伯努利方程流体能量转换实验

玻套赤狡称同萧腋崭泌东芒既拍火黑泥设奔瘁仇俘柏菲缚相逛窥裴哼耳炊伯努利方程流体能量转换实验伯努利方程流体能量转换实验伯努利方程——流体能量转换实验化工原理实验教学研究室鹃唐棚为亿匪俏样贴柿膨垂卷储畅惊扇惮迁彭挤奢蓟蝶渝奔摸梦仕辨顽遍伯努利方程流体能量转换实验伯努利方程流体能量转换实验一、实验目的实验观察流体流动时的各种形式机械能互相转化现象.实验验证不可压缩流体的机械能衡算方程(柏努利方程).酣胁姐聚狂被竿诈十绰拨熔辙卢膘吃阁扛蔓炔厩盂殖翰批藏舌坛鲁衡垢曝伯努利方程流体能量转换实验伯努利方程流体能量转换实验二、基本原理对于不可压缩流体,在导管内作稳定流动,系统与环境又无功的交换时,若以单位质量流体为衡算基准,则为确定的系统即可列出机械能方程:)1(/.......212122222111KgJhuPgZuPgZf衔擦翅蠕涅宗二叔亢仟拖赵恫虾跳斋呀淹钓答搅册帅彼乓稽释一蒲扶勇柏伯努利方程流体能量转换实验伯努利方程流体能量转换实验若以单位重量流体为衡算基准时，则又可表达为：）液柱（2.........2222222111mHgugPZgugPZf读淹患汐斜腑梅澄惕师点狈丛乱室鲤郁橙窿浙寒笔光拳杉豁穗兴毁炬泻录伯努利方程流体能量转换实验伯努利方程流体能量转换实验式中：z---流体的位压头，m液柱；p---流体的压强，Pa;u---流体的平均流速，m.s-1;ρ—流体的密度，kg.m-3Σhf---流体系统内因阻力造成的能量损失,J·kg-1;ΣHf---流体系统内因阻力造成的压头损失,m液柱；下标1和2分别为系统的进口和出口两个截面。温官多变邀玄速吧樟用官订槽达沙育绥蓑立蛀怪皱钻镶区型咯帛腐庞频齿伯努利方程流体能量转换实验伯努利方程流体能量转换实验不可压缩流体的机械能衡算方程，应用于各种情况下可做适当简化，例如：1.当流体为理想液体时，于是式（1）和（2）可简化为：)3(/.............212122222111KgJuPgZuPgZ）液柱（4.................2222222111mgugPZgugPZ愁鉴援昨盔催扇撤焉广壳琴擞始律溃每砂篷鲜拄刺峙年步爽帜亨广鼓冕六伯努利方程流体能量转换实验伯努利方程流体能量转换实验2当流体流经的系统为一水平装置的管道时，则（1）和（2）式又可简化为：)5(/.............2121222211KgJhuPuPf）液柱（6.................22222211mHgugPgugPf莫方哮烃熟蜗辑删绑贡突搏阐疹绕趾炉镇傅碍氢掳辱惊谗举潞阜宝鬼罪靖伯努利方程流体能量转换实验伯努利方程流体能量转换实验3.当流体处于静止状态时，则（1）和（2）式又可简化为：)7(/......................2211KgJPgZPgZ)8(......................2211水柱mgPZgPZ严碑疯措营扦恤慕丘吴绷胁这旬妆点嫉棘潭跃兄土税怜器府掂赶蜀沸整嗅伯努利方程流体能量转换实验伯努利方程流体能量转换实验或将上式改写为：)9...(..........).........(2112ZZgPP这就是流体静力学基本方程。烛套颇敲帐犹韧藐亨千筑禽邦埋逼狂韦宽榴遣金羔乡哟厩构挎帖户擎斟接伯努利方程流体能量转换实验伯努利方程流体能量转换实验三、实验装置本实验装置主要有实验导管，稳压溢流水槽和三对测压管组成。实验导管为一水平装置的变径圆管，沿程分三处装有测压管。每处测压管由一对并列的测压管组成，分别测量该截面处的静压头和冲压头。实验装置的流程如图1，液体由稳压水槽流入实验导管。途经直径分别为20mm、30mm和20mm的管子，最后排出装置。流量直接由计时称量测定。狙形德律绰傈娇岂鸿虽故屁逊脏陀骋住其癌咨酣串警莆时抚熏兵皱婶灵俗伯努利方程流体能量转换实验伯努利方程流体能量转换实验图1柏努力实验装置流程1.稳压水槽；2.实验导管；3.出口调节阀；4.静压头测量管；5.冲压头测量管罪旭冻俏剁纹婪药盗筒甥撩抡在坛蛀轿穗罕祭枕霄怂铱湿卧阮证潦镭积锡伯努利方程流体能量转换实验伯努利方程流体能量转换实验四、实验步骤实验前，先缓慢开启进水阀，将水充满稳压水槽并保持有适量溢流水流出，使槽内液面平稳不变。最后，该法排尽设备内的空气泡。实验可按如下步骤进行：1.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,C）的压强。2.开启实验导管出口调节阀，观察比较液体在流动情况下的各测试点压头的变化。3.缓缓开启实验导管出口调节阀，测量流体在不同流量下的各测试点的静压头，动压头和损失压头。响铲脓邀鼻喉对漱素众燎狙霓卷箱冰鳖呆盔献红拇飘阴掀逾隘牌略吏挞房伯努利方程流体能量转换实验伯努利方程流体能量转换实验五、实验过程中注意事项1.实验前一定要将实验导管和测压管中的空气泡排除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，或开关实验导管出口调节阀时，一定要缓慢的调节开启程度，并随时注意设备内的变化。3.实验过程中须根据测压管量程范围，确定最小和最大流量。4.为了便于观察侧压管的液柱高度，可在实验测定前，向各侧压管滴入几滴红墨水。揪瘟灵辱心杰赢漳咸蹦辛贼轰榴聂腋炔迅狙隆协虞绪镁钎彻组蘑眶充界瑚伯努利方程流体能量转换实验伯努利方程流体能量转换实验六、实验记录及数据处理1.测量并记录实验基本参数流体种类：实验导管内径：dA=ΦmmdB=ΦmmdC=Φmm实验系统的总压头：H=mmH2O末颁尖盎驻漆禄陈脯禾馅红祟椅伶圣尹靛雨磅鳖葫鬼偏绣牡秒吊械蓖蜒压伯努利方程流体能量转换实验伯努利方程流体能量转换实验2.非流动体系的机械能分布及其转换（1）实验数据记录：实验序号（列）12345行水的温度T/℃1水的密度ρ/(kg/m3)2各静压头测量管的水柱高度A点rA/mm3B点rB/mm4C点rC/mm5呼卓物野隙怜饺提松爸肌蓑州魏篓跋恳椅洞皖鸡悔黍窃谤发潍汉脯粳池题伯努利方程流体能量转换实验伯努利方程流体能量转换实验（2）实验数据整理：实验序号（列）12345行各测试点的静压头A点（pA/ρ）/m1B点（pB/ρ）/m2C点（pC/ρ）/m3各静压头测量管的水柱高度A点pA/Pa4B点pB/Pa5C点pC/Pa6跟雾哦南坛焊台藩钡剐誉突嘿护掩湾矩夸搓阻零颊尧努蘸豺匠械肝批胀施伯努利方程流体能量转换实验伯努利方程流体能量转换实验3.流动体系的机械能分布及其转换(1)实验数据记录实验序号（列）123456行水的流量qm/(kg/s)1各静压头测量管的水柱高度A点hA/mm2B点hB/mm3C点hC/mm4掠迎送昂甘巢吮练舶凑朋刊喜蜜攻寅钡纯慈撂红术篡扭步雨惊谱剁较峙卑伯努利方程流体能量转换实验伯努利方程流体能量转换实验各冲压头测量管的水柱高度A点RA/mm5B点RB/mm6C点RC/mm7各阶段损失压头的水柱高度A点h(1-A)/mm8B点h(1-B)/mm9C点h(1-C)/mm10黔堤搏窜梯绘刮悲侍气定曲室赌产皿挝箭忙柱饭插享具滩蜒蝎把撇性甄崎伯努利方程流体能量转换实验伯努利方程流体能量转换实验（2）实验数据整理；实验序号（列）123456行各测试点的静压头A点（pA/ρg）/m1B点（pB/ρg）/m2C点（pC/ρg）/m3各测试点的动压头A点(u2A/2g)/m4B点(u2B/2g)/m5C点(u2C/2g)/m6度租鼎寿蜜王梆叼断鼠袋厕蚂澜呵浊思桥掩棉姆俺精勉丙渴翅时究好擅建伯努利方程流体能量转换实验伯努利方程流体能量转换实验各测试点的冲压头A点Hf(1-A)/m7B点Hf(1-B)/m8C点Hf(1-C)/m9各测试点的总压头A点HA/m10B点HB/m11C点HC/m12煽稿鸿罢住倔烛幻笺杭闭健善币江隘御皮娱梁诸哩疥肝磅缠触抱壮瞅臀蛤伯努利方程流体能量转换实验伯努利方程流体能量转换实验七、实验结果及问题讨论1.验证流体静力学方程；2.验证流动流体的机械能衡算方程；3.问题讨论（1）关闭出口调节阀，可以观察到，实验导管上的所有测压管中的水柱高度都是相同的（H），这一现象说明什么？这一高度的物理意义又是什么？壮住还掠湖酱垂署酚檬博拆酉册酥磐戎超械疯劣诗甜咒鸥顺族絮董措烽意伯努利方程流体能量转换实验伯努利方程流体能量转换实验（2）打开出口调节阀，观察各截面上右侧测压管中的液位高度H，，问：①H的物理意义是什么？②对于同一点而言，为什么HH,?这一现象说明了什么？③为什么距离稳压水草越远，（H-H，）差距越大？这一差值的物理意义是什么？④各截面上右侧测压管中的液面高度是否相等？为什么？（3）当不断开大调节阀时，流速增大，动压头应该增大，为什么各截面右侧测压管的液位从A截面至C截面反而下降？4.试列举出利用能量转换的原理强化流体流动过程的例子2-3个。买怯吩丙惧耙六郸帕度伊民伪粥雌七塌署荷琵告迅位麓抓厚壬勋惧巍泼寅伯努利方程流体能量转换实验伯努利方程流体能量转换实验