不可压缩流体总流伯努利方程实验报告

     

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一、实验目的要求

1．验证流体恒定流动时的总流伯努利方程；

2．进一步掌握有压管流中，流动液体能量转换特性；

3．掌握流速、流量、压强等动水力学水流要素的实际量测技能。

二、实验装置

实验装置是THXZH-1型流体力学综合实验装置。本实验选用实验管B完成此项实验。B管管壁上共开有16个测压针头插孔： ⑴～⒁、⒂、⒄。其中⑴～⒁与测压架上的相应测压管相连；⒂用于毕托管测速实验；⒄用于演示弯头处急变流的压强分布。

此外测压架上的16、18两根测压管用于A管测沿程阻力系数λ。

三、实验原理

实际流体在做稳定管流时的总流伯努利方程为：

表示所选定的两个过流断面之间的单位重量流体的水头损失。

选测压点⑴～⒁，从相应各测压管的水面读数测得值，并分别计算各测点速度水头，并将各过流断面处的与相加，据此，可在管流轴线图上方绘制出测压管水头线P-P和总水头线E-E。

四、实验方法和步骤：

1．选择实验管B上的⑴～⒁十四个过流断面，每个过流断面对应有一根测压管。

2．开启水泵。使恒压水箱溢流杯溢流，关闭节流阀31后，检查所有测压管水面是否平齐(以工作台面为基准)。如不平，则应仔细检查，找出故障原因(连通管受阻、漏气、有气泡) ，并加以排除，直至所有测压管水面平齐。

3．打开节流阀31，观察测压管1～14的水位变化趋势，观察流量增大或减小时测压管水位如何变化。

4．当节流阀31的开度固定后，记测各测压管液位高度(即的值)，同时测量出实验管B中的流量。

5．测记恒压水箱实验水温(以备计算用)。

6．改变流量再做一次。

五、实验结果，数据整理

    1．装置常数细圆管内径d_细=0.0136(m),粗圆管内径d_粗=0.0202（m）;圆管材质为有机玻璃管；管内壁绝对：粗糙度，细管相对粗糙度，粗管相对粗糙度。

2．记录有关常数

实验管B各测点水平方向间的距离 (mm)  

小管内径  Φ0.0136 (m)，大管内径  Φ0.0202 (m)，测点⑶喉管内径Φ0.01(m)。

3．量测各测点的()值，并记录于表2-1：

4．计算各测压点速度水头 和总水头 ，将计算值记入表2-1：

上式中各测点的α值(动能修正系数)可参考附表根据雷诺数Re的范围确定。

5．绘制两次不同流量时的测压管水头线P-P和总水头线E-E (见图2-1)。

     附表：       水力光滑管紊流速度分布规律及动能修正系数                                                

 

六、思考题

1．测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？

2．流量增大时，测压管水头线有何变化？为什么？

第二篇：伯努利方程实验报告

不可压缩流体定常流能量方程(伯努利方程)实验

                       

一、实验目的要求：

  1、掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技术；

  2、验证流体定常流的能量方程；

  3、通过对动水力学诸多水力现象的实验分析研究，进一步掌握有压管流中动水力学的能量转换特性。

二、实验装置：

 

自循环

      伯努利方程实验装置图

    本实验的装置如图所示，图中：

1.自循环供水器；  2.实验台；  3.可控硅无级调速器；  4.溢流板；  5.稳水孔板；  6.恒压水箱；  7.测压计；  8.滑动测量尺；  9.测压管； 10.实验管道；  11.测压点；  12.毕托管  13.实验流量调节阀。

三、实验原理：

    在实验管路中沿水流方向取n个过水截面。可以列出进口截面(1)至截面(i)的能量方程式（i=2,3,.....,，n)

                                    

选好基准面，从已设置的各截面的测压管中读出值,测出通过管路的流量,即可计算出截面平均流速ν及动压，从而可得到各截面测管水头和总水头。

四、实验方法与步骤：

  1、熟悉实验设备，分清各测压管与各测压点，毕托管测点的对应关系。

  2、打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流后，检查泄水阀关闭时所有测压管水面是否齐平，若不平则进行排气调平(开关几次）。

  3、打开阀13，观察测压管水头线和总水头线的变化趋势及位置水头、压强水头之间的相互关系，观察当流量增加或减少时测压管水头的变化情况。

  4、调节阀13开度，待流量稳定后，测记各测压管液面读数，同时测记实验流量(与毕托管相连通的是演示用，不必测记读数)。

  5、再调节阀13开度1～2次，其中一次阀门开度大到使液面降到标尺最低点为限，按第4步重复测量。

五、实验结果及要求：

  1、把有关常数记入表2.1。      

  2、量测()并记入表2.2。

  3、计算流速水头和总水头。

  4、绘制上述结果中最大流量下的总水头线和测压管水头线(轴向尺寸参见图2.2，总水头线和测压管水头线可以绘在图2.2上)。

六、结果分析及讨论：

  1、测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？

  2、流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？

  3、测点2、3和测点10 、11的测压管读数分别说明了什么问题？

  4、试问避免喉管(测点7)处形成真空有哪几种技术措施？分析改变作用水头(如抬高或降低水箱的水位)对喉管压强的影响情况。

  5、由毕托管测量显示的总水头线与实测绘制的总水头线一般都有差异，试分析其原因。

表2．1 有关常数计录表    水箱液面高程__47.55____cm，上管道轴线高程__18.00______cm．

注：(1)．打“*”者为毕托管测点(测点编号见图2.2)

    (2)．2、3为直管均匀流段同一断面上的二个测压点，10 、11为弯管非均匀流段同一截面上的二个测点．

 

图2

表2．2  测记（）数值表   （基准面选在标尺的零点)

表2．3 计算数值表

   （1）流速水头

  （2）总水头（Z+p/ρg+v2/2g）

                               总水头线

                           测压管水头线