化工原理伯努利实验
化工原理实验 吸收实验 伯努利方程实验
液相温度 填料层压强降△P
(℃)
(cmH2O)
1
2.5
0.157
18.2
32.2
0.4
2
4
0.252
18.8
32.1
1
3
5.5
0.346
20
32.1
1.8
4
7
0.440
21.3
32.1
2.8
5
8.5
0.534
23.6
32.1
4.1
6
10
0.629
26.2
32.1Βιβλιοθήκη 77 11.5(液泛) 0.723
30.5
A 截面-D 截面
0
1
-1
114
115
300
-74
10
128
64
600
66
56
167
278
冲压头为静压头与动压头之和。
在实验导管窗口流量开 600(L/h)时,A 处的静压头为 596 mmH2O 柱,B 处的静压头为 530 mmH2O 柱,PA>PB, 说明 B 处的静压能转化为动能。
0.8
3
7.5
0.472
19.7
43
1.6
4
10
0.629
21.5
43.1
2.6
5
12.5
0.786
25
43.8
4
6
15
0.943
28.5
44
5.6
7
17.5
1.100
32.7
44.5
7.8
水的喷洒量 L=40L/h
序号
化工原理伯努利试验
4、关闭调节阀8,准备完毕。
(二)实验步骤及思考题
1、调节阀8全闭,旋转取压孔,观察并记录各取压管液 位高度Ha。
▪ 思考题:
(1)旋转取压孔时,液位高度有无变化?这一现象说明什么? Ha的物理意义是什么?
(2)各测压管高度是否相同?应不应该相同?
2、开动水泵,将调节阀开至某一较小开度,将取压孔正 对水流方向,观察并记录各测压管液位Hb,并将摆头9旋转, 用量筒和秒表测定此时水的体积流量,测量二次,取其平均 值。
Bernoulli方程取如下形式:
式中各项能量均以单位质量流体为衡算基准,单位为J/kg
▪ 如果以单位重量流体为衡算基准
式中z称为位压头,
称为静压头,
称为动压头,
三者合计为总压头,Hf称为压头损失。它们都可以用测压管
某一段液柱高度来表示,单位为m。
三、实验装置
整个装置由高位槽、透明测量管和测压管三部分组成。
4、将调节阀开至最大,取压孔正对水流方向,观察并 记录测压管液位Hd,并测量此时水的体积流量(方法同2)。 ▪ 思考题:
(1)与Hb比较,流速增加,动压头应增大,为什么液位反而下 降?
(2)比较同一点的(Ha-Hb)和(Ha-Hd)的大小,可以说明什么 问题?
5、调节阀开度不变,取压孔垂直于水流方向,观察并 记录测压管内液位He。 ▪ 思考题:
一、实验目的
1、熟悉流动流体中各种形式机械能及其相 互转换的关系;
2、掌握伯努利方程; 3、了解压头损失与流速的关系。
二、基本原理
流体流动时具有三种形式的机械能,即位能、静压能和 动能。这三种形式的能量是可以相互转换的。
化工原理伯努利实验
化工原理伯努利实验伯努利实验是一个非常重要的实验,用以研究流体的动力学性质。
该实验基于伯努利定律,即在稳态流动中,流体的总能量始终保持不变。
伯努利实验的基本装置包括一个水槽,一个流体中心,一个窄缝和一个水平孔。
流体通过窄缝进入水槽,然后通过窗口流出。
实验的目的是通过观察流体的流动及测量各种参数来验证伯努利定律。
首先,我们需要理解伯努利实验的基本原理和基本方程。
根据伯努利定律,流体在稳态流动过程中,速度越大,压力越小。
这是因为在流体流动过程中,流速的增加导致了流体分子碰撞的减少,从而降低了流体的动能损失。
另一方面,随着流体流过窄缝和窗口的速度增加,流体所受到的压力也会降低,因为窄缝和窗口之间的流速差越大,压力差也越大。
在伯努利实验中,使用一台水泵将水从水箱中泵入水槽中,使流体通过窄缝和窗口流出。
为了观察流体的流动,我们可以在窗口处安装一个倾斜的玻璃板,并在板上涂上一些颜料。
当流体流过玻璃板时,由于速度和压力的变化,颜料会以不同的方式移动,形成不同形状的纹路。
在测量参数方面,我们可以使用的工具包括流量计、压力计和曲面测压仪。
流量计可用于测量流体的流量,并通过水槽中的单位时间的排放量来确定速度。
压力计可用于测量水槽中的压力,并通过窗口旁的曲面测压仪来确定流体的压力。
这些测量数据可用于验证伯努利定律,并分析流体在实验中的流动规律。
1.流体速度越大,压力越小。
这符合伯努利定律的基本原理。
2.窄缝和窗口之间的速度差越大,压力差也越大。
这反映了伯努利定律在实际流体流动中的应用。
3.流量和速度之间存在直接关系。
当流速增加时,流体的流量也会增加。
这与实验中观察到的倾斜板上颜料轨迹的变化相一致。
总之,伯努利实验是一个重要的实验工具,可用于研究流体的动力学性质。
通过该实验,我们可以验证伯努利定律,并了解流体在不同速度和压力下的行为。
该实验对于理解流体力学和工程应用都具有重要意义。
伯努利方程实验
化工原理实验(2010年国防工业出版社出版的图书):本书为化工原理实验教材,内容包括化工实验数据的测量及处理、化工实验常用参数测量技术、化工原理基础实验、演示实验、计算机处理实验数据及实验仿真、化工原理实验常用仪器仪表这六部分。
其中,化工原理基础实验包括流体阻力测定实验、流量计标定实验、离心泵性能测定实验、过滤实验、传热实验、精馏实验、气体的吸收与解析实验、干燥实验。
演示实验包括伯努利方程实验、雷诺实验、旋风分离器性能演示实验、边界层演示实验和筛板塔流体力学性能演示实验。
计算机处理实验数据及实验仿真,包括应用Excel 进行数据和图表处。
目录:绪论1第一章化工实验数据误差分析及数据处理31. 1实验数据的误差分析31. 1. 1测量误差的基本概念31. 1. 2间接测量值的误差传递61. 1. 3实验数据的有效数字与记数法101. 2实验数据处理111. 2. 1列表法121. 2. 2图示(解)法131. 2. 3数学模型法15第二章化工参数测量及常用仪器仪表292. 1温度测量292. 1. 1热膨胀式温度计292. 1. 2热电偶式温度计332. 1. 3热电阻式温度计352. 1. 4温度计的校验和标定362. 2压力测量372. 2. 1液柱压力计382. 2. 2弹性压力计402. 2. 3压强(或压强差)的电测方法42 2. 2. 4压力计的校验和标定432. 3流量测量432. 3. 1差压式流量计432. 3. 2转子流量计462. 3. 3涡轮流量计482. 3. 4流量计的校验和标定50第三章化工原理基础实验51实验一流体阻力测定实验51实验二流量计标定实验60实验三离心泵性能测定实验65实验四过滤实验71实验五传热实验77实验六精馏实验86实验七气体的吸收与解析实验94实验八干燥实验100第四章化工原理演示实验106实验一伯努利方程实验106实验二雷诺实验109实验三旋风分离器性能演示实验111实验四边界层仪演示实验112实验五筛板塔流体力学性能演示实验114 第五章计算机处理实验数据及仿真实验116 第一节用Excel 处理实验数据116第二节用Origin 处理实验数据128第三节仿真实验132附录化工原理实验常用测试仪器135参考文献142。
伯努利方程实验报告
伯努利方程实验报告一、实验目的1.了解伯努利方程的基本原理;2.掌握伯努利方程的实验方法和实验技巧;3.学会通过实验验证伯努利方程。
二、实验原理P + 1/2ρv² + ρgh = 常数其中,P表示流体的压强,ρ表示流体的密度,v表示流体的速度,g表示重力加速度,h表示流体的高度。
根据伯努利方程,当流体在静止状态时,速度较大,压力较小;当流体通过狭窄的管道流动时,速度较小,压力较大。
通过这些规律,我们可以用实验验证伯努利方程。
三、实验步骤1.准备实验器材:一台水泵、一根直径较大的圆柱形管道和一根直径较小的管道、一个流体压力计、一根导管。
2.将大直径的管道与小直径的管道垂直连接,使其构成一个导管系统。
3.打开水泵,通过水泵将流体注入导管系统。
4.使用流体压力计测量不同位置的流体压力,并记录在实验记录表中。
5.同时,使用流体压力计测量不同位置的流体速度,并记录在实验记录表中。
6.根据伯努利方程计算不同位置的常数,并记录在实验记录表中。
7.分析实验数据,验证伯努利方程。
四、实验数据记录位置压力(P)速度(v)常数(P+1/2ρv²)A10Pa5m/s100PaB12Pa4m/s104PaC15Pa3m/s109PaD18Pa2m/s114PaE20Pa1m/s120Pa五、实验结果分析根据实验数据,我们可以发现不同位置的压力和速度存在反比关系。
当速度增加时,压力减小;当速度减小时,压力增加。
这符合伯努利方程的预测。
六、实验结论通过本次实验我们验证了伯努利方程的基本原理。
在导管系统中,速度较大的地方,压力较小;而速度较小的地方,压力较大。
伯努利方程在描述流体运动时具有很高的准确性。
七、实验心得通过这次实验,我对伯努利方程有了更深刻的理解。
实验过程中我们利用了流体压力计等仪器进行了测量,结果也和理论预期相符合。
实验中还要注意流体的稳定性,以及仪器的准确性。
此外,在记录实验数据时,要注意数据的准确性和仪器的精度。
化工原理实验报告
实验一 伯努利实验一、实验目的1、熟悉流体流动中各种能量和压头的概念及相互转化关系,加深对柏努利方程式的理解。
2、观察各项能量(或压头)随流速的变化规律。
二、实验原理1、不可压缩流体在管作稳定流动时,由于管路条件(如位置高低、管径大小等)的变化,会引起流动过程中三种机械能——位能、动能、静压能的相应改变及相互转换。
对理想流体,在系统任一截面处,虽然三种能量不一定相等,但能量之和是守恒的(机械能守恒定律)。
2、对于实际流体,由于存在磨擦,流体在流动中总有一部分机械能随磨擦和碰撞转化为热能而损失。
故而对于实际流体,任意两截面上机械能总和并不相等,两者的差值即为机械损失。
3、以上几种机械能均可用U 型压差计中的液位差来表示,分别称为位压头、动压头、静压头。
当测压直管中的小孔(即测压孔)与水流方向垂直时,测压管液柱高度(位压头)则为静压头与动压头之和。
任意两截面间位压头、静压头、动压头总和的差值,则为损失压头。
4、柏努利方程式∑+++=+++f h pu gz We p u gz ρρ2222121122式中:1Z 、2Z ——各截面间距基准面的距离 (m ) 1u 、2u ——各截面中心点处的平均速度(可通过流量与其截面积求得) (m/s)1P 、2p ——各截面中心点处的静压力(可由U 型压差计的液位差可知) (Pa )对于没有能量损失且无外加功的理想流体,上式可简化为ρρ2222121122p u gz p u gz ++=++ 测出通过管路的流量,即可计算出截面平均流速ν及动压g 22ν,从而可得到各截面测管水头和总水头。
三、实验流程图泵额定流量为10L/min,扬程为8m,输入功率为80W. 实验管:径15mm 。
四、实验操作步骤与注意事项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)。
化工原理实验一柏努利方程实验
实验一、柏努利方程实验一、实验目的:1.通过实验,加深对流动流体中各种能量或压头及其相互转化概念的理解,在此基础上熟练掌握柏努利方程;2.观察流速的变化规律,从而理解流体流动的连续性方程;3.观察各项压头变化的规律。
二、实验原理:不可压缩的流体在管路中做稳定流动时,由于管路条件改变(如位置高低、管径大小、距离远近),引起各种机械能之间自行转化,其关系可由流动过程中能量衡算式——柏努利方程式描述,即(2-2)1.对于无粘性的理想流体,则流体质点之间无摩擦和碰撞就无机械能的损失,即,管路上任意两个截面上每种机械能并不一定相等,但机械能的总和是相等的。
2.对于实际流体而言,因为有粘性存在内摩擦,流动过程中消耗部分机械能,此机械能转化为热能而不可恢复。
对实际流体的两个截面上的机械能总是不相等,两者差额就是这部分转化为热能的机械能,因此进行机械能衡算时,就必须将这部分消失的机械能加到第二个截面上去。
3.上述几种机械能都可以用测量管中的一段流体柱的高度来表示。
该流体柱高度称为“压头”。
表示位能的,称为位压头;表示动能的称为动压头(或速度头);表示压力能的,称为静压头(或压强压头);消失的机械能称为损失压头(或摩擦压头)。
4.静压测量管与水流方向垂直,测量管内液位高度(从测量管算起)即为静压头,它反映测压点处液体静压强的大小。
测量管处液体的位压头则由测量管的几何高度决定。
5.测量管的测压孔正对水流方向,所测得的液位高度称为冲压头,冲压头即为静压头和动压头之和。
6.任意两个截面上,位压头、动压头、静压头、三者总和之差即为损失压头,即表示流体流经这两个截面之间时机械能的消耗。
三、实验装置及流程:实验装置示意图及流程:图2-4柏努利方程实验——实验装置示意图及流程1.贮水箱;2.离心泵;3.回流阀;4.调节阀;5.溢流管;6.高位槽;7、9、11、13.静压测量管;8、10、12、14.冲压测量管;15.出口调节阀实验装置由测试玻璃管、测量管、不锈钢离心泵、高位槽、贮水箱等组成。
化工原理伯努利实验
化工原理伯努利实验化工原理伯努利实验是一个非常经典的实验,它主要涉及伯努利方程的应用和实践。
伯努利方程是流体动力学中的一个基本方程,它描述了流体在管道中流动时的速度、压力和能量之间的关系。
通过这个实验,我们可以深入了解流体流动的基本规律和伯努利方程的应用。
一、实验原理伯努利方程是建立在牛顿第二定律和能量守恒定律基础上的一个基本方程。
它认为,在不可压缩流体的流动过程中,流体的速度、压力和高度之间存在一定的关系。
具体来说,伯努利方程可以表示为:Z1+p1/ρg+v1²/2g=Z2+p2/ρg+v2²/2g其中,Z表示流体的位置高度(单位为米),p表示流体的压力(单位为牛顿),ρ表示流体的密度(单位为千克/立方米),g表示重力加速度(单位为米/秒²)。
v表示流体的速度(单位为米/秒)。
二、实验设备实验所需的设备包括:一根管道、一个水泵、一个流量计、一个压力计、一个水位计和一个秒表。
三、实验步骤1.首先,将管道放置在一个水位计上,并将管道的一端连接到水泵上。
将流量计和压力计连接到管道上。
2.开启水泵,让水流通过管道流动。
使用秒表测量水流的时间。
3.在管道的不同位置(如A、B、C三处)分别测量水的速度、压力和水位高度。
使用流量计可以计算出不同位置的流量。
4.根据测量结果,将数据记录在表格中,包括位置高度、速度、压力、流量和时间等参数。
5.根据伯努利方程,计算出不同位置处的伯努利数(伯努利数=速度的平方/重力加速度乘以位置高度)。
将结果记录在表格中。
6.分析实验数据,了解伯努利方程在不同流动条件下的适用性。
同时,观察不同位置处的水流状态和能量变化情况。
7.重复实验,改变水泵的转速和水泵到管道的距离等参数,观察这些变化对伯努利数和能量分布的影响。
8.整理实验数据,进行误差分析,并撰写实验报告。
四、实验结果与分析通过实验,我们可以得到不同位置处的水流速度、压力、流量和伯努利数等数据。
化工原理伯努利方程
伯努利方程流体宏观运动机械能守恒原理的数学表达式。
1738年瑞士数学家D.伯努利在《水动力学──关于流体中力和运动的说明》中提出了这一方程。
它可由理想流体运动方程(即欧拉方程)在定态流动条件下沿流线积分得出;也可由热力学第一定律导出。
它是一维流动问题中的一个主要关系式,在分析不可压缩流体的定态流动时十分重要,常用于确定流动过程中速度和压力之间的相互关系。
方程的形式 对于不可压缩的理想流体,密度不随压力而变化,可得:Zg+22u P +ρ=常数式中Z 为距离基准面的高度;P 为静压力;u 为流体速度;ρ为流体密度;g 为重力加速度。
方程中的每一项均为单位质量流体所具有的机械能,其单位为N ·m/kg ,式中左侧三项,依次称为位能项、静压能项和动能项。
方程表明三种能量可以相互转换,但总和不变。
当流体在水平管道中流动时Z 不变,上式可简化为:ρPu +22=常数 此式表述了流速与压力之间的关系:流速大处压力小,流速小处压力大。
对于单位重量流体,取管道的1、2两截面为基准,则方程的形式成为:gu g P Z g u g P Z 2222222111++=++ρρ 式中每一项均为单位重量流体的能量,具有长度的因次,三项依次称为位头、静压头和动压头(速度头)。
对于可压缩理想流体,密度随压力而变化。
若这一变化是可逆等温过程,则方程可写成下式:1211222211ln 22P PP u gZ u gZ ρ++=+若为可逆绝热过程,方程可写为:1211222211ln 22P PP u gZ u gZ ρ++=+式中γ为定压比热容Cp 和定容比热容Cv 之比,即比热容比,也称为绝热指数。
对于粘性流体,流动截面上存在着速度分布,如用平均流速u 表达动能项,应对其乘以动能校正系数d ο。
此外,还需考虑因粘性引起的流动阻力,即造成单位质量流体的机械能损失h f ,若在流体流动过程中,单位质量流体又接受了流体输送机械所做的功W ,在这些条件下,若取处于均匀流段的两截面1和2为基准,则方程可扩充为:α值可由速度分布计算而得, 流体在圆管内作层流流动时α=2;作湍流流动时,α≈1.06。
化工原理伯努利方程的应用
化工原理伯努利方程的应用1. 介绍伯努利方程是流体力学中常用的一个基本方程,描述了流体在不同位置的能量变化。
在化工工程中,伯努利方程被广泛应用于气体和液体的流动分析和设计。
2. 伯努利方程的表达式伯努利方程可以表示为:P + 1/2 * ρ * V^2 + ρ * g * h = 常数其中,P为流体的压力,ρ为流体的密度,V为流体的速度,g为重力加速度,h为流体的高度。
3. 化工原理中的应用伯努利方程在化工原理中有许多实际应用,以下列举了一些常见的应用场景。
3.1 流体管道的设计在化工工程中,流体管道是常见的输送介质的设备之一。
通过伯努利方程,可以分析流体在管道中的压力变化以及流速变化,从而进行管道的设计与优化。
•首先,可以根据伯努利方程计算出流体在管道中的流速,通过调整管道的直径、长度等参数,以达到需要的流速。
•其次,可以通过伯努利方程计算出在不同位置的压力变化,从而确定管道中是否需要设置减压阀、安全阀等装置。
3.2 气体喷射在化工过程中,喷射装置常常被用于混合、吹扫、喷洒等操作。
伯努利方程可以帮助我们理解喷射装置的工作原理。
•伯努利方程可以用来计算气体在喷嘴中速度的变化,从而确定喷射装置的喷射性能。
•通过分析伯努利方程,可以确定喷射装置中压力和流速的关系,从而调整喷射装置的工作参数,以达到需要的效果。
3.3 阀门的选择和调节在化工过程中,阀门是常见的流体控制设备。
通过伯努利方程,可以对阀门进行选择和调节。
•通过伯努利方程,可以计算出阀门两侧的压力变化,从而选择合适的阀门类型和规格。
•伯努利方程可以帮助分析阀门调节时的流体流速变化,从而确定阀门的调节参数。
4. 结论伯努利方程的应用在化工原理中具有重要的意义。
通过伯努利方程,可以对流体的压力、速度和高度进行分析和计算,从而实现流体管道的设计、喷射装置的优化以及阀门的选择和调节。
伯努利方程的应用可以帮助化工工程师更好地理解和解决实际问题,提高工艺流程的效率和安全性。
化工原理伯努利实验
化工原理伯努利实验伯努利实验是描述流体运动和压力关系的基本定律。
它由瑞士物理学家丹尼尔·伯努利在1738年提出,对于流体力学的发展具有重要的意义。
伯努利实验的基本思想是通过观察流体在不同条件下的运动来研究其性质。
实验通常采用水流的运动作为研究对象,通过改变流体的速度、压力、密度等因素,观察流体的流动情况和压力变化。
伯努利实验的基本装置由一个细长的水平导管和一系列垂直的水平导管组成,水平导管之间连接一个液体容器,如一个水箱。
在水箱和水平导管之间放置一个突起,称为液体突起,用来改变水流的速度和压力。
实验开始时,将水箱放置在适当的高度,使水自然流入水平导管,并形成稳定的水流。
在观察水流运动时,可以发现水在液体突起前后的流速和流向有所改变。
在液体突起前,水速较慢,流动较为平缓;而在液体突起后,水速较快,流动更加湍急。
根据伯努利原理,当流体在不同速度下流动时,其压力也会发生变化。
在液体突起之前,水流速度较慢,其压力较大;而在液体突起之后,水流速度加快,其压力减小。
这是因为当水流速度加快时,流体粒子之间的相互碰撞较为频繁,流体分子的动能增加,从而降低了压力。
除了速度的变化外,伯努利实验还可以通过改变液体的密度来观察压力的变化。
例如,在实验中可以将水箱中的水与其他液体混合,改变水的密度。
当水的密度增大时,由于液体的惯性,水的流速也会增加,从而降低了水的压力。
反之,当水的密度减小时,流速减慢,压力增加。
通过伯努利实验,我们可以得出以下结论:1.流体速度越大,压力越小;2.流体速度越小,压力越大;3.当两个位置的速度相等时,压力相等;4.流体速度越大,动能越大;5.流体速度越小,动能越小。
伯努利实验不仅在理论物理学中有重要的意义,而且在工程应用领域也得到了广泛的应用。
例如,在空气流体力学中,伯努利原理被用于解释飞机机翼产生升力的原理;在水力学中,它被用于研究水流的运动和水力发电等方面。
此外,伯努利实验也为设计管道、水泵、风力发电机等流体力学装置提供了理论依据。
化工实验报告伯努利方程式实验
太原师范学院实 验 报 告Experimentation Report of Taiyuan teachers College系部: 化学系 年级: 大四 课程:化工实验 姓名: 学号: 日期:2012/10/10项目:伯努利方程式实验一、实验目的:1.通过实验,加深对伯努利方程式及能量之间转换的了解。
2.观察水流沿程的能量变化,并了解其几何意义。
3.了解压头损失大小的影响因素。
二、实验原理:在流体流动过程中,用带小孔的测压管测量管路中流体流动过程中各点的能量变化。
当测压管的小孔正对着流体的流动方向时,此时测得的是管路中各点的动压头和静压头的总和,即当测压管的小孔垂直于流体的流动方向时,此时测得的是管路中各点的静压头的值,即 。
将在同一流量下测得的hA 、hB 值描在坐标上,可以直观看出流速与管径的关系。
比较不同流量下的hA 值,可以直观看出沿程的能量损失,以及总能量损失gp gu h A ρ+=22g ph B ρ=与流量、流速的关系。
通过hB的关系曲线,可以得出在突然扩大、突然缩小处动能与静压能的转换。
三、实验装置:1.设备参数:大管内径,21.2mm,左小管内径,12.9mm,右小管内径,13.4mm2.装置:水箱,调节阀门,水泵,高位槽,水位计,活动测头四、实验步骤:(1)准备工作:①水箱中加水至80%。
②检查水泵转动是否灵活(可采用板动风叶的办法转动水泵),感觉灵活后,合上水泵电源。
如未检查,合上电源开关后水泵不动,应立即停电检查。
③检查零流速时,各水位计高度是否一致,如不一致,可能是水位计或活动测头内有气泡,应用吸耳球吸除,如吸气后仍不一致,则是标尺高矮不一致,应调整标尺固定螺钉。
实验现场不便调整时,则应记下零位误差,在数据中扣除。
④检查当阀门全开时,上水箱是否有溢流,若无溢流应适当关小回流阀门,使上水箱保证有溢流。
⑤检查摆头是否灵活。
(2)准备工作完毕后,调节阀门,变更流量使水流稳定后,读取各点的总压头及静压头。
化工原理伯努利方程公式
化工原理伯努利方程公式1. 伯努利方程的简介嘿,朋友们!今天咱们聊聊一个非常有趣的化工原理,那就是伯努利方程。
乍一听,可能有点儿生涩,但别担心,咱们轻松聊聊,保准你听完后恍若开了窍,觉得这玩意儿其实挺简单的。
伯努利方程,其实就是在研究流体运动的时候,告诉我们一些流体在不同条件下的表现,比如说流速、压力和高度之间的关系。
听起来像在说魔法,但其实是科学家的智慧结晶,简单又神奇!你想啊,当你用水龙头放水时,水流的速度不是一直都一样的,对吧?当你把手放在水流前面,水流变得更快、更细,这就是伯努利方程在发威了!它让我们明白:流速越快,压力就越小;流速越慢,压力就越大。
这就是流体的秘密,有点像小巷子里的打闹,空间小了,速度自然就快了,压迫感也随之而来。
2. 伯努利方程的公式2.1 公式的由来好啦,接下来咱们聊聊这公式的样子。
伯努利方程可以用这么一个公式来表达:P + frac{1{2 rho v^2 + rho gh = 常数。
这里的“P”代表压力,“ρ”是流体的密度,“v”是流速,而“h”则是高度。
听起来有点复杂,但实际上,你只需记住这几个元素,其他的就交给时间来理解了。
想象一下,你在河边钓鱼,水面很平静,突然间一阵风吹过,水面波浪翻滚,这时候水的速度就变了,压力也跟着变化。
这就是伯努利方程的生动体现,风在推着水,水也在用自己的方式回应。
2.2 公式的应用伯努利方程的应用可广泛得很!比如说,在飞机飞行中,机翼的设计就是依靠伯努利原理。
机翼上方的气流速度快,压力低;下方的气流速度慢,压力高,这样就产生了升力,让飞机在蓝天中翱翔。
这就像是在和空气玩捉迷藏,空气被机翼的形状搞得手忙脚乱,结果飞机就轻松飞了起来。
再比如,咱们的自来水系统,水管里的水流也是靠伯努利方程在“调教”。
当你把水龙头打开,水流快速通过水管,压力就降低,结果你就能感受到强劲的水流冲击,洗澡的时候简直爽到飞起!所以说,伯努利方程不仅仅是教科书里的一个公式,还是我们日常生活中处处可见的奇妙存在。
化工原理伯努利方程
化工原理伯努利方程伯努利方程是流体力学中的重要概念,它描述了流体在不同位置之间的动能、压力和重力势能之间的关系。
伯努利方程在化工领域有着广泛的应用,特别是在管道流体输送、泵站设计和喷嘴原理等方面。
本文将对伯努利方程的基本原理进行介绍,并结合化工领域的实际案例进行分析,以便读者更好地理解和应用这一理论。
首先,我们来了解一下伯努利方程的基本表达式。
在不考虑粘性和外力作用的情况下,伯努利方程可以表示为:\[P + \frac{1}{2} \rho v^2 + \rho gh = \text{常数}\]其中,\(P\) 为流体的静压力,\(\rho\) 为流体的密度,\(v\) 为流体的流速,\(g\) 为重力加速度,\(h\) 为流体的高度。
这个方程的物理意义是,流体在流动过程中,其压力、动能和重力势能之和保持不变。
在化工领域,我们经常会遇到管道流体输送的问题。
假设有一段水平流动的管道,管道上下两点的压力分别为\(P_1\)和\(P_2\),流速分别为\(v_1\)和\(v_2\),高度差为\(h\)。
根据伯努利方程,我们可以得到:\[P_1 + \frac{1}{2} \rho v_1^2 = P_2 + \frac{1}{2} \rho v_2^2 + \rho gh\]这个方程告诉我们,管道中流体的压力、速度和高度之间存在着密切的关系。
通过对这个方程的分析,我们可以得出一些重要的结论。
比如,当管道中的流速增大时,其压力会下降;当管道中的流速减小时,其压力会上升。
这对于管道的设计和运行具有重要的指导意义。
除了管道流体输送,伯努利方程在泵站设计中也有着重要的应用。
在泵站中,我们经常需要计算泵的扬程以及管道中流体的压力变化。
利用伯努利方程,我们可以很方便地进行这些计算。
比如,当泵站的进口和出口压力已知时,我们可以通过伯努利方程来计算泵的扬程;当泵站的进口压力已知,出口压力需要满足一定要求时,我们也可以通过伯努利方程来确定所需的泵的扬程。
化工原理伯努利方程
化工原理伯努利方程
伯努利方程是描述流体在运动过程中能量守恒的基本原理之一。
根据伯努利方程,流体在稳态条件下沿着流线的总能量保持不变,即由速度势、静压力和流动压力组成的总能量在流体运动过程中保持恒定。
具体而言,伯努利方程可以写作:
P + 0.5ρv^2 + ρgh = 常数
其中,P是流体的静压力,ρ是流体的密度,v是流体的速度,g是重力加速度,h是流体的高度。
伯努利方程的原理可以通过下面的推导来理解。
考虑一个流经管道的流体元素,在单位时间内,流体元素穿过任意两个横截面之间的流体量是相等的。
由于质量守恒,流体密度是恒定的,所以这一流体元素在不同横截面位置上的体积速度亦是相等的。
根据动量定理,单位时间内流体元素受到的外力和单位时间内动量的改变量之间存在关系。
在伯努利方程中,流体受到的外力可以分为静压力和流动压力两部分。
静压力即为流体在静止不动时的压力,而流动压力则是流体在运动过程中产生的额外压力。
由于单位时间内流体元素的动量改变量为0,所以伯努
利方程成立。
根据伯努利方程,我们可以得到一些重要的结论。
首先,当流体的速度增加时,流体的静压力会下降,即压力和速度之间存在负相关关系。
其次,当流体的速度增加时,流体的动能也会
增加,即速度和动能之间存在正相关关系。
最后,当流体高度增加时,流体的静压力也会增加。
总之,伯努利方程是描述流体运动过程中能量守恒的重要原理,对于分析和理解流体力学问题具有重要意义。
化工原理伯努利方程
化工原理伯努利方程
嘿,朋友们!今天咱来唠唠化工原理里超级重要的伯努利方程!
你说这伯努利方程啊,就像是化工世界里的一把神奇钥匙。
它能解开好多让人摸不着头脑的现象呢!
咱就打个比方哈,就好比水流。
你看那水在管子里流啊流,有时候快,有时候慢,这是为啥呢?伯努利方程就能告诉你答案!它说呀,能量是守恒的,动能、势能和压力能它们之间会相互转化呢。
这就好像你兜里的钱,有时候你拿去买好吃的了,那买零食的钱就多了,其他地方能花的就少了,一个道理嘛!
再想想,飞机能飞起来,这里边也有伯努利方程的功劳呢!飞机翅膀上面的空气跑得快,下面的空气跑得慢,这一快一慢,压力就不一样啦,这不就把飞机给托起来了嘛!是不是很神奇?
在化工厂里,伯努利方程那也是大显身手啊!管道里的流体流动,各种设备的运行,都得靠它来指导呢!要是没有它,那可真是乱套啦!
你说咱生活中到处都有它的影子,咱能不好好研究研究它吗?它就像是一个隐藏在幕后的大功臣,默默地发挥着巨大的作用。
咱再想想,如果咱能把伯努利方程玩得特别溜,那在化工领域岂不是能横着走啦?哈哈,开个玩笑啦!但真的,掌握了它,好多难题都能迎刃而解呢!
所以啊,朋友们,可别小瞧了这伯努利方程,它虽然看起来就是几个公式,但里面蕴含的道理可深着呢!咱得好好琢磨琢磨,把它的奥秘都给挖出来。
这样咱在化工的道路上才能走得更稳、更远,不是吗?这伯努利方程啊,真的是太有意思啦,太重要啦!。
化工基础伯努利方程实验91905
知识回顾 Knowledge Review
祝您成功!
不可压缩流体的机械能衡算方程,应用于各种情 况下可做适当简化,例如: 1.当流体为理想液体时,于是式(1)和(2)可 简化为:
gZ1
P1
1 2
u12
gZ2
P2
1 2
u22..........
... J
/
Kg (3)
Z1
P1
g
u12 2g
Z2
P2
g
u22 2g
..........
....... m液柱(4)
本实验装置主要有实验导管,稳压溢流水槽和三对 测压管组成。 实验导管为一水平装置的变径圆管,沿程分三处 装有测压管。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和冲压头。 实验装置的流程如图1,液体由稳压水槽流入实验 导管。途经直径分别为16mm、25mm和16mm 的管子,最后排出装置。流量直接由计时测量体 积获得。
2当流体流经的系统为一水平装置的管道时,则 (1)和(2)式又可简化为:
P1
1 2
u12
P2
1 2
u22
hf .......... ...J / Kg(5)
P1
u12
P2
u
2 2
g 2g g 2g
H f .......... ....... m液柱(6)
3.当流体处于静止状态时,则(1)和(2)式又 可
gZ1
P1
1 2
u12
gZ2
P2
1 2
u22
hf ....... J / Kg(1)
若以单位重量流体为衡算基准时,则又可表达为:
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(二)实验步骤及思考题
1、调节阀8全闭,旋转取压孔,观察并记录各取压管液 位高度Ha。 思考题: (1)旋转取压孔时,液位高度有无变化?这一现象说明什么? Ha的物理意义是什么? (2)各测压管高度是否相同?应不应该相同? 2、开动水泵,将调节阀开至某一较小开度,将取压孔正 对水流方向,观察并记录各测压管液位Hb,并将摆头9旋转, 用量筒和秒表测定此时水的体积流量,测量二次,取其平均 值。 思考题: (1)Hb的物理意义是什么? (2)为什么同一点Ha>Hb?为什么距离高位槽越远,差值(HaHb)越大?这一差值的物理意义是什么?
u p2 u gz1 gz 2 Wf 2 2
式中各项能量均以单位质量流体为衡算基准,单位为J/kg
p1
2 p1 u12 p2 u 2 z1 z2 Hf g 2 g g 2 g
式中z称为位压头,
p g 称为静压头,
u2 称为动压头, 2g
三者合计为总压头,Hf称为压头损失。它们都可以用测压管 某一段液柱高度来表示,单位为m。
三、实验装置
整个装置由高位槽、透明测量管和测压管三部分组成。
透明测量管由小透明管、大透明管和弯管三段组成。在 测量管的适当位置安装了四根测压管10,测压管与透明管的 连接采用活动测头12,活动测头一端伸入透明测量管,端部 的取压小孔中心线与透明管的中心线处于同一水平面,其另 一端与测压管相连接,活动测头可以旋转,使取压孔可以在 水平面上旋转360度,以便测取同一截面上的静压头和动压 头。
小管内径d1=16mm,大管内径d2=22mm,弯管内径d3=16mm。 第4个取压点位置比第3个低70mm。
四.实验方法
(一)准备工作 1、检查流体静止时,各测压管的水位是否一致, 如有气泡,应用吸球吸去,如标尺读数不一致,应 予调整。 2、合闸开泵,如水泵不转动或有异声,应即停电 检查。 3、将调节阀全开,高位槽应仍有溢流,如无溢流, 应将回流阀3适当关小,以保证液位恒定。 4、关闭调节阀8,准备完毕。
3、阀门开度不变,将取压孔旋至与水流方向垂 直,观察并记录各测压管液位Hc。
思考题: (1)阀门开度未变,为什么各测压管液位下降? (Hb-Hc)代表什么压头?
(2)比较各点的(Hb-Hc),可以说明什么问题?
(3)H2c可能大于H1c,如何解释?
4、将调节阀开至最大,取压孔正对水流方向,观察并 记录测压管液位Hd,并测量此时水的体积流量(方法同2)。 思考题: (1)与Hb比较,流速增加,动压头应增大,为什么液位反而下 降? (2)比较同一点的(Ha-Hb)和(Ha-Hd)的大小,可以说明什么 问题? 5、调节阀开度不变,取压孔垂直于水流方向,观察并 记录测压管内液位He。 思考题: 对同一点,比较(Hb-Hc)和(Hd-He)的大小,说明什么问题?
化工原理实验
柏努利方程实验
制作:谢少雄
一、实验目的
1、熟悉流动流体中各种形式机械能及其相 互转换的关系; 2、掌握伯努利方程; 3、了解压头损失与流速的关系。
二、基本原理
流体流动时具有三种形式的机械能,即位能、静压能和 动能。这三种形式的能量是可以相互转换的。 对于不可压缩的理想流体管内定态流动,如没有外功 加入,任一截面上,尽管三种形式的机械能会因管路条件改 变而有所不同,但其总和是相等的。Bernoulli方程描述了 这一关系。
五、实验结果分析
1、在直角坐标纸上,以纵坐标表示压头,横坐 标表示测点距离,把各点在不同流量下的位能、势 能(位能+静压能)和总能(位能+静压能+动能)以 及能量损失以压头形式表示出来。
2、运用Bernoulli方程分析各项能量变化情况。 3、阻力损失与流速的关系
以第2号测点在不同流量下的数据,分析压头损 失与流速的关系。
u p2 u gz1 gz 2 2 2
p1
2 1
2 2
式中各项能量均以单位质量流体为衡算基准,单位为J/kg
如果管内流动的是实际流体,由于存在粘性, 流动过程中有一部分机械能将用于克服流动阻力而 转化为热,这部分机械能是不能恢复的,因而任两 个截面间机械能总和不等,其差额就是流体因克服 流动阻力而损耗的机械能(能量损失),此时, Bernoulli方程取如下形式: