流体机械能转换实验
流体力学实验报告
实验一 柏努利实验一、实验目的1、通过实测静止和流动的流体中各项压头及其相互转换，验证流体静力学原理和柏努利方程。
2、通过实测流速的变化和与之相应的压头损失的变化，确定两者之间的关系。
二、基本原理流动的流体具有三种机械能：位能、动能和静压能，这三种能量可以互相转换。
在没有摩擦损失且不输入外功的情况下，流体在稳定流动中流过各截面上的机械能总和是相等的。
在有摩擦而没有外功输入时，任意两截面间机械能的差即为摩擦损失。
流体静压能可用测压管中液柱的高度来表示，取流动系统中的任意两测试点，列柏努利方程式：∑+++=++f h p u g Z P u g Z ρρ2222121122对于水平管，Z 1=Z 2，则 ∑++=+f h p u p u ρρ22212122若u 1=u 2, 则P 2<P 1；在不考虑阻力损失的情况下，即Σh f =0时，若u 1=u 2, 则P 2=P 1。
若u 1>u 2 , p 1<p 2；在静止状态下，即u 1= u 2= 0时，p 1=p 2。
三、实验装置及仪器图2－2 伯努利实验装置图装置由一个液面高度保持不变的水箱，与管径不均匀的玻璃实验管连接，实验管路上取有不同的测压点由玻璃管连接。
水的流量由出口阀门调节，出口阀关闭时流体静止。
四、实验步骤及思考题3、关闭出口阀7，打开阀门3、5，排出系统中空气；然后关闭阀7、3、5，观察并记录各测压管中的液压高度。
思考：所有测压管中的液柱高度是否在同一标高上？应否在同一标高上？为什么？4、将阀7、3半开，观察并记录各个测压管的高度，并思考：（1）A、E两管中液位高度是否相等？若不等，其差值代表什么？（2）B、D两管中，C、D两管中液位高度是否相等？若不等，其差值代表什么？5、将阀全开，观察并记录各测压管的高度，并思考：各测压管内液位高度是否变化？为什么变化？这一现象说明了什么？五、实验数据记录.液柱高度 A B C D E阀门关闭半开全开实验二 雷诺实验一、实验目的1、 观察流体在管内流动的两种不同型态，加强层流和湍流两种流动类型的感性认识；2、掌握雷诺准数Re 的测定与计算；3、测定临界雷诺数。
能量转换演示的实验报告
实验三能量转换演示的实验一．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)掌握流体在管内流动时流体阻力的表现形式二．实验内容和原理实验内容(1)测量几种情况下的压头，并作分析比较。
(2)测定管中水的平均流速和点C2、D1 处的点流速，并做比较。
实验原理(1)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。
(2)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。
(3)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。
(4)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。
(5)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。
三．主要仪器设备不锈钢离心泵 SZ-037 型低位槽 490×400×500 材料不锈钢高位槽 295×195×380 材料有机玻璃四．操作方法和实验步骤1.将低位槽灌有一定数量的蒸馏水，关闭离心泵出口调节阀门及实验测试导管出口调节阀门而后启动离心泵。
2.逐步开大离心泵出口调节阀当高位槽溢流管有液体溢流后，调节导管出口调节阀为全开位置。
3.流体稳定后读取A、B、C、D截面静压头和冲压头并记录数据。
4. 关小导管出口调节阀重复步骤。
5. 分析讨论流体流过不同位置处的能量转换关系并得出结果。
6. 关闭离心泵，实验结束。
五． 实验数据记录和处理A 截面的直径14mm ；B 截面的直径28mm ；C 截面、D 截面的直径14mm ；以D 截面中心线为零基准面（即标尺为-325mm ）Z D =0。
化工原理实验数据处理 (3)
流体机械能转换的实验数据记录21h h 、段截面连续性方程验证31h h 、段压头损失与流速的关系`流量L/h h1/cm h2/cm h3/cm h4/cm h5/cm h6/cm 0 102.3 102.2 102.4 44.6 44.5 44.7 160 102 101.4 101.7 36.6 35.6 36.4 350 101.3 98.5 100.5 34.9 34.4 34.8 500 100.8 90.9 99.4 33.7 32.7 33.6 700 99.7 87.3 97.2 30.5 29.4 30.4 850 98.1 79.1 94.7 27.8 25.7 27.1 900 98.3 77.1 94.2 26.3 24.9 26.2 110096.668.191.523.521.223.4序号 流量L/h 流速1(m/s) 流速2(m/s) )/(3211s m d u )/(3222s m d u1 0 0.0000 0.1400 0.0000 0.24732 160 0.0629 0.3487 0.4444 0.61583 350 0.1376 0.7535 0.9722 1.33084 500 0.1966 1.4068 1.3890 2.48475 700 0.2752 1.5831 1.9444 2.79616 850 0.3342 1.9585 2.3611 3.45927 900 0.3539 2.0689 2.5000 3.6545 811000.43252.40273.05564.2444序号 流量L/h 流速1(m/s) h1/cm h3/cm 压头损失/cm 1 0 0.0000 102.3 102.4 -0.1 2 160 0.0629 102 101.7 0.3 3 350 0.1376 101.3 100.5 0.8 4 500 0.1966 100.8 99.4 1.4 5 700 0.2752 99.7 97.2 2.5 6 850 0.3342 98.1 94.7 3.4 7 900 0.3539 98.3 94.2 4.1 81100 0.432596.691.55.143h h 、段压头损失及位能变化与流速的关系54h h 、段雷诺数与流体阻力系数的关系序号 流量L/h 流速1(m/s) h4/cm h5/cm 压力损失/cm 雷诺数 摩擦系数 1 0 0.0000 44.6 44.5 0.1 0 0.0000 2 160 0.0629 36.6 35.6 1.0 1772 5.0551 3 350 0.1376 34.9 34.4 0.5 3876 0.5282 4 500 0.1966 33.7 32.7 1.0 5538 0.5174 5 700 0.2752 30.5 29.4 1.1 7752 0.2905 6 850 0.3342 27.8 25.7 2.1 9414 0.3760 7 900 0.3539 26.3 24.9 1.4 9968 0.2236 811000.432523.521.22.3121820.245965h h 、段管道平均流速与中心流速的关系序号 流量L/h 流速1(m/s) h5/cm h6/cm 压力损失/cm 中心流速U/(m/s) 1 0 0.0000 44.5 44.7 0.2 0.1980 2 160 0.0629 35.6 36.4 0.8 0.3960 3 350 0.1376 34.4 34.8 0.4 0.2800 4 500 0.1966 32.7 33.6 0.9 0.4200 5 700 0.2752 29.4 30.4 1.0 0.4427 6 850 0.3342 25.7 27.1 1.4 0.5238 7 900 0.3539 24.9 26.2 1.3 0.5048 811000.432521.223.42.20.6567序号 流量L/h 流速1(m/s) h3/cm h4/cm 压头损失/cm 1 0 0.0000 102.4 44.6 57.8 2 160 0.0629 101.7 36.6 65.1 3 350 0.1376 100.5 34.9 65.6 4 500 0.1966 99.4 33.7 65.7 5 700 0.2752 97.2 30.5 66.7 6 850 0.3342 94.7 27.8 66.9 7 900 0.3539 94.2 26.3 67.9 811000.432591.523.568.0五实验数据分析本实验所得的实验结果存在巨大误差，与实际生产生活实际很不相符，精确度不准确，主要产生误差的地方有：流体未处于稳态过程，波动性很大，影响实验结果；由于波动性很大，以至于操作人员读数的不缺定性，引起很大的实验结果误差；实验装置本身的误差。
实验13 流体机械能转换实验
实验13 流体机械能转换实验—、实验目的1.1熟悉流动流体中各种能量和压头的概念及其相互转换关系，进一步理解伯努利方程的含义；1.2 观察流体的变化规律；1.3 观察各项压头的变化规律。
二、基本原理2.1 流体能量的形式流体在流动时有3种机械能，即位能、动能、压强能。
这3种能量是可以相互转换的。
当管路条件改变时，它们会自行转化。
如果是理想流体，因不存在因摩擦和碰撞而产生的机械能损失，因此同一管路的任何两个截面上，尽管3种机械能彼此不一定相等，但这3种机械能的总和是相等的。
对实际流体来说，因为存在内摩擦，流动过程中总有部分机械能因摩擦和碰撞而损失，即转化为热能。
转化为热能的机械能在管路中是不能恢复的，因此对实际流体来说，两个截面上的机械能的总和不相等，两者之差就是流体在这两个截面之间因摩擦和碰撞转化成为了热的机械能，即机械能损失。
2.2 液体柱表示流体机械能流体机械能可用测压管中的一段液体柱的高度来表示。
在流体力学中，把表示各种机械能的流体柱高度称之为“压头”。
表示位能的称为位压头，表示动能的称为动压头，表示压力能的称为静压头，表示已消失的机械能的称为损失压头。
当测压管上的小孔（即测压孔的中心线）与水流方向垂直时，测压管内的液位高度即为静压头，它反映测压点处液体的压强大小。
测压孔处液体的位压头则由测压孔的几何高度决定。
当测压孔由上述方位转为正对水流方向时，测压管内液位将因此上升，所增加的液位高度即为测压孔处液体的动压头，它反映出该点水流动能的大小。
这时测压管内液位总高度则为静压头与动压头之和。
任何两个截面上，位压头、动压头、静压头三者总和之差即为损失压头，它表示流体流过这两个截面之间的机械能的损失。
三、实验装置的基本情况（流程图见图一）不锈钢离心泵 WB50/025 型低位槽 700×453×496 材料不锈钢高位槽 445×445×500 材料有机玻璃实验测试导管的结构尺寸见图二中标绘四、实验的操作方法：1.将低位槽灌有一定数量的蒸馏水，关闭离心泵出口调节阀门及实验测试导管出口调节阀门而后启动离心泵。
化工基础实验
化工基础实验讲义云南民族大学化学与生物技术学院2013年11月实验部分实验一 机械能转换实验一、实验目的1.了解伯努利方程仪的构造和流程。
2.观察流体在管道各截面时各种能量和压头的变化规律，加深对伯努利方程的理解。
3.在一定流量下，测定各截面内水的平均流速与最大流速的比值。
4.测定水从槽面流至各截面时的损失压头。
二、基本原理流体作稳定流动时，有四种能量可能发生变化，位能、动能、静压能和内能。
位能、动能和静压能又合称为机械能，而内能则是流体内部大量分子运动所具内动能和分子间内位能之和，其随流体的温度和密度改变而改变。
本实验只讨论机械能的相互转化，其转化与测点位置高低、管径粗细及流体各截面流速有关，即在不同截面上三种能量是相互转换的，但三者之和恒为一常数，据伯努利方程：22112212 Z ++Z +++=C 2g g 2g gf P P h ωωρρ=∑ （m 液柱）三、实验装置流程说明：图1为实验装置图(见下页)。
实验装置由透明管、测压管、活动测压头、水槽、循环水泵等组成。
活动测压头的小管下端封闭，管身开有小孔，小孔位置与透明管的中心线平齐，小管上部与测压管相通，转动测压头就可测量动、静压头。
阀7可用于调节流量。
四、实验步驟1.实验前的准备工作(1)检查泵的转动情况：先将阀③全开，开动循环水泵，若水泵不动，应立即停电检查。
(2)检查摆头⑥是否灵活。
(3)调整回流阀③使高位槽的溢流口有溢流。
将阀③全开，开动循环水泵，将阀⑦开到最大，然后逐步关闭阀③，使测管最大流量时高位槽的溢流口仍有溢流，保持溢流才能使水位稳定流动。
以后阀③固定，不必每次调节。
(4)检查零流速时，各水位计高度是否一致。
关闭阀门⑦，若水位计高度不一致，可能是水位计或活动测头内有气泡，应用吸球吸除。
(5)检查完毕，先关闭阀⑦，再关泵。
图1 实验装置图1．水箱（下）；2.水泵；3.回流阀；4.供水管；5.回水管；6.摆头；7.流量调节阀；8.活动测头；9.水位计；10.标尺；11.上水管；12.上部水箱；13.水泵开关；14.放水阀；15.水位计；16.大透明测量管；17.弯管；18.小透明管；19.整块透明管组件2.实验内容(1)开动循环水泵，关闭出口阀7，观测各测压管液面高度H0，转动测压手柄，观测各液面高度，验证静力学原理，作记录。
雷诺实验
雷诺实验一、 实验目的1、 观察层流、紊流的流态及其相互转换的过程；2、 描述层流及紊流的水力特征。
二、 基本原理dvK KQ dvQ g vd ππρ44Re ====其中：Re ----- 雷诺数 V ------ 流速 D ------ 管径 ρ------ 密度g ------- 重力加速度 Q ------ 流量三、 实验装置实验主界面如下图所示：进入实验后首先要打开进水阀门。
在输入框输入0-100的数字，也可以通过点击上下按钮调节阀门开度。
按回车键完成输入，按ESC键取消输入。
循环水打开后，还应打开红墨水阀门。
然后再打开排水阀并察看流量。
点击玻璃管，通过弹出的录像查看流体的流动状态。
授权后可以点击画面下方的自动记录按钮，记录实验数据，也可以手动记录。
调节不同流量，多次记录排水阀不同开度下的流量。
五、数据处理打开画面左边的数据处理，授权后如果在实验过程中点击了自动记录，实验数据将被自动记录下来，也可以手动在表格中输入数据。
下面是未经计算的原始数据记录界面：对测量数据进行计算，授权后可以自动计算。
在实验报告部分，可以通过点击保存键对实验数据进行保存；可以通过点击加载键对实验数据进行加载；可以通过点击报表键，对实验数据进行打印。
在数据处理方面，可以通过整组删除键实现对一组数据的删除。
点击自动计算按钮，自动计算出雷诺数击流动类型。
下面是实验计算示例：如果在前面已经进行了计算，点击绘制曲线，将自动画出雷诺数与流量关系曲线。
柏努利方程仪实验一、实验目的：1、 通过实测静止和流动的流体中各项压头及相互转换验证流体静力学原理和柏努利方程。
2、 通过实测流速的变化和与之相适应的压头损失的变化确定两者之间的关系。
二、基本原理：流动的流体具有三种机械能：位能，动能和静压能，这三种能量可以相互转换。
在没有摩擦损失且不输入外功的情况下，流体在稳定流动中流过的各界面上的机械能总和是相等的。
在有摩擦而没有外功输入时，任意两截面间的机械能的差即为摩擦损失。
伯努利方程实验
实验一 伯努利方程实验一、实验目的（1）了解在不同情况下，流动流体中各种能量间相互转换关系和规律，加深对伯努利方程的理解；（2）观测流动流体阻力的表现。
二、实验原理（1）流体在流动中具有三种机械能，即位能、动能、静压能，这三种能量是可以相互转换的，当管路条件改变时（如位置、高低、管径、大小），它们便发生能量转换；（2）对于理想流体，因为不存在因摩擦而产生的机械能损失，因此，在同一管路中的任何两个截面上的三种机械能尽管彼此不一定相等，但各截面上的这三种机械能的和总是相等的；（3）对于实际流体，在流动过程中有一部分机械能因摩擦和碰撞而损失（不能恢复），转化为热能，因此各截面上的机械能总和是不相等的，两者的差就是流体在这两截面之间因摩擦和湍动转化为热能的机械能，即损失能量；（4）流体的机械能衡算，以单位质量（1kg ）流体为衡算基准，当流体在两截面之间稳定流动且无外功加入时，伯努利方程的表达形式为 式中z —— 位压头（m 流体柱）； —— 静压头（m 流体柱）； —— 动压头（m 流体柱）。
三、实验设备及流程 1. 实验装置流程如图3-1所示，实验设备由玻璃管、测压管、活动测压头、水槽、循环水泵等组成。
水槽中的水通过循环水泵将水送到高位槽，并由溢流口保持一定水位，然后流经玻璃管中的各测点，再通过出口阀A 流回水箱，由此利用循环水在管路中流动观察流体流动时发生能量转化及产生能量损失。
活动测压头的小管端部封闭，管身开有小孔，小孔位置与玻璃管中心线平齐，小管又与测压管相通，转动活动测压头就可以测量动、静压头。
管路分成四段，由大小不同的两种规格的玻璃管组成。
C gv g p z =++22ρg Pρ22v2. 测压管当测压管上的小孔与水流方向垂直时，测压管内液位高度（从测压孔中心线算起）即为静压头，它反映测压点处液体的压强大小；当测压孔转为正对水流方向时，测压管内液位上升，所增加的液位高度即为测压孔处流体的动压头，它反映出该点水流动能的大小，这时测压管内液位高度为静压头+动压头。
实验13流体机械能转换实验
实验13 流体机械能转换实验
一、任务和要求
1、独立思考确定操作方法。
2、熟悉流体在流动中各种机械能和压头的概念及其相互转换关系。
3、观察流速与压头的变化规律，掌握测量方法，并制表格记录，用柏努力方程原理解释。
4、画出流程图。
5、按实验报告要求做出实验报告。
二、注意事项
1、开泵前需经教师同意。
2、注意测压孔的位置，并检查是否有堵塞现象。
三、流体动力学实验内容提示
1、当前量为零时各测压点具有相同的静压强，总压头也相等（用能量转换释、即位能、静压能）通过观察记录说明。
2、装置上可取A、B、C、D测压截面，（截面与流体流动方向垂直）当流体流经不同位置时列表：
根据实验现象解答：
（1）静压能转为动能，及动能转为静压能，并有能量损失，（从B到C，从A到B、从C 到D）；
（2）用数据说明损失压头与流速的关系，是正比？还是其它关系。
3、旋动转柄，使测压对准流动方向。
此时静压指示值有何变化，此值说明什么问题？
（1）运用柏努力方程确定各测量截面的压头表。
（2）运用柏努力方程解释各点头不同原因。
（3）选做题：
1）用数据验证皮托管原理。
2）点压和截面压头区别？各如何测出。
四、实验讨论题
1、柏努力方程式表示怎样物理意义？等式两边应如何解释？
2、解释动压头、静压头、位压头、总压头在本实验中是如何测得的？
3、喉管原理是什么？举例说明。
4、什么是损失压头？与管内流速关系？
5、皮托管原理？
1。
流体机械能转换实验报告思考题
流体机械能转换实验报告思考题1. 引言•实验目的•实验背景•实验装置和方法2. 流体机械能转换的基本原理•流体机械的定义•流体机械能转换的分类•流体机械能转换的基本原理1.流体机械的输入能量2.流体机械的输出能量3.流体机械的能量转换效率3. 流体机械能转换实验设计•实验目标•实验内容•实验装置和仪器•实验步骤4. 实验结果分析•实验测试数据•实验数据处理方法•实验结果分析1.流体机械的输入功率与转速的关系2.流体机械的输出功率与转速的关系3.流体机械的功率转换效率与转速的关系5. 实验讨论•实验误差分析•实验结果的可靠性和有效性•实验中可能存在的问题和改进措施6. 实验结论•实验的主要发现和结论•实验对流体机械能转换的启示和应用前景7. 参考文献以上是对流体机械能转换实验报告思考题的思路拆分，下面将分别对每个部分进行详细讨论。
1. 引言在引言部分，需要明确实验的目的、背景和采用的实验装置和方法。
可以简要介绍流体机械能转换的基本概念和意义，引出下面的实验内容。
2. 流体机械能转换的基本原理在这一部分，可以详细探讨流体机械的定义和分类，介绍流体机械能转换的基本原理。
可以以流体机械的输入能量、输出能量和能量转换效率为基础，分析流体机械在能量转换过程中的关键点和影响因素。
3. 流体机械能转换实验设计在这一部分，需要明确实验的目标、内容和所使用的装置和仪器。
可以具体描述实验的步骤，包括流体机械的安装和调试，实验数据的采集和记录等。
4. 实验结果分析这一部分需要列出实验得到的数据，并对其进行处理和分析。
可以使用图表和数学模型等方式，定量地分析流体机械的输入功率、输出功率和功率转换效率与转速的关系。
5. 实验讨论在这一部分，可以针对实验结果进行讨论。
主要内容包括实验误差分析，实验结果的可靠性和有效性的评估，以及实验中可能存在的问题和改进措施的讨论。
6. 实验结论在这一部分，可以总结实验的主要发现和结论。
可以简要回顾实验的目的和方法，强调实验结果与流体机械能转换的关系，并对实验结果给出一定的解释和解读。
伯努利方程实验
伯努利方程实验一、目的和要求1、 熟悉流体流动中各种能量和压头的概念及其相互转换关系，在此基础上，掌握柏努利方程；2、 观察流速变化的规律；3、观察各项压头变化的规律。
二、实验原理1、流体在流动中具有三种机械能：位能、动能、静压能。
当管路条件如管道位置高低、管径大小等发生变化时，这三种机械能就会相应改变以及相互转换。
2、如图所示，不可压缩流体在导管中做稳态流动，由界面1-1’流入，经粗细不同或位置高低不同的管道，由截面2-2’流出：以单位质量流体为基准，机械能衡算式为：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 3； 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 。
3、∑h f 是流体在流动过程中损失的机械能，对于实际流体，由于存在内摩擦，流体在流动中总有一部分机械能随摩擦和碰撞转化为热能损耗（不能恢复），因此各截面上的机械能总和不相等，两者之差就是流体在这两截面之间流动时损失的机械能。
4、对于理想流体（实际上并不存在真正的理想流体，而是一种假设，对解决工程实际问题有重要意义），不存在因摩擦而产生的机械能损失，因此在管内稳定流动时，若无外加能量，得伯努利方程：22112212 22u p u p z g z g ρρ++=++式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，各种形式的机械能可以相互转换。
式①时伯努利方程的引伸，习惯上也称为伯努利方程（工程伯努利方程）。
5、流体静止，此时得到静力学方程式：121221 () p p z g z g P P gh ρρρ+=+=+或式③所以流体静止状态仅为流动状态一种特殊形式。
流体机械能转换实验报告思考题
流体机械能转换实验报告思考题一、引言流体机械能转换实验是研究流体力学中重要的实验之一，通过对流体在机械装置中的运动和变化规律进行观察和测量，可以深入了解流体力学的基本原理和应用技术。
本报告旨在对流体机械能转换实验进行详细的记录和分析，包括实验目的、实验原理、实验装置、实验步骤、实验结果及分析等内容。
二、实验目的1. 理解流体机械能转换的基本原理；2. 掌握测量水泵性能参数的方法；3. 学会使用试验数据计算水泵性能参数。
三、实验原理1. 流量：单位时间内通过管道截面积的液体体积。
2. 扬程：液体从低处到高处所需克服重力势能差所做的功。
3. 功率：单位时间内所做功。
4. 效率：输出功率与输入功率之比。
四、实验装置1. 水泵：用于将水从低处输送到高处，是一种常见的流体机械设备。
2. 流量计：用于测量水泵输送液体的流量。
3. 压力计：用于测量水泵输送液体的压力。
4. 电表：用于测量水泵输入电功率和输出电功率。
五、实验步骤1. 将水泵与流量计、压力计和电表连接好。
2. 打开水泵，调整流量和压力到合适的范围。
3. 测量并记录流量、扬程、输入功率和输出功率等参数。
4. 根据试验数据计算水泵的效率和各项性能参数。
六、实验结果及分析1. 流量与扬程之间的关系：随着流量的增加，扬程逐渐降低，呈现出一个倒U形曲线。
这是因为在高流量时，液体通过管道时会产生较大的摩擦阻力和涡流损失，从而降低了扬程。
2. 功率与流量之间的关系：随着流量的增加，输入功率和输出功率均逐渐升高，并在一定范围内保持稳定。
当流量过大时，输入功率会急剧上升，而输出功率则不再增加。
这是因为在高流量时，水泵需要克服更大的阻力和损耗，从而导致输入功率增加。
3. 水泵的效率：水泵的效率是输出功率与输入功率之比，一般在60%到80%之间。
通过实验数据计算，我们可以得到水泵的效率，并据此评估其性能和适用范围。
4. 实验误差分析：实验误差主要来源于测量仪器和实验操作过程中的不确定性。
伯努利试验[总结]
![伯努利试验[总结]](https://img.taocdn.com/s3/m/c23c1afa112de2bd960590c69ec3d5bbfd0ada71.png)
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。
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。
(二)流体机械能转换
实验名称：流体机械能转换学院：环境与化学工程学院专业：化学工程与工艺班级： 14化工02班姓名：胡海明学号： 21404070217指导教师：赵亚梅日期： 2016年11月16日 化工原理实验报告流体机械能转换一．实验目的1.研究流体各种形式能之间的关系及转化，加深对能量转化概念的理解。
2.深入了解伯努利方程的意义。
二．实验原理利用伯努利方程进行测量和计算三．实验装置及流程实验前，先关闭试验管出口调节阀，并将水灌满流水槽，然后开启调节阀，水由进水管流入流水槽，流经水平安装的实验导管后，实验导管排出水和溢流出来的水直接排入下水管道。
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实验过程中维持稳定流动。
实验装置图四．实验步骤（一）演示1.静止流体机械能的分布及转换将实验导管出口阀全部关闭，与便于观察（也可在测压管内滴入几滴红墨水），观察A、B、C、D点处测压管内液压柱高低。
2、一定流量下流体的机械能分布及转换缓慢调节进水管内调节阀，调节流量使流水槽中有足够的水溢出，在缓慢开启试验管出口调节阀，使导管内水流动，当观察到实验管中部的两支测压水柱略有差别，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。
可开始观察实验现象。
3．不同流量下稳定流体机械能分布及装机转换连续缓慢的开启试验管的出口阀，调节出口阀使流量不断加大，观察A、B、C、D处测压管内液柱变化（二）实验改变流体流量进行两次实验，记录数据五.实验记录及数据处理1.实验基本参数D=2.5㎝d=1.5㎝2.实验数据记录及整理由伯努利方程计算可得各组机械能如下表伯努利方程Z1g+ += Z2g+ +由实验结果可得：Z1g+ +> Z3g+ +Z5g+ +> Z7g+ +Z2g+ +> Z4g+ +Z6g+ +> Z8g+ +由于实际流体在流动时存在阻力损失，因此Z1g+ += Z3g+ ++理想流体在管内稳态流动，若无外加能量和损失，则可得Z1g+ += Z3g+ +六.实验结果与讨论1.管内的空气泡会干扰实验现象，请问如何排除？答：减小流量，使测压管内的水溢出以排除气泡。
伯努利方程流体能量转换实验-
Z1P g 1Z2Pg 2.........m .水 ...(.8柱 )
或将上式改写为：
P 2P 1g(Z 1Z 2).............9 .)...(.....
这就是流体静力学基本方程。
三、实验装置
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20mm、30mm和 20mm的管子，最后排出装置。流量直接由计 时称量测定。
（3）当不断开大调节阀时，流速增大，动压头应该 增大，为什么各截面右侧测压管的液位从A截面至 C截面反而下降？
4.试列举出利用能量转换的原理强化流体流动过程 的例子2-3个。
谢谢！
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：
P 11 2u1 2P 21 2u2 2 hf.......J./.K ..(.5g ).
Pg 12 u1g2Pg 22 ug 22 Hf.......m ..液 .. 柱 6）（
3.当流体处于静止状态时，则（1）和（2）式又 可简化为：
hB/m m
3
管
的 C点
A点
各冲 压头
RA/m m
5
测量 B点
管的 水柱
RB/mm
6
高度 C点 RC/mm
7
A点h(1各阶 A)/mm
8
段损 B点
失压 头的 水柱
h(1B)/mm
9
【报告】机械能转化实验实验报告
【关键字】报告机械能转化实验实验报告篇一：机械能转化演示实验篇二：机械能转化实验机械能转化实验一、实验目的1.观测动、静、位压头随管径、位置、流量的变化情况，验证连续性方程和柏努利方程。
2.定量考察流体流经收缩、扩大管段时，流体流速与管径关系。
3.定量考察流体流经直管段时，流体阻力与流量关系。
4.定性观察流体流经节流元件、弯头的压损情况。
二、基本原理化工生产中，流体的输送多在密闭的管道中进行，因此研究流体在管内的流动是化学工程中一个重要课题。
任何运动的流体，仍然遵守质量守恒定律和能量守恒定律，这是研究流体力学性质的基本出发点。
1.连续性方程对于流体在管内稳定流动时的质量守恒形式表现为如下的连续性方程：?1??vdA??2??vdA （1－1）12根据平均流速的定义，有?1u1A1??2u2A2 （1－2）即m1?m2（1－3）而对均质、不可压缩流体，?1??2?常数，则式（1－2）变为u1A1?u2A2 （1－4）可见，对均质、不可压缩流体，平均流速与流通截面积成反比，即面积越大，流速越小；反之，面积越小，流速越大。
对圆管，A??d/4，d为直径，于是式（1－4）可转化为2u1d1?u2d2（1－5）222.机械能衡算方程运动的流体除了遵循质量守恒定律以外，还应满足能量守恒定律，依此，在工程上可进一步得到十分重要的机械能衡算方程。
对于均质、不可压缩流体，在管路内稳定流动时，其机械能衡算方程（以单位质量流体为基准）为：upup z1?1?1?he?z2?2?2?hf （1－6）2g?g2g?g显然，上式中各项均具有高度的量纲，z称为位头，u/2g称为动压头（速度头），p/?g 称为静压头（压力头），he称为外加压头，hf称为压头损失。
关于上述机械能衡算方程的讨论：理想流体的柏努利方程无黏性的即没有黏性摩擦损失的流体称为理想流体，就是说，理想流体的hf?0，若此时又无外加功加入，则机械能衡算方程变为：222upup z1?1?1?z2?2?2（1－7）2g?g2g?g式（1－7）为理想流体的柏努利方程。
流体流动过程机械能转换实验
流体流动过程机械能转换实验1.h1、h２变截面连续性方程（内径：d１＝3０mm,变截面外径d2=15mｍ）qv H1H2H1H2公式：序号流量L/H 流速u 1(m/ｓ)流速u2（ｍ/s)U１ｄ１^2*10^（-４）U2d２^２*10＾(－4）u=1115０0.452１506６41.80860265８４.069３5598４．069３5598qv/(Π/4)d2287００.３420618071.36824722８3.07855６２63 3.０785562６3理论值:36400.２51６3１6７41.006５26６972．26４６８50672.264６85０674u1=u24９5０0.37３5１576６1．4940630６5３．3616４18９７3.3616418９75１2300.48３604624１.9344184954．3524４16１44．3524４161462900.１1４020602０.4560824091.026１８５4211.0２618５421分析:流体为均质、不可压缩流体，连续性方程成立2.h１、h３流体经节流件后压头损失关系序号流量qv(L/H)流速u１（m／s)h1（cｍ)ｈ３(cｍ)压头损失hf(cm)理论值hf(cm）111５00．45２1506６4９6.291 5.２ 3.91１4８3866２８700.3４20６18０798.7９５.３3.４ 2.23８6４0558３64０0.２51６31６741０398.2 4.８ 1.2114５0８824950０.3735１57６698.４94.44 2.6６9273489512300.4836０462495.６89.66４.4746192376２9００.1140２0602101.810１.４０.40.248737８4分析：流速增大，压头损失增大,压头损失和速度的平方成正比3.h3、h４流体经弯头和流量计件后压头损失和位能变化关系序号流量ｑv（L/Ｈ）流速u1(m/ｓ）h3(cm)h4（cｍ)位能差（cｍ)ｈf(ｃm）1１１５0０．4521506649１21．369.7３.９1１48３８6628700．3４206180795.３27.２68.１2.23８64055８３６400．２５1631６7498.２31.66６．６1.21１4508８２4９500.３７3５157６694.425.６68.82.6６9２734895１23０0．48360４６2４89.619.８6９.８4.474６1923７62900.１14020602１01．４２0.680.8０.２4８７378４4.h4、h５直管段雷诺数和流体阻力系数关系序号流量ｑｖ(L/H)流速U１(m/ｓ)h4（cm)h５(cm）阻力系数λ=２hf/ｕ^2（10＾-2）Re＝dｕρ/µhｆ=h４-h5(cｍ)111500.45215０664２1．3１9．814.６74216０213４98．３05０81.５28700．3420６180727．２26．413.67４4７971１0２１1.761２40.83６４0０.2516３1６7431．630.8２5.２690７64１751２.１002190.8４9５00．３7３51576625.624.614.３3547６03１11５０.7７3761512300.４836046２４１9．81７.8１7．１７.3１761262900.114020６02３６35.2123..92041２0.8分析：Re足够大时，λ与Rｅ无关,只与流体流速平方成正比5.ｈ5、h6单管压力计ｈ5处中心点速度序号流量qv(L/H)流速u1(m/s)h５(cｍ）h６(cm)hｆ=ｈ6-h5u(m/s)=(hｆ*2g)^（０.5)111500.４５2150６64１9.822．3 2.50．７2８7０0.34２06180７２6.427.410.442718８7236400．2516316７430.８310.20.1979８9899 495０0.373５15766２4.６2５.81．20．4849７422６5123００.4８360４62417.8２1.４３．6０.846290０.1140２0６0235.23６.4 1.2０.４84９742２6。
流体机械能转换实验
流体机械能转换实验流体机械能转换实验⼀、实验⽬的熟悉流动流体中各种能量和压头的概念及其互相转换关系，在此基础上掌握柏努利⽅程。
⼆、实验原理1. 流体在流动时具有三种机械能：即①位能，②动能，③压⼒能。
这三种能量可以互相转换。
当管路条件改变时（如位置⾼低，管径⼤⼩），它们会⾃⾏转换。
如果是粘度为零的理想流体，由于不存在机械能损失，因此在同⼀管路的任何⼆个截⾯上，尽管三种机械能彼此不⼀定相等，但这三种机械能的总和是相等的。
2. 对实际流体来说，则因为存在内摩擦，流动过程中总有⼀部分机械能因摩擦和碰撞⽽消失，即转化成了热能。
⽽转化为热能的机械能，在管路中是不能恢复的。
对实际流体来说，这部分机械能相当于是被损失掉了，亦即两个截⾯上的机械能的总和是不相等的，两者的差额就是流体在这两个截⾯之间因摩擦和碰撞转换成为热的机械能。
因此在进⾏机械能衡算时，就必须将这部分消失的机械能加到下游截⾯上，其和才等于流体在上游截⾯上的机械能总和。
3. 上述⼏种机械能都可以⽤测压管中的⼀段液体柱的⾼度来表⽰。
在流体⼒学中，把表⽰各种机械能的流体柱⾼度称之为“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）；表⽰压⼒的，称为静压头；已消失的机械能，称为损失压头（或摩擦压头）。
这⾥所谓的“压头”系指单位重量的流体所具有的能量。
4. 当测压管上的⼩孔（即测压孔的中⼼线）与⽔流⽅向垂直时，测压管内液柱⾼度（从测压孔算起）即为静压头，它反映测压点处液体的压强⼤⼩。
测压孔处液体的位压头则由测压孔的⼏何⾼度决定。
5. 当测压孔由上述⽅位转为正对⽔流⽅向时，测压管内液位将因此上升，所增加的液位⾼度，即为测压孔处液体的动压头，它反映出该点⽔流动能的⼤⼩。
这时测压管内液位总⾼度则为静压头与动压头之和，我们称之为“总压头”。
6. 任何两个截⾯上位压头、动压头、静压头三者总和之差即为损失压头，它表⽰液体流经这两个截⾯之间时机械能的损失。
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流体机械能转换实验
一、实验目的
熟悉流动流体中各种能量和压头的概念及其互相转换关系，在此基础上掌握柏努利方程。
二、实验原理
1. 流体在流动时具有三种机械能：即①位能，②动能，③压力能。
这三种能量可以互相转换。
当管路条件改变时（如位置高低，管径大小），它们会自行转换。
如果是粘度为零的理想流体，由于不存在机械能损失，因此在同一管路的任何二个截面上，尽管三种机械能彼此不一定相等，但这三种机械能的总和是相等的。
2. 对实际流体来说，则因为存在内摩擦，流动过程中总有一部分机械能因摩擦和碰撞而消失，即转化成了热能。
而转化为热能的机械能，在管路中是不能恢复的。
对实际流体来说，这部分机械能相当于是被损失掉了，亦即两个截面上的机械能的总和是不相等的，两者的差额就是流体在这两个截面之间因摩擦和碰撞转换成为热的机械能。
因此在进行机械能衡算时，就必须将这部分消失的机械能加到下游截面上，其和才等于流体在上游截面上的机械能总和。
3. 上述几种机械能都可以用测压管中的一段液体柱的高度来表示。
在流体力学中，把表示各种机械能的流体柱高度称之为“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）；表示压力的，称为静压头；已消失的机械能，称为损失压头（或摩擦压头）。
这里所谓的“压头”系指单位重量的流体所具有的能量。
4. 当测压管上的小孔（即测压孔的中心线）与水流方向垂直时，测压管内液柱高度（从测压孔算起）即为静压头，它反映测压点处液体的压强大小。
测压孔处液体的位压头则由测压孔的几何高度决定。
5. 当测压孔由上述方位转为正对水流方向时，测压管内液位将因此上升，所增加的液位高度，即为测压孔处液体的动压头，它反映出该点水流动能的大小。
这时测压管内液位总高度则为静压头与动压头之和，我们称之为“总压头”。
6. 任何两个截面上位压头、动压头、静压头三者总和之差即为损失压头，它表示液体流经这两个截面之间时机械能的损失。
三、实验装置(如图3-3)
试验设备由玻璃管、测压管、活动测压头、水槽、水泵等组成。
活动测压头的小管端部封闭，管身开有小孔，小孔位置与玻璃管中心线平齐，小管与测压管相通，转动活动测压头就可以测量动、静压头。
管路分成四段，由两段不同直径的玻璃管所组成。
中间相对较粗管段的内径约为34毫米，其余部分的内径约为13毫米。
第四段的位置，比第三段低约5毫米，阀A供调节流量之用。
图3-3 柏努利演示实验装置
四、实验步骤
1. 关闭A阀，旋转测压管，观察并记录个测压管中的液位高度H。
2. 开动循环水泵，开阀A至一定大小，将测压孔转到正对水流方向及垂直水流方向，观察并记录各测压管相应的液位高度H1。
3. 不改变测压孔位置，继续开大A阀，观察测压管液位变化。
并记录各测压管液位的相应高度H2。
五、实验数据记录
D=2.5cm
Z=25.3cm
六、实验报告要求
由实验数据得U1 =0.8429 m/s U2=1.06937 m/s
在同一截面处，对中心处与管壁处列伯努利方程，以1处为例：
由于Z1=Z2 忽略阻力损失，外功为零，则可算得右边约等于左边，等式成立
同理可求得其他
七、思考题
1. 关闭A阀，各测压管旋转时，液位高度有无变化？这一现象说明什么？这一高度的物理意义又是什么？
无变化，说明测压管测得的液位与测压管无关，只与该点压力有关，高度代表着该点的压力大下
2.当测压孔正对水流方向时，各测压管的液位高度H的物理意义是什么？
测得是动压头和静压头之和
3.为什么H＞H1（对同一点而言）？为什么距离水槽越远，（H-H1）的差值越大？其物理意义是什么？
4.测压孔正对水流方向，开大阀A，流速增大，动压头增大，为什么测压管的液位反而下降？
该店机械能一定，动能增大，则静压能减小，测压管的液位降低。
5.将测压孔由正对水流方向，转至与水流方向垂直，为什么各测压管的液位下降？下降的液位代表什么压头？2、3两点及4、5两点各自下降的液位是否相等？这一现象说明了什么？
代表静压头。
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