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不可压缩流体恒定流能量方程实验报告(共8篇) 不可压缩流体恒定流能量方程(伯努利)实验 不可压缩流体恒定流能量方程 （伯诺里方程）实验 实验人：徐俊卿、郑仁春、韩超、刘强 一、实验目的要求 1、验证流体恒定总流的能量方程； 2、通过对动水力学诸多水力现象的实验分析研讨，进一步掌握有压管流中动水力学的能量转换特性； 3、掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技能。 二、实验装置 本实验的装置如图1.1所示。 图1.1 自循环伯诺里方程实验装置图 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。 说明： 本仪器测压管有两种： 1、毕托管测压管（表1.1中标*的测压管），用以测读毕托管探头对准点的总水头H?(?Z? p? )H(?Z??) 2g，须注意一般情况下H?与断面总水头?2g不同（因一般u 2 p? 2 ? u??），它的水头线只能定性表示总水头变化趋势； 2、普通测压管（表2.1未标*者），用以定量量测测压管水头。 实验流量用阀13调节，流量由体积时间法（量筒、秒表另备）、重量时间法（电子称另备） 或电测法测量（以下实验类同）。 三、实验原理 在实验管路中沿管内水流方向取n个过水断面。可以列出进口断面（1）至另一断面(i)的能量方程式(i?2,3,??,n) Z1? p1 ?a1?12g 2 ? ?Zi? pi ? ? ai?i2g 2 ?hw1?i Z? p 取 a1?a2??an?1 ，选好基准面，从已设置的各断面的测压管中读出 ?值，测出通 ?? 2 过管路的流量，即可计算出断面平均流速?及2g，从而即可得到各断面测压管水头和总水头。 四、实验方法与步骤 1、熟悉实验设备，分清哪些测压管是普通测压管，哪些是毕托管测压管，以及两者功能的区别。 2、打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流，检查调节阀关闭后所有测压管水面是否齐平。如不平则需查明故障原因（例连通管受阻、漏气或夹气泡等）并加以排除，直至调平。 4、打开阀13，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（毕托管供演示，不必测记读数）。 5、改变流量2次，重复上述测量。其中一次阀门开度大到使19号测管液面接近标尺零点。 实验结果处理与要求 1.有关常数记录表 均匀段D1 缩管段D2 扩管段D3cm 水箱液面高程▽0 上管到轴线高程▽zcm 2．测计??Z? ?? P? ?数值表. ?g?? 由流量Q和管径D，可知断面平均速度?? 4Q ?D 2 ,则流速水头为 8Q 2 24 ?Dg ，总水头列表如下： 4．绘制上述结果中最大流量下的总水头线E-E和测压管水头线P-P。 Y (cm) X(mm) 结果分析与讨论 1.测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？ 答：测压管水头线（P-P）沿程可升可降，线坡JP可正可负。而总水头线（E-E）沿程只降不升，线坡J恒为正，即J0。这是因为水在流动过程中，依据一定边界条件，动能和势能 可相互转换。测点5至测点7，管收缩，部分势能转换成动能，测压管水头线降低，Jp0。测点7至测点9，管渐扩，部分动能又转换成势能，测压管水头线升高，JP0。而据能量方程E1=E2+hw1-2, hw1-2为损失能量，是不可逆的，即恒有hw1-20，故E2恒小于E1，（E-E）线不可能回升。(E-E) 线下降的坡度越大，即J越大，表明单位流程上的水头损失越大，如图2.3的渐扩段和阀门等处，表明有较大的局部水头损失存在。 2. 增加，测压管水头线有何变化？为什么？ 答：有 如 下 二 个 变 化 ： （1）流量增加，测压管水头线（P-P）总降落趋势更显著。这是因为测压管水头H ?Z? p?E? ? 2 p ?2g ?E? Q 22 2gA ，任一断面起始时的总水头E及管道过流断面面积A 为定值时，Q增大， ? 2 2g 就增大，则Z? p ? 必减小。而且随流量的增加阻力损失亦增大，管 道任一过水断面上的总水头E相应减小，故Z? p ? 的减小更加显著。 （2）测压管水头线（P-P）的起落变化更为显著。 因为对于两个不同直径的相应过水断面有 ?H ??(Z? p)? ?2??1 2g 22 p ? ?? ?2 2 2g ? Q/A2?Q/A1 2g 2222 ?? Q/A2 2g 22 式中为两个断面之间的