伯努利实验数据
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。
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。
12 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)W i hg g p Z g g p Z i i i -+++=++12222111νρνρ 选好基准面,从已设置的各截面的测压管中读出g p Z ρ+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g 22ν,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(g pZ ρ+)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)。
能量方程(伯努利方程)实验
不可压缩流体恒定流能量方程(伯努利方程)实验一、实验背景1726年,伯努利通过无数次实验,发现了“边界层表面效应”:流体速度加快时,物体与流体接触的界面上的压力会减小,反之压力会增加。
为纪念他的贡献,这一发现被称为“伯努利效应”。
伯努利效应适用于包括气体在内的一切流体,是流体作稳定流动时的基本现象之一,反映出流体的压强与流速的关系,即在水流或气流里,如果速度大,压强就小,如果速度小,压强就大。
1738年,在他的最重要的著作《流体动力学》中,伯努利将这一理论公式化,提出了流体动力学的基本方程,后人称之为“伯努利方程”。
书中还介绍了著名的伯努利实验、伯努利原理,用能量守恒定律解决了流体的流动问题,这对流体力学的发展,起到了至关重要的推动作用。
伯努利简介丹尼尔伯努利(Daniel Bernouli,1700~1782),瑞士物理学家、数学家、医学家,被称为“流体力学之父”。
1700年2月8日生于荷兰格罗宁根,1782年3月17日逝世于巴塞尔。
他是伯努利这个数学家族(4代10人)中最杰出的代表,16岁时就在巴塞尔大学攻读哲学与逻辑,后获得哲学硕士学位。
17~20岁时,违背家长要他经商的愿望,坚持学医,并于1721年获医学硕士学位,成为外科名医并担任过解剖学教授。
他在父兄熏陶下最后仍转到数理科学。
伯努利在25岁时应聘为圣彼得堡科学院的数学院士,8年后回到瑞士的巴塞尔,先任解剖学教授,后任动力学教授,1750年成为物理学成教授。
他还于1747年当选为柏林科学院院士,1748年当选为巴黎科学院院士,1750年当选英国皇家学会会员。
在1725~1749年间,伯努利曾十次荣获法国科学院的年度奖。
除流体动力学这一主要领域外,丹尼尔·伯努利的研究领域极为广泛,他的工作几乎对当时的数学和物理学的研究前沿的问题都有所涉及。
他最出色的工作是将微积分、微分方程应用到物理学,研究流体问题、物体振动和摆动问题,因此他被推崇为数学物理方法的奠基人.二、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,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。
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
能量方程(伯努利方程)实验
能量方程(伯努利方程)实验能量方程(伯努利方程)实验姓名:史亮班级:9131011403学号:913101140327处的7根皮托管测压管测量总水头或12根普通测压管测量测压管水头,其中测点1、6、8、12、14、16和18均为皮托管测压管(示意图见图3.2),用于测量皮托管探头对准点的总水头H ’(=2gu2++r p Z ),其余为普通测压管(示意图见图3.3),用于测量测压管水头。
图3.2 安装在管道中的皮托管测压管示意图 图3.3安装在管道中的普通测压管示意图3.3 实验原理当流量调节阀旋到一定位置后,实验管道内的水流以恒定流速流动,在实验管道中沿管内水流方向取n 个过水断面,从进口断面(1)至另一个断面(i )的能量方程式为:2g v2111++r p Z =fiih r p Z +++2gv 2i=常数 (3.1) 式中:i=2,3,······ ,n ;Z ──位置水头;rp──压强水头; 2gv 2──速度水头;fh ──进口断面(1)至另一个断面(i )的损失水头。
从测压计中读出各断面的测压管水头(r pZ +),通过体积时间法或重量时间法测出管道流量,计算不v2,从同管道内径时过水断面平均速度v及速度水头2g而得到各断面的测压管水头和总水头。
3.4 实验方法与步骤1)观察实验管道上分布的19根测压管,哪些是普通测压管,哪些是皮托管测压管。
观察管道内径的大小,并记录各测点管径至表3.1。
2)打开供水水箱开关,当实验管道充满水时反复开或关流量调节阀,排除管内气体或测压管内的气泡,并观察流量调节阀全部关闭时所有测压管水面是否平齐(水箱溢流时)。
如不平,则用吸气球将测压管中气泡排出或检查连通管内是否有异物堵塞。
确保所有测压管水面平齐后才能进行实验,否则实验数据不准确。
3)打开流量调节阀并观察测压管液面变化,当最后一根测压管液面下降幅度超过50%时停止调节阀门。
伯努利方程实验
伯努利原理(又称伯努利定律或柏努利定律)是流体力学中的一个定律,由瑞士流体物理学家丹尼尔·伯努利于1738年出版他的理论《Hydrodynamica》,描述流体沿着一条稳定、非黏性、不可压缩的流线移动行为。
伯努利原理往往被表述为p+1/2ρv2+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+1/2ρv12+ρgh1=p2+1/2ρv22+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。
原表达形式适于理想流体(不存在摩擦阻力)。
式中各项分别表示单位流体的动能、位能、静压能之差。
假设条件使用伯努利定律必须符合以下假设,方可使用;如没完全符合以下假设,所求的解也是近似值。
•定常流:在流动系统中,流体在任何一点之性质不随时间改变。
•不可压缩流:密度为常数,在流体为气体适用于马赫数(Ma)<0.3。
•无摩擦流:摩擦效应可忽略,忽略黏滞性效应。
•流体沿着流线流动:流体元素沿着流线而流动,流线间彼此是不相交的。
推导过程考虑一符合上述假设的流体,如图所示:流体因受力所得的能量:流体因引力做功所损失的能量:流体所得的动能可以改写为:根据能量守恒定律,流体因受力所得的能量+流体因引力做功所损失的能量=流体所得的动能。
对后可得丹尼尔·伯努利在1726年首先提出时的内容就是:在水流或气流里,如果速度小,压强就大,如果速度大,压强就小。
这个原理当然有一定的限制,但是在这里我们不谈它。
下面是一些通俗些的解释:向AB管吹进空气。
如果管的切面小(像a处),空气的速度就大;而在切面大的地方(像b处),空气的速度就小。
在速度大的地方压力小,速度小的地方压力大。
因为a处的空气压力小,所以C 管里的液体就上升;同时b处的比较大的空气压力使D管里的液体下降。
伯努利方程实验数据(1)
伯努利方程实验数据(1)伯努利方程实验数据是流体静力学和动力学研究中的基础,在航空、建筑、水利等行业都有着广泛应用。
本文旨在通过对伯努利方程实验数据的分析,深入了解流体的物理学特性。
一、伯努利方程实验数据概述伯努利方程描述了在不可压缩流体中,流体速度和流体压力之间的关系。
其公式为P + 1/2ρv² + ρgh = 常数,其中P为流体压强,ρ为流体密度,v为流体速度,g为重力加速度,h为流体对垂直方向上某点的高度。
在实验中,可以通过调整流体速度和位置,来观察伯努利方程中各参数的变化。
二、伯努利方程实验数据分析在实验中,可以通过调节实验装置中的阀门,控制流体速度和流量。
当调节阀门,减小管道截面积时,流量不变,流速升高,压强下降。
当调节阀门,增大管道截面积时,流量增加,流速下降,压强升高。
通过实验数据的分析,可以看出,在管道中的压强P会随着流速v的升高而下降,同时也会受到流体密度ρ和重力加速度g的影响。
在流量不变的情况下,管道中速度越大,管道中的压强就越小。
此外,在实验中也可以观察到在水平流动时,流体速度最大的点是管道的中央位置。
而在垂直向上或向下的流动时,当流速达到最大值时,压强将最小化。
这些观察结果都符合伯努利定理,并且可以直接应用于飞行器设计、建筑物隔音和流体系统优化等实际应用案例中。
三、结论通过伯努利方程实验数据的分析,我们可以更深入地了解流体在管道中的物理特性。
我们可以看到,管道中的流速会对压强产生影响,而流体的密度和重力加速度也会进一步加剧这种影响。
此外,在不同类型的流动情况下,伯努利定理的适用方式也有所不同。
流体力学的基础研究和应用对世界各地的科学技术和工程领域都有着重要的贡献。
实验伯努力方程实验
实验五伯努利方程实验一、实验目的1.观察恒定流条件下,通过管道水流的位置势能、压强势能和动能的沿程转化规律,加深理解能量方程的物理意义及几何意义。
2.学习用比托管和体积法测量流速的技能。
3.学习使用测压管、总压管测水头的实验技能及绘制水头线的方法。
4.验证流体定常流的伯努利方程。
二、实验原理1、理想流体的运动方程(欧拉方程)在恒定流、质量力仅有重力、流体不可压条件下有伯努利积分:(沿流线)。
2、伯努利积分的物理意义是:对于不可压理想流体的恒定流动,总水头(位置水头、压强水头和速度水头之和)或单位重量液体的总机械能(位置势能、压强势能和动能之和)沿流线是保持不变的。
3、伯努利积分可直接运用于恒定元流,重力场中,理想、不可压流体恒定元流的1-1、2-2两个断面上,总水头相等,即:。
4、毕托管利用测压管和总压管(测速管)测得总水头和测管水头之差–速度水头,可用来测量流场中某点的流速,即u=。
图1 毕托管测速原理5、在渐变流的过水断面上,惯性力的分量为零,质量力与压差力的分量在此平面上相互平衡,所以渐变流的过水断面上,压强分布规律与静水中是一样的,即测管水头为常数。
6、理想、不可压流体恒定总流的能量方程为其中1-1、2-2两个过水断面应处于渐变流段中,分别是两断面的动能修正系数。
若考虑实际(粘性)流体流动时的能量损失,则断面1-1是上游断面,断面2-2是下游断面,为断面1-1、2-2之间单位重量流体的能量损失,包括沿程和局部损失。
图2 实验原理图7、定常总流能量方程的各项都是长度量纲,所以可将它们沿程变化的情况几何表示出来,称为水头线。
可分别画出测管水头线和总水头线。
实验装置如图3所示,在自循环恒定管道流上串联变截面圆管和弯管。
在A,B,C,D四个断面管壁上的不同位置各接出四个毕托管,其中的测压管接在管壁上,总压管迎着来流方向放置在管轴处。
管中流速可用尾阀来调节,设置专用量水箱进行流量的量测。
图3 实验装置示意图伯努利实验组件相关参数值(如图所示,单位:mm)图4 伯努利实验组件相关参数1. 认真阅读实验目的要求、实验原理和注意事项。
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。
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)W i hg g p Z g g p Z i i i -+++=++12222111νρνρ选好基准面,从已设置的各截面的测压管中读出g p Z ρ+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g 22ν,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(g pZ ρ+)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)。
伯努利方程实验实验报告
伯努利方程实验实验报告实验装置:实验装置由一根直立的透明塑料管组成,管内装有水,并通过一个泵将水循环流动。
管道上设有多个不同高度的压力计和流速计。
实验步骤:1.将实验装置放置在水平的桌面上,并调整装置的高度,使其与桌面平行。
2.打开泵,使水开始循环流动。
3.分别在不同高度的压力计上测量压强,并记录下来。
4.在不同高度的流速计上测量速度,并记录下来。
5.根据测量得到的数据,计算出不同位置上的动能、压力能和重力势能,并绘制出图表。
6.根据伯努利方程,计算出不同位置上的总能量,并与实验测得的结果进行比较。
实验结果与分析:通过实验测得的数据,我们可以绘制出压强和速度随高度变化的图表。
根据伯努利方程,我们可以计算出不同位置上的总能量,并将其与实验测得的结果进行比较。
如果实验结果与计算结果相差不大,则说明伯努利方程在流体力学中是适用的。
在实验中,我们可以观察到如下现象:在管道的较高位置,压强较小,速度较快;而在管道的较低位置,压强较大,速度较慢。
这与伯努利方程中描述的现象是一致的。
由此可见,伯努利方程可以很好地解释流体在不同位置上的压强、速度和高度之间的关系。
在实验中,我们验证了伯努利方程的准确性,并得到了实验结果与计算结果相符的结论。
结论:通过实验,我们验证了伯努利方程在描述流体在不同位置上的压强、速度和高度之间的关系时的准确性。
实验结果与计算结果相符,说明伯努利方程在流体力学中是适用的。
伯努利方程的应用不仅可以解释流体的运动规律,还在实际生活中具有广泛的应用,例如飞机的升力原理、水管的水流速度等。
因此,对伯努利方程的研究具有重要的理论和实际意义。
伯努利实验报告
伯努利实验报告伯努利实验报告伯努利实验是一种经典的物理实验,通过研究流体的运动和压力变化,揭示了流体力学的重要原理。
本次实验旨在验证伯努利原理,并探究其在实际生活中的应用。
实验一:流体的压力变化首先,我们将在实验室中搭建一个简单的装置,以观察流体在管道中的压力变化。
我们选择了一个直径较小的塑料管道,将其固定在水平位置上,并在管道上设置了几个不同高度的压力计。
在实验开始前,我们先将管道中的水排空,确保管道内没有气泡存在。
然后,我们将管道的一端与水源相连,并调整水源的流量,使水从管道的另一端顺利流出。
在观察过程中,我们发现随着水流速度的增加,管道中的压力计所示的压力逐渐降低。
这一现象与伯努利原理相符合,即流体速度增加时,压力降低。
实验二:伯努利原理的应用接下来,我们将探究伯努利原理在实际生活中的应用。
我们选择了两个典型的例子来说明。
例一:喷气式飞机喷气式飞机的工作原理正是基于伯努利原理。
当喷气式飞机起飞时,喷气发动机产生的高速气流通过喷嘴向后喷出,产生了一个向前的反作用力,推动飞机向前飞行。
根据伯努利原理,气流速度增加时,气流压力降低。
喷气式飞机利用了这一原理,通过增加喷气发动机的推力,使飞机在空中获得足够的升力,实现飞行。
例二:高速列车高速列车的设计也充分利用了伯努利原理。
当高速列车行驶时,车头形状的设计使得空气流动更加顺畅,减少了空气的阻力。
同时,车厢下部的空气流动也采用了特殊的设计,使得列车在高速行驶时,空气压力下降,进一步减小了阻力。
通过这两个例子,我们可以看到伯努利原理在现实生活中的广泛应用。
无论是飞机、汽车还是列车,伯努利原理的运用都能够提高交通工具的效率,降低能耗。
结论通过本次实验,我们成功验证了伯努利原理,并探究了其在实际生活中的应用。
伯努利原理揭示了流体力学中的重要规律,为我们理解和应用流体力学提供了重要的基础。
实验过程中,我们也发现了一些问题。
例如,在实验一中,我们发现管道中的压力计所示的压力并不是严格按照伯努利原理的预期变化,这可能与实验装置的精度和环境因素有关。
伯努利方程实验报告
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:111 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)W ihg g p Z g g p Z i i i -+++=++12222111νρνρ 选好基准面,从已设置的各截面的测压管中读出gp Z ρ+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g 22ν,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(g pZ+)并记入表2.2。
ρ3、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23 低水箱的水位)对喉管压强的影响情况。
伯努利方程实验
伯努利方程实验伯努利原理(又称伯努利定律或柏努利定律)是流体力学中的一个定律,由瑞士流体物理学家丹尼尔·伯努利于1738年出版他的理论《Hydrodynamica》,描述流体沿着一条稳定、非黏性、不可压缩的流线移动行为。
伯努利原理往往被表述为p+1/2ρv2+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+1/2ρv12+ρgh1=p2+1/2ρv22+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。
假设条件使用伯努利定律必须符合以下假设,方可使用;如没完全符合以下假设,所求的解也是近似值。
定常流:在流动系统中,流体在任何一点之性质不随时间改变。
不可压缩流:密度为常数,在流体为气体适用于马赫数(Ma)<0.3。
无摩擦流:摩擦效应可忽略,忽略黏滞性效应。
流体沿着流线流动:流体元素沿着流线而流动,流线间彼此是不相交的。
向AB管吹进空气。
如果管的切面小(像a处),空气的速度就大;而在切面大的地方(像b处),空气的速度就小。
在速度大的地方压力小,速度小的地方压力大。
因为a处的空气压力小,所以C管里的液体就上升;同时b处的比较大的空气压力使D管里的液体下降。
在图215中,T管是固定在铁制的圆盘DD上的;空气从T管里出来以后,还要擦过另外一个跟T管不相连的圆盘dd。
两个圆盘之间的空气的流速很大,但是这个速度越接近盘边降低得越快,因为气流从两盘之间流出来,切面在迅速加大,再加上惯性在逐渐被克服,但是圆盘四周的空气压力是很大的,因为这里的气流速度小;而圆盘之间的空气压力却很小,因为这里的气流速度大。
因此圆盘四周的空气使圆盘互相接近的作用比两圆盘之间的气流要想推开圆盘的作用大;结果是,从T管里吹出的气流越强,圆盘dd被吸向圆盘DD的力也越大。
伯努利试验[总结]
柏努利实验一、实验目的l 、研究流体各种形式能量之间关系及转换,加深对能量转化概念的理解;2、深入了解柏努利方程的意义。
二、实验原理l 、不可压缩的实验液体在导管中作稳定流动时,其机械能守恒方程式为:∑+++=+++fe h p u g z W p u g z ρρ2222121122 (1)式中:u l 、u 2一分别为液体管道上游的某截面和下游某截面处的流速,m /s ;P 1、P 2一分别为流体在管道上游截面和下游截面处的压强,Pa ;z l 、z 2一分别为流体在管道上游截面和下游截面中心至基准水平的垂直距离,m;ρ一流体密度,Kg /m ; We —液体两截面之间获得的能量,J /Kg;g 一重力加速度,m /s 2; ∑h f 一流体两截面之间消耗的能量,J /Kg 。
2、理想流体在管内稳定流动,若无外加能量和损失,则可得到:ρρ2222121122p u g z p u g z ++=++ (2)表示1kg 理想流体在各截面上所具有的总机械能相等,但各截面上每一种形式的机械能并不一定相等,但各种形式的机械能之和为常数,能量可以相互转换。
3、 流体静止,此时得到静力学方程式:ρρ2211p g z p g z +=+(3)所以流体静止状态仅为流动状态一种特殊形式。
三、实验装置及流程试验前,先关闭试验导管出口调节阀,并将水灌满流水糟,然后开启调节阀,水由进水管送入流水槽,流经水平安装的试验导管后,试验导管排出水和溢流出来的水直接排入下水道。
流体流量由试验导管出口阀控制。
进水管调节阀控制溢流水槽内的溢流量,以保持槽内液面稳定,保证流动系统在整个试验过程中维持稳定流动。
d=30mm d=18mm图1柏努利实验装置图四、实验内容(一)演示1、静止流体的机械能分布及转换将试验导管出口阀全部关闭,以便于观察(也可在测压管内滴入几滴红墨水),观察A、B、C、D点处测压管内液柱高低。
2、一定流量下流体的机械能分布及转换缓慢调节进水管调节阀,调节流量使溢流水槽中有足够的水溢出,再缓慢慢开启试验导管出口调节阀,使导管内水流动(注意出口调节阀的开度,在实验中能始终保持溢流水槽中有水溢出),当观察到试验导管中部的两支测压水柱略有差异时,将流量固定不变,当各测压管的水柱高度稳定不变时,说明导管内流动状态稳定。
实验伯努利方程实验报告
液压传动实验报告姓名:陈国庆学号:0806110902班级:机械1107班0 / 6实验一伯努利方程实验一、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、实验原理实际流体在做稳定管流时的总流伯努利方程为:22p??p??211212z???z???h21?2f1?g2g?g2g选测压点⑴~⒁,从相应各测压管的水面读数测得z+p/r值,并分别计算各测点速度水头,并将各过流断面处速度水头与z+p/r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 (见图2-1)。
液体流动时的机械能,以位能、压力能和动能三种形式出现,这三种形式的能量可以互相转换,在无流动能量损失的理想情况下,它们三者总和是一定的。
伯努利方程表明了流动液体的能量守恒定律。
对不可压缩流体恒定流动的理想情况,总流伯努利方程可表示为:22p??P??211212z???z???C (C为常数)21?g2g?g2g对实际液体要考虑流动时水头损失,此时方程变为:22p??p??212211z???z???h212?f1?g2g?g2gh为1、2两个过流断面间单位重量流体的水头损失。
2?f1三、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。
1 / 6○○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。
1~3.打开节流阀31,观察测压管p?z的值),同时测量出实验管B31的开度固定后,记测各测压管液位高度(即中的流量。
4.当节流阀?g? )。
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。
伯努利方程实验报告
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?
30.10
26.00
140
表2.3计算数值表
(1)流速水头
管径d
Q=182( )
Q=140( )
(cm)
A
( )
V
(cm/s)
(cm)
A
( )
V
(cm/s)
(cm)
1.40
1.54
118.23
7.13
1.54
90.95
4.22
1.04
0.85
214.2523.42来自0.85164.81
13.86
2.02
图
表2.2测记( )数值表(基准面选在标尺的零点)
测点
编号
2
3
4
5
7(小)
9
13
15
17(大)
19
Q /s
实验
次数
1
39.12
39.00
38.25
37.70
11.42
21.00
17.60
11.98
14.90
7.20
182
2
43.50
43.40
43.10
42.90
28.90
33.70
31.80
28.70
测点
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1,分析零流速下各测点的能量及侧头位置关系
零流速下,各侧点的能量与侧头位置理论上应该相等,有h=g22
μ
ζ,可得
2,运用伯努利方程,分析各测点的各项能能量
有伯努利方程可得,Z为定值,在流速相等的情况下,管路直径越大,对应的静压头与动压头越大,在等径的情况下,流速越大,能量损失越大,静压头减小,动压头增大
3,分析产生误差的原因
第一,实验读数的误差,
第二,实验仪器的误差
第三,两组流速过于相近而引起的误差
第四,查图的过程引起的误差
4,根据实验数据,可得Hf与u2 成正比
5,当正对的时候,影响流速的主要因素是管经的大小;当垂直的时候,影响流速的主要因素为摩擦损失。