实验一 伯努利方程
一、 实验目的
1.理解液体的静压原理
2.验证伯努利方程
3.验证液体在流动状态下压力损失与速度的关系
二、 实验仪器
伯努利方程实验装置
三、 实验原理
伯努利方程是流体动力学中一个重要的基本规律,是能量守恒定律在流体力学中的具体应用。主要反映液体在恒定流动时压力能、位能和动能三者之间的关系,即在任一截面上这三种能量形式之间可以互相转换,但三者之和为一定值,即能量守恒。
理想液体的伯努利方程为:
实际液体的伯努利方程为:
当液体处于静止状态时,液体内任一点处的压力为:这是液体静力学基本方程式。
四、 实验装置
伯努利试验仪主要由实验导管、稳压溢流槽和四对测压管所组成。实验导管为一水平装置的变径圆管,沿程分四处设置测压管。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(压力能)和冲压头(压力能、位能和动能三者之和)。
实验装置的流程如图1所示。液体由稳压槽流入实验导管,途径A点、B点、C点、D点直径分别为15mm、34mm、15mm、15mm的管子,最后排出设备。液体流量由出口调节阀调节。流量由流量计读出。
五、 实验步骤
实验前,先缓慢开启进水阀,将水充满稳压溢流水槽,并保持有适量溢流水流出,使槽内液面平稳不变。最后,设法排尽设备内的空气泡,否则会干扰实验现象和测量的准确性。
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和D四点)的压力,验证液体的静压原理。并设定此处的水位高度为基准面。
2.开启实验导管出口调节阀,保持稳压溢流水槽有适量溢流水流出,观察比较液体在流动情况下的各测试点的压头变化。
3.缓慢调节实验导管的出口调节阀,测量液体在不同流量下的各测试点的静压头、动压头和损失压头,并记录下各项数据。
4.实验结束后,应先关闭进水的总阀门,然后再开大出口调节阀,排尽稳压溢流水槽内的水。
六、 实验数据
液体种类:水 温度: 20 ℃
导管内径:dA= 15 mm dB= 34 mm dC= 15 mm dD=15 mm
实验系统的总压力:H=
D点的势能位置H0=-16cm
A、B、C三点的势能位置H0=0
七、整理实验数据,分析并回答问题
1.用伯努利方程解释测点压头变化原因。
2.用数据和图像分析压损—速度平方的关系。
第二篇:第五组伯努利实验
伯努利实验报告
班级:机械1104
组员:蒋龙陈、李俊韬、刘介、祝千皓、 甄文龙
实验报告
一、实验材料
电吹风、乒乓球、一张白纸
二、 实验过程
一开始我们是想拿乒乓球做实验的,将乒乓球置于一短管中,将电吹风风口置于管口,保持电吹风平稳,然后调节电吹风挡数,希望看到乒乓球上升,可是实验失败了,乒乓球没有移动。我们总结了几个原因:1.乒乓球太重,上下压力差不足以带动它。2.电吹风风力不够大。3.电吹风风口离乒乓球有点远。
之后我们采取了第二种方法,用白纸取代乒乓球,将电吹风风口置于白纸的上方,打开开关,发现白纸由垂直状态缓缓上升,最后接近水平。
三、实验分析
1.伯努利原理:
丹尼尔·伯努利在1726年提出了“伯努利原理”。这是在流体力学的连续介质理论方程建立之前,水力学所采用的基本原理,其实质是流体的机械能守恒。即:动能+重力势能+压力势能=常数。其最为著名的推论为:等高流动时,流速大,压力就小。伯努利原理往往被表述为p+1/2ρv^2+ρgh=C,这个式子被称为伯努利方程。式中p为流体中某点的压强,v为流体该点的流速,ρ为流体密度,g为重力加速度,h为该点所在高度,C是一个常量。它也可以被表述为p1+1/2ρv1^2+ρgh1=p2+1/2ρv2^2+ρgh2
需要注意的是,由于伯努利方程是由机械能守恒推导出的,所以它仅适用于粘度可以忽略、不可被压缩的理想流体。
伯努利方程:
伯努利方程就是能量守恒定律在流动液体中的表现形式。我们所做的实验证明了伯努利原理的推论,同时证明了伯努利方程。
四、实验分工
蒋龙陈:参与实验并写实验报告
李俊韬:实验操作
刘介:参与实验负责摄影
甄文龙:参与实验
祝千皓:准备实验器材