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实验二伯努利实验【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：()22112112211Jkg122fppgZugZuhρρ−++=+++Σ⋅若以单位重量流体为横算基准时差，则又可表达为：()2212112211m222fppZuZuHgggρρ++=+++Σ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；Pa2ms−⋅ρ为流体的密度，单位是3;kgm⋅fhΣ是系统内因阻力造成的能量损失，单位是；1Jkg−⋅fHΣ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：()22112112211Jkg322ppgZugZuρρ−++=++⋅()2212112211m422ppZuZugggρρ++=++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：()221121211Jkg522fppuuhρρ−+=++Σ⋅()22121211m622fppuuHgggρρ+=++Σ液柱3、当流体处于静止时，则（1）、（2）式可简化为：()11212Jkg7ppgZgZρρ−+=+⋅()1212m8ppZZggρρ+=+液柱或者将（8）式改写为：()(21129PPgZZρ−=−)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】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】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】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】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】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】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：水温密度各测试点的静压力各测试点的静压强0/TC3/kgmρ−⋅ABCABC2、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）实验数据记录：实验序号温度密度AB静压头CAB压强CAB动压头CAB流速CAB损失压头C【思考题】