实验基本参数 流体和种类： 试验管内径： 实验系统的总压头： 2、非流动体系的机械能分布及其转换 （1）实验数据记录： 水温水温 密度密度 各测试点的静压力各测试点的静压力 各测试点的静压强各测试点的静压强 0 /TC 3 / kg m A B C A B C 2、验证流体静力学方程。 3、流动体系的机械能分布及其转换 （1）实验