20230925化工原理其次周试验

本文格式为Word版，下载可任意编辑——20230925化工原理其次周试验柏努利试验

一、试验目的

1、通过实测静止和滚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

滚动的流体具有三种机械能：位能、动能和静压能，这三种能量可以相互转换。在没有摩擦损失且不输入外功的状况下，流体在稳定滚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中液柱的高度来表示，取滚动系统中的任意两测试点，列柏努利方程式：

2u12Pu2p1Z1g???Z2g??2??hf

2?2?22对于水平管，Z1=Z2，则u1?p1?u2?p2??h

f2?2?若u1=u2,则P2u2,p1三、试验装置及仪器

图2－2伯努利试验装置图

装置由一个液面高度保持不变的水箱，与管径不均匀的玻璃试验管连接，试验管路上取有不同的测压点由玻璃管连接。水的流量由出口阀门调理，出口阀关闭时流体静止。

四、试验步骤及思考题

1、

关闭出口阀7，开启阀门3、5，排出系统中空气；然后关闭阀7、3、5，观测并记录各测压管中的液压高度。思考：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？

将阀7、3半开，观测并记录各个测压管的高度，并思考：

（1）A、E两管中液位高度是否相等？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？将阀全开，观测并记录各测压管的高度，并思考：各测压管内液位高度是否变化？为什么变化？这一现象说明白什么？

2、

3、

五、试验数据记录

.液柱高度ABCDE阀门

关闭

半开

全开

六、试验分析：

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、在流量（流速）不为0时，产生动压头，且高度各不一致，其高度顺序为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，滚动中会产生阻力使得能量损失，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，在总压头恒定的状况下静压头最小，而由于上述能量损失导致在下游的B处比D处小，故三处高度浮现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。但动压头增加浮现平方关系，故相对高度差也增大。

七、结论

22u2p1伯努利方程为：Z?u1?P?Z2??2??hf，ABCDE五点高度一致，故不用考虑位压12g?g2g?g头Z，E>A和D>B可以确定?hf的存在。且在流速大的地方，静压头小，P小于是液柱高

2度低的现象可以证明动压头u和静压头P的加和关系。由此可以证明伯努利方程的合理

2g?g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，在屡屡重复蓄水调理后在同一高度。理论上应当在同一高度，由于此时没有动压头，故静压头相等，液柱高度一致，这就是连通器原理。

2、其次步中（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，差值代表水流从E流向A时在A、E两点间的能量损失。

（2）B、D两管中，C、D两管中液位高度是否相等？若不等，其差值代表什么？

不相等，B、D差值代表水流从D流向B时在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？这一现象说明白什么？

变化，由于流速增大，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。

流体流型的观测与测定

一、试验目的

1、观测流体在管内滚动的两种不同型态，加强层流和湍流两种滚动类型的感性认识；2、把握雷诺准数Re的测定与计算；3、测定临界雷诺数。

二、基本原理

雷诺（Reynolds）用试验方法研究流体滚动时，发现影响滚动类型的因素除流速u外，还有管