管路串并联实验报告流体力学

管路串并联实验报告流体力学

实验目的：

1.通过实验，了解和掌握管路串并联的基本原理和流体力学的相关概念；

2.通过实验，掌握串并联管路的流量计算方法；

3.通过实验，验证管路串并联对流量和压力的影响。

实验原理：

1.管路串联实验原理：

当两个管路串联时，流入和流出的质量流量相等，即m1=m2；

由连续性方程可得，A1v1=A2v2，其中A为横截面积，v为流速；

令Q1=A1v1为第一个管路的流量，Q2=A2v2为第二个管路的流量，则

Q1=Q2

2.管路并联实验原理：

当两个管路并联时，流入和流出的压力相等，即p1=p2；

由伯努利定律可得，p1 + 0.5ρv1^2 + ρgh1 = p2 + 0.5ρv2^2 +

ρgh2，其中ρ为流体密度，g为重力加速度，h为管道高度差；

令Δp1=p1-p2为流体流过第一个管路时的压力损失，Δp2=p2-p3为

流体流过第二个管路时的压力损失，则Δp1=Δp2

实验设备：

1.串联管路实验装置：包括输液瓶、流量计、球阀、直径不同的管道；

2.并联管路实验装置：包括输液瓶、压力计、球阀、直径不同的管道。实验步骤：

1.串联管路实验：

a)打开球阀，使开度最大，待流量计稳定后记录流量Q1和压力p1；

b)关闭球阀，改变流量计跨度，使流量变为Q2，打开球阀，待流量

计稳定后记录流量Q2和压力p2；

c)比较Q1和Q2的大小，并记录相应的压力差。

2.并联管路实验：

a)打开球阀，调整压力计，使压力差为Δp1，待压力计稳定后记录

流量Q1；

b)改变压力计跨度，使压力差变为Δp2，待压力计稳定后记录流量

Q2；

c)比较Q1和Q2的大小。

数据处理：

1.串联管路实验：

a)计算不同流量下的压力差Δp=p1-p2；

b)绘制流量-压力差曲线，并进行线性拟合，得到斜率k1；

c)使用Q1=Q2，计算出k2=Δp1/Δp2；

d)比较k1和k2的大小，验证串联管路对流量和压力的影响。

2.并联管路实验：

a)计算不同压力差下的流量比值Q2/Q1；

b)使用Δp1=Δp2，计算出Q2/Q1的理论值；

c)比较计算结果与实测值的误差，验证并联管路对流量和压力的影响。实验结论：

1.串联管路实验结果表明，两个管路串联时，流量不变，压力根据管

路流量损失而变化；

2.并联管路实验结果表明，两个管路并联时，压力不变，流量根据管

路压力差而变化；

3.串并联管路实验结果表明，串并联管路对流量和压力的影响是相反的；

4.实验结果与理论计算结果符合较好，验证了基本原理和流体力学的

相关概念。