流体能量转换实验.pdfVIP

实验二流体能量转换实验

一、实验目的：

1、熟悉流动流体具有的各种能量和压头的概念，了解它们之间的

相互转换关系，在此基础上，掌握柏努利方程。

2、了解流体在管内流动时流体阻力的表现形式。

二、实验仪器和药品：

本实验装置，220V电源，纯净水50L或自来水。

三、实验原理：

流体流动具有三种机械能：位能、动能、和静压能。它们均可以用

一段液柱高度来表示其大小，所以又称之为位压头、动压头和静压头。

流体在流动过程中，由于管路情况的变化，如位置的高低，管径的

大小或者流经不同的管件等，这三种机械能相互转化。

理想流体的粘度为零，流动过程将不产生任何机械能损失，如果流

体做稳定流动，则在同一管路中的任何两个截面上，尽管这三种机械能

各自大小不尽相同。但其总和是相等的。

实际流体的的粘度不为零，由于内摩擦力的作用，在流动过程中，

部分机械能将转化成热能而损耗掉。因此，不同的截面，总的机械能是

不相等的，二者之差，便是阻力损失。因此在进行机械能衡算时，就必

须将这部分机械能加在第二截面上去，其和才等于流体在第一截面的机

械能总合。单位流体在流动过程中的机械能衡算式，称之为柏努利方程。

流体流经1-1与2-2截面的情况如图所示。

第1页

流体在管路中由1-1截面流至2-2截面时列出柏努利方程如下：

H+H+H=H+H+H+H

1位1动1静2位2动2静损

式中：H、H分别为1、2截面的位压头

1位2位

H、H分别为1、2截面的动压头

1动2动

H、H分别为1、2截面的静压头

1静2静

H流动流体由1截面流至2截面的阻力损失，称损失压头,m

损

四、实验装置

1、实验装置流程

11

22

第2页

2、能量转换流程

A

实验装置如图所示。由有机玻璃管，测压管、水槽、水泵等组成。

管路分成两段，由大小不同的两种有机玻璃管所组成，管段一、二的内径约为

18.5mm，段三、四的内径约为10.5mm，第二段的位置比第一段低275mm，阀A供调节流

量用。

五、实验步骤

1、准备工作：

接好储水桶的软管接头，另一头接上自来水龙头，续水，存水筒配有浮球阀，水不

会溢出。

2、关闭A阀，打开泵进水阀、出水阀，检查水桶内水位，开动循环水泵(注意:水泵不

可空载)，待高位槽内有溢流后，打开A阀缓慢排出管内气体，待管内气体排净后，关

闭A阀，观察并记录各测压管中的液位高度H。

注：须排尽测压管内的气体。

3、开大阀A至一定大小，观察并记录各测压管的液位高度H＇，用量筒、秒表测定

这时的体积流量（测两次，取平均值。）

注意：测完体积流量后，及时打开出水阀。

4、继续开大阀A，直至全开时，观察测压管液位变化，并记录各测压管的液位高

度H＇＇，用量筒、秒表测定这时的体积流量（测两次，取平均值）。

5、实验完毕后，关闭流量调节阀A，关闭泵电源。

六、实验数据记录及数据处理

d2

管径＝18.5mmA=268.7mm

11