(_伯努利方程)实验
不可压缩流体恒定流能量方程(伯努利)实验
不可压缩流体恒定流能量方程(伯努利)实验
伯努利方程是描述不可压缩流体恒定流动过程中能量守恒的方程。
伯努利方程的数学表达式为:
P + 1/2ρv^2 + ρgh = constant
其中,P为流体的静压力,ρ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。
这个方程说明了,如果不
可压缩流体在一段管道中沿一定方向流动,其沿途的总能量相同,即静压力、动压力和位能之和不变。
为了验证伯努利方程的可靠性,可以进行以下实验:
实验材料:
- 一条直径较小的降压管
- 一个水箱
- 测压计
- 尺子
- 水
实验步骤:
1. 将降压管的一个端口插入水箱底部,另外一个端口向上,调整好降压管的位置使其与水箱水平。
2. 在降压管的高度处放置测压计,测量降压管水柱的压力。
3. 打开水箱的水龙头,让水自由流入降压管。
观察水流的流速和降压管压力的变化。
4. 重复实验3,但这次在降压管进口处用尺子测量水的流速。
并且将降压管移至不同高度,重复实验3。
实验结果:
实验结果应该证实伯努利方程的成立性,即随着流速增加,静压力降低。
除非有能量损失,沿途的总能量相同。
通过实验结果可以验证伯努利方程。
伯努利方程实验实验报告
伯努利方程实验实验报告伯努利方程实验实验报告引言:伯努利方程是流体力学中重要的基本方程之一,描述了流体在不同位置的速度、静压力和动压力之间的关系。
本实验旨在通过实验验证伯努利方程,并探究其在不同条件下的适用性。
实验目的:1. 验证伯努利方程在理想条件下的适用性;2. 探究伯努利方程在流体流动中的应用。
实验器材:1. 曲线管;2. 水泵;3. 流量计;4. 压力计。
实验步骤:1. 将曲线管固定在实验台上,并调整其位置,使其水平放置;2. 将水泵接入曲线管的一端,并将另一端与流量计连接;3. 打开水泵,调整水泵的流量,记录流量计的读数;4. 使用压力计分别测量曲线管的两端压力,并记录下来;5. 重复步骤3和步骤4,改变水泵的流量和曲线管的位置,以获取更多的数据。
实验结果:通过实验测量得到的数据,我们可以计算出曲线管中流体的速度、静压力和动压力,并利用伯努利方程验证实验结果的准确性。
讨论:1. 在实验中,我们可以观察到当流体速度增大时,静压力下降,动压力增大,这符合伯努利方程的预期结果;2. 实验中我们还可以改变曲线管的形状和水泵的流量,观察伯努利方程在不同条件下的适用性;3. 由于实验过程中存在一些实际条件的限制,如流体黏性、管壁摩擦等,可能会对实验结果产生一定的影响。
结论:通过实验验证,我们得出结论:伯努利方程在理想条件下是成立的。
在流体流动中,速度增大时,静压力下降,动压力增大。
然而,在实际情况下,由于黏性和摩擦等因素的存在,伯努利方程可能会有一定的误差。
实验的局限性:1. 实验中忽略了流体的黏性和摩擦等因素,这可能会对实验结果产生一定的影响;2. 实验中使用的是理想曲线管,而实际情况中的管道通常并非完全光滑,这也可能会对实验结果产生一定的误差。
改进方向:为了提高实验的准确性,可以考虑以下改进方向:1. 在实验中引入流体黏性和摩擦等因素,以更贴近实际情况;2. 使用实际工业中常见的管道材料和形状,以更准确地模拟实际流动情况。
流体力学实验-伯努利方程
(一)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。
实用文档实用文档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g22,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:实用文档实用文档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
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
伯努利方程实验实验一 伯努利方程实验一、实验目的观察流体在管道中流动时能量的相互转化现象,加深对柏努利方程的理解。
原理二、实验原理流体在流动时,具有3种机械能:位能、静压能和动能,这3种机械能是可以相互转化的。
在没有摩擦损失的自流管路中,任意两截面处的机械能总和是相等的。
在有摩擦损失的自流管路中,任意两截面处的总机械能之差为摩擦损失。
2.对理想流体,在系统中任一截面处,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不变的。
对于实际流体,由于在内摩擦,流体在流动过程中总有一部分机械能随摩擦转化为热能而损耗了,故对于实际流体,任意两截面上的机械能的总和并不相等,两者的差值即为能量损失。
3流体流经管路某截面处的各种机械能大小均可以用测压管中的一 段液柱高度来表示,在流体力学中,用以表示各种机械能大小的流体柱高度称之为“压头’。
分别称为位压头、动压头、静压头、损失压头。
机械能可用测压管中液柱的高度来表示。
当测压管口平行于流动方向时,液柱的高度表示静压能;当测压管口正对流体流动方向时,液柱的高度表示动能与静压能之和,两者之差就是动能。
实验中通过测定流体在不同管径、不同位置测压管中液面高度,反映出摩擦损失的存在及动能、静压能之间的相互转化。
(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Cgvg p z =++22ρg Pρ22v1. 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。
伯努利方程实验实验报告
伯努利方程实验实验报告实验名称:伯努利方程实验实验目的:1.验证伯努利方程的有效性;2.学习使用伯努利方程进行流体力学分析;3.掌握测量流体压力和流速的实验技巧。
实验原理:P + 1/2ρv^2 + ρgh = 常数其中,P为流体的静压力,ρ为流体的密度,v为流速,g为重力加速度,h为流体的其中一点相对于参考点的高度。
伯努利方程表明了流体流动过程中的能量守恒。
实验器材:1.伯努利装置(包括水槽、水泵、流量调节阀、压力计等材料)2.压力计3.流速计实验步骤:1.构建伯努利装置,包括水泵接通电源,调节流量阀使水槽中的水量保持稳定。
2.选取三个高度不同的位置,在各个位置上分别测量对应的静压力、流速和高度。
3.使用压力计分别测量各个位置的静压力,并记录下来。
4.使用流速计分别测量各个位置的流速,并记录下来。
5.使用尺子测量各个位置处相对于参考点的高度,并记录下来。
实验数据记录:位置1:静压力:P1=20Pa流速:v1=1m/s相对高度:h1=0m位置2:静压力:P2=30Pa流速:v2=1.5m/s相对高度:h2=1m位置3:静压力:P3=40Pa流速:v3=2m/s相对高度:h3=2m实验结果计算:根据伯努利方程,我们可以得到以下等式:P1 + 1/2ρv1^2 + ρgh1 = P2 + 1/2ρv2^2 + ρgh2 = P3 +1/2ρv3^2 + ρgh3代入实验数据:20+1/2×ρ×1^2+ρ×0×9.8=30+1/2×ρ×1.5^2+ρ×1×9.8=40+1 /2×ρ×2^2+ρ×2×9.8化简等式,解方程组,求解出流体密度ρ。
实验讨论:通过实验测量的数据进行计算,我们可以得到流体密度的数值。
对于实验结果的误差分析和原因探究,可以从测量仪器的精度、实验操作的误差以及系统误差等方面进行分析。
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。
伯努利方程实验报告
伯努利方程实验报告伯努利方程是流体力学中一个重要的方程式,它可以描述流体在不同位置的压强、速度和高度之间的关系。
在本次实验中,我们通过利用垂直水管的流动,验证伯努利方程的正确性。
实验原理:伯努利方程描述了在粘性流体中沿一条流线上流体的压力、速度和位能的关系。
为了推导伯努利方程,需要考虑以下假设:1. 流体是不可压缩的,并且无摩擦,在沿流线移动的过程中体积保持不变。
2. 流体受到代表总能量的压力、动能和势能的影响。
因此,根据这个假设,可以得到以下的伯努利方程:P + ρgh+ 1/2 ρv^2 = 常数其中,P是流体在某一点的压力,ρ是流体的密度,g是重力加速度,h是流体的高度,v是流体的速度。
实验器材:1. 垂直透明的水管2. 漏斗3. 彩色染色剂4. 长尺子实验步骤:1. 将水漏斗固定在水管的顶部,慢慢地向漏斗中加入染色剂,使其缓慢地进入水管中。
2. 记录在不同高度下,染色液体升高所需要的时间。
3. 测量不同位置在水管中的高度和水面的压力。
4. 利用伯努利方程计算不同位置处的流速。
5. 比较实验结果和理论值的差异,验证伯努利方程。
实验结果:通过实验可以看到,在不同高度下,染色液体升高的时间不同,说明流体的速度也不同。
在水管不同高度处,测量到的水压和高度也不相同。
根据伯努利方程,可以计算出不同点的流速,发现它们都符合伯努利方程的预测值。
结论:实验结果验证了伯努利方程的正确性。
伯努利方程可以描述流体在不同位置的压强、速度和高度之间的关系。
通过计算流体的速度,可以得到不同高度处的压力和高度。
这个方程在液压、飞行器和水力发电站等领域有着广泛的应用。
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。
伯努利方程实验报告
伯努利方程实验报告实验目的,通过实验验证伯努利方程在流体力学中的应用,并了解流体在管道中的流动规律。
实验仪器,水平放置的管道、水泵、流速计、压力计。
实验原理,伯努利方程是描述流体在不同位置上的动能、压力能和势能之间的关系。
在理想情况下,流体在管道中的流动可以通过伯努利方程来描述,即动能、压力能和势能的总和在不同位置上保持不变。
实验步骤:1. 将水泵接通,使水流通过管道。
2. 在不同位置上分别测量流速和压力。
3. 记录实验数据,并计算各位置上的动能、压力能和势能。
4. 利用伯努利方程验证实验数据,分析流体在管道中的流动规律。
实验结果与分析:通过实验数据的记录和计算,我们得出了不同位置上的流速、压力和能量变化情况。
利用伯努利方程验证实验数据,发现实验结果与理论计算基本吻合,证实了伯努利方程在流体力学中的有效性。
在实验过程中,我们还发现了一些有趣的现象。
例如,在管道变窄的地方,流速增大,压力减小;在管道变宽的地方,流速减小,压力增大。
这与伯努利方程中描述的流体在不同位置上能量的转换规律是一致的。
结论:本实验通过验证伯努利方程在流体力学中的应用,进一步加深了我们对流体在管道中流动规律的理解。
实验结果表明,伯努利方程可以有效描述流体在管道中的流动情况,为工程实践中流体力学问题的解决提供了重要的理论基础。
在今后的学习和工作中,我们将进一步深入研究流体力学理论,提高对伯努利方程等基本概念的理解,为工程实践中的流体力学问题提供更加准确的分析和解决方案。
通过本次实验,我们对伯努利方程有了更深入的了解,也更加认识到了其在工程实践中的重要性。
希望能够通过今后的学习和实践,进一步提高自己的专业能力,为工程领域的发展贡献自己的力量。
伯努利方程实验实验报告
伯努利方程实验实验报告伯努利方程实验报告实验一伯努利方程一、实验目的1.理解液体的静压原理2.验证伯努利方程3.验证液体在流动状态下压力损失与速度的关系二、实验仪器伯努利方程实验装置三、实验原理伯努利方程是流体动力学中一个重要的基本规律,是能量守恒定律在流体力学中的具体应用。
主要反映液体在恒定流动时压力能、位能和动能三者之间的关系,即在任一截面上这三种能量形式之间可以互相转换,但三者之和为一定值,即能量守恒。
22p1u1p2u2?z1z2?理想液体的伯努利方程为:?g2g?g2g2p1?u12p2?u2z1z2hw实际液体的伯努利方程为:g2gg2g当液体处于静止状态时,液体内任一点处的压力为:p?p0??gh这是液体静力学基本方程式。
四、实验装置伯努利试验仪主要由实验导管、稳压溢流槽和四对测压管所组成。
实验导管为一水平装置的变径圆管,沿程分四处设置测压管。
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(压力能)和冲压头(压力能、位能和动能三者之和)。
实验装置的流程如图1所示。
液体由稳压槽流入实验导管,途径A点、B点、C点、D点直径分别为15mm、34mm、15mm、15mm的管子,最后排出设备。
液体流量由出口调节阀调节。
流量由流量计读出。
五、实验步骤实验前,先缓慢开启进水阀,将水充满稳压溢流水槽,并保持有适量溢流水流出,使槽内液面平稳不变。
最后,设法排尽设备内的空气泡,否则会干扰实验现象和测量的准确性。
1.关闭实验导管出口调节阀,观察和测量液体处于静止状态下各测试点(A、B、C和D四点)的压力,验证液体的静压原理。
并设定此处的水位高度为基准面。
2.开启实验导管出口调节阀,保持稳压溢流水槽有适量溢流水流出,观察比较液体在流动情况下的各测试点的压头变化。
3.缓慢调节实验导管的出口调节阀,测量液体在不同流量下的各测试点的静压头、动压头和损失压头,并记录下各项数据。
4.实验结束后,应先关闭进水的总阀门,然后再开大出口调节阀,排尽稳压溢流水槽内的水。
伯努利方程实验报告
伯努利方程实验报告实验名称:伯努利方程实验一、实验目的:1.理解伯努利方程的基本概念和原理;2.掌握测量液体流速和压强的方法;3.通过实验验证伯努利方程的有效性。
二、实验仪器:1.液压装置(包括水箱、水泵、水管等);2.测压装置(包括压力表等);3.流速表(包括流速计等);4.实验台;5.记录仪器(包括计时器、温度计等)。
三、实验原理:伯努利方程是描述流体运动规律的基本方程之一,它表达了在流体运动过程中,流体在不同位置上的压强、速度和高度之间的关系。
根据伯努利方程的表达式,可以看出快速流动的液体压强低,速度快;相反,慢速流动的液体压强高,速度慢。
四、实验步骤:1.搭建实验装置:将液压装置的水箱与水泵相连,再连接上实验台上的水管,确保水流顺畅;2.测量液体流速:将流速表装置与水管相连,打开水泵开始供水,记录流速表上的读数;3.测量压强:将测压装置连接到水管的不同位置上,分别记录不同位置的压强值;4.测量高度:利用测压装置在水柱的不同高度测量压强值,并记录下来;5.记录温度:利用温度计测量出实验室中的温度,并记录下来;6.结束实验:关闭水泵,停止供水,记录实验结束时的时间。
五、实验结果与分析:根据实验中测得的数据计算出流速和压强之间的关系,并绘制出相应的图像以进行分析。
六、实验结论:通过实验可以得出如下结论:1.速度和压强之间存在反比关系:速度越快,压强越低;速度越慢,压强越高;2.流体在高度改变的地方,其压强也会发生变化。
因此,实验验证了伯努利方程在流体运动过程中的有效性。
七、实验心得:通过本次实验,我深刻理解了伯努利方程的原理和应用。
实验过程中,由于测量仪器的精确性和自身操作的准确性对实验结果的影响较大,因此在实验过程中需要仔细操作、准确测量,以提高实验数据的准确性。
同时,在实验结束后还需要对实验结果进行整理和分析,对实验原理进行深入理解。
此外,实验中所使用的实验装置和仪器需要正确使用和维护,以确保实验的顺利进行。
伯努利方程实验报告
伯努利方程实验报告引言伯努利方程是流体力学中非常重要的一个方程,描述了在无粘度、不可压缩的流体中沿流线流动时,流体的速度、静压力和动压力之间的关系。
本实验旨在通过实验验证伯努利方程的准确性,并探究其在流体力学中的应用。
实验原理伯努利方程表达式如下:\[ P + \frac{1}{2} \rho v^2 + \rho gh = C \]其中,P表示静压力,$\\rho$表示流体的密度,P表示流速,P表示重力加速度,P表示液体的高度,P为一个常数。
本实验通过将流体通过一条导管,使其在管道中流动,测量静压力、动压力以及液体高度的变化,并验证伯努利方程。
实验步骤1.将导管安装在流体实验装置中,并调整好实验装置,确保流体能够正常流动。
2.测量导管入口处和出口处的压力,并记录下来。
3.使用静压力计测量不同高度处的静压力,并记录下来。
4.根据实验装置的设计,计算流体的速度,并记录下来。
5.根据伯努利方程,计算液体高度处的动压力,并记录下来。
6.对实验数据进行分析并绘制相关的图表。
7.利用实验数据验证伯努利方程的准确性。
实验结果与分析根据实验数据得到的导管入口处和出口处的压力差,我们可以计算出流体的速度差。
通过与伯努利方程中的液体高度差进行比较,可以验证伯努利方程的准确性。
实验结果显示两者之间存在一定的误差,这可能是由于实验中没有考虑到一些因素,如流体的粘度等。
但总体来说,实验结果与伯努利方程的预测是一致的。
结论通过本实验,我们验证了伯努利方程的准确性,并探究了其应用于流体力学中的重要性。
实验结果与理论预测相一致,证明了伯努利方程在无粘度、不可压缩的流体中的有效性。
然而,实验中也存在一定的误差,可能是由于实验条件和参数的限制所致。
参考文献1.Munson, B.R., Okiishi, T.H. and Huebsch, W.W.。
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。
伯努利方程实验实验报告
一、实验目的1. 深入理解伯努利方程的基本原理及其在流体力学中的应用。
2. 通过实验验证伯努利方程的适用性,并观察流体在流动过程中能量转换的现象。
3. 掌握流速、流量、压强等流体力学基本参数的测量方法。
4. 分析不同条件下流体流动特性的变化。
二、实验原理伯努利方程描述了在不可压缩、定常流动条件下,流体在任意两点之间的能量守恒关系。
该方程可表示为:\[ P + \frac{1}{2}\rho v^2 + \rho gh = \text{常数} \]其中,\( P \) 为流体的压强,\( \rho \) 为流体密度,\( v \) 为流速,\( g \) 为重力加速度,\( h \) 为流体所处位置的高度。
三、实验装置实验装置主要包括:1. 实验管道:选用不同内径的管道,以便观察不同条件下流体流动特性的变化。
2. 测压管:用于测量流体在管道各点的压强。
3. 流量计:用于测量流体流量。
4. 计时器:用于测量流体通过实验管道的时间。
四、实验步骤1. 将实验管道连接好,并确保管道内无气泡。
2. 打开水源,调节流量,使流体在管道内稳定流动。
3. 在实验管道的不同位置安装测压管,并记录各测点的压强值。
4. 使用流量计测量流体流量,并记录数据。
5. 计时器记录流体通过实验管道的时间,计算流速。
6. 根据实验数据,计算各测点的能量值,并绘制能量分布图。
五、实验结果与分析1. 在实验管道内,不同位置的压强值存在差异,符合伯努利方程的预测。
2. 随着管道内径的减小,流速增大,压强减小,符合能量守恒定律。
3. 在管道的局部收缩或扩张处,流速和压强变化较大,符合能量转换现象。
4. 通过实验验证了伯努利方程在流体力学中的适用性。
六、结论1. 伯努利方程在流体力学中具有重要的应用价值,可描述流体在流动过程中的能量转换关系。
2. 通过实验验证了伯努利方程的适用性,并观察到了流体在流动过程中的能量转换现象。
3. 实验结果表明,流速、流量、压强等流体力学基本参数之间存在着密切的联系。
流体力学实验伯努利方程实验报告
流体力学实验伯努利方程实验报告
一、实验目的
1、熟悉伯努利方程原理;
2、了解伯努利方程实验流体动力学的应用原理;
3、对实验数据进行处理,观察实验结果。
二、实验原理
伯努利方程是一种描述流体动力学行为的常用方程,它是由比利时科学家、数学家乔治·伯努利在17?年提出的。
伯努利方程是用来描述变动的单元的流量的方程,它的表达式是Q = A[P(x)-P(x+1)],A为单元的截面积,P(x)和P(x+1)为单元的压强差,Q为微元的流量,它可以用来研究流体的流动状态。
三、实验设备
实验设备主要由控制装置、实验管柱、调定阀等组成,实验装置可以实现流体传递矢量图。
四、实验步骤
1、实验前:根据实验设备仔细检查,准备好所需的仪器;
2、实验过程:启动实验设备,实现调整阀,进行观察实验,记录实验参数;
3、实验后:结束实验,熄灭电源,进行处理实验数据及实验报告。
五、实验操作
1、连接实验管柱,使其上下两端均能排出液体;
2、打开电源,打开调定阀,调节阀门,控制流量;
3、实时记录压强、流速及其他参数,修正实验参数,实现实时观察。
六、实验结果
实验中,可以观察到随着流量的增加,压强也会增大,这一行为符合通过实验梯度和伯努利方程求出的结果,即压力与流量之间的关系为正相关。
由此可知,伯努利方程可以很好的描述流体的流动过程,并且在实际的流体力学中有着广泛的应用。
七、结论
通过本实验,能够得到随着流量的增加,压强也会增大,而压力与流量之间的关系为正相关的结果,对实验结果进行详细检查,可以很好的符合伯努利方程,取得了满意的实验效果,证明了伯努利方程在流体力学中的广泛应用。
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。
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。
伯努利方程实验实验报告
伯努利方程实验实验目的:1、 熟悉流体流动中各种能量和压头的概念及其相互转化关系,加深对伯努利方程的理解。
2、 观察各项能量(或压头)随流速的变化规律。
基本原理:不可压缩流体在管内作稳定流动时,由于管路条件的变化,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,对于理想流体,在系统内任一截面处,虽然三种能量不一定相等,但是能量之和是守恒的。
而对于实际流体,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而损耗了。
所以对于实际流体,任意两截面上机械能总和并不相等,两者的差值即为机械能损失。
f H gu g p Z g u g p Z ∑+++=++2222222111ρρ以上几种机械能均可用测压管中的液贮高度来表示,分别称为位压头、动压头、静压头。
当测压直管中的小孔与水流方向垂直时,测压管内液柱高度即为静压头;当测压孔正对水流方向时,测压管内液柱高度则为静压头和动压头之和。
测压孔处流体的位压头由测压孔的几何高度确定。
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。
1为高位水槽; 2为玻璃管; 3为测压管; 4为循环水槽; 5为阀门;6为循环水泵;操作步骤:1、 关闭阀5,启动循环泵6,旋转测压孔,观察并记录各测压管中液柱高度h ;2、 将阀5开启到一定大小,观察并记录测压孔正对和垂直于水流方向时,测压管中心的液柱高度h ’和h ’’。
3、 继续开大阀5,测压孔正对水流方向,观察并记录测压管中液柱高度h ’’;4、 在阀5开到一定时,用量筒、秒表测定液体的体积流量。
问题讨论:1、 关闭阀5时,各测压管内液位高度是否相同,为什么?答:相同。
因为流体静止时,u =0,ΣH f =0。
所以有Z +h =常数。
根据上面的流程图,设ABC 的高度为Z ,其液体高度分别为h A 、h B 、h C ,则有 h A +Z = h B +Z = h C +Z =常数,所以h A =h B =h C =h 。
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实验四 伯努利方程实验
一、实验目的
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,在此基础上掌握柏努利方程;
2.观察不可压缩流体在管内流动时流速的变化规律,并验证伯努利方程; 3.观察各项压头的变化规律; 4.加深对流体流动过程基本原理的理解。
二、实验原理
对于不可压缩流体,在导管内作定常流动,系统与环境又无功的交换时,若以单位质量流体为衡算基准,则对确定的系统即可列出机械能衡算方程:
若以单位重量流体为衡算基准时,则又可表达为
不可压缩流体的机械能衡算方程,应用于各种具体情况下的作适当的简化,例如:
(1) 当流体为理想液体时,于是式(1)和(2)可简化为
(2) 当液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
(3) 当流体处于静止状态时,则(1)和(2)式又可简化为
(1)
222
2221211∑+++=++f h p u gZ p u gZ ρρ(2)
2222221211f H g p g u Z g p g u Z +++=++(3)
22222
21211ρρp u gZ p u gZ ++=++(4)
2222221211g
p g u Z g p g u Z ρρ++=++(5) 2222
2121f h p u p u ∑++=+ρ
ρ(6) 2222
221211f h g
p g u Z g p g u Z ∑+++=++ρρ(7) 2
211ρρ/p gZ /p gZ +=+(8)
2211g /p Z g /p Z ρρ+=+
三、实验装置及流程
1.稳压水槽 2.试验导管 3.出口调节阀
4.静压头测量管 5.冲压头测量管
四、实验步骤
实验前,先缓慢开启进水阀,将水充满稳压溢流水槽,并保持有适量流水流出,使槽内液面平稳不变,最后,设法排尽设备内的气泡。
1.关闭实验导管出口调节阀,观察和测量液体处于静止状态下个测试点(a、b 和c三点)的压强。
2.开启实验导管出口调节阀,观察比较液体在流动情况下测试点的压头变化。
3.缓慢开启实验导管的出口条件阀,测量流体在不同流量下的各测试点的静压头、动压头和损失压头。
实验过程中必须注意如下几点:
(1)实验前一定要将实验导管和测压管中的空气泡排除干净,否则会影响准确性。
(2)开启进水阀或调节阀时,一定要缓慢,并随时注意设备内的变化。
(3)实验过程中需根据测压管量程范围,确定最小和最大流量。
(4)为观察测压管的液柱高度,可在临实验测定前,向各测压管滴入几滴红墨水。
五、实验记录
1.测量并记录实验基本参数
实验导管内径:d A=16mm;d B=25mm;d C=16mm;
实验系统的总压头:h= 450mmH2O
2.非流动体系的机械能分布及其转换
验证流体静力学方程:
3.流动体系的机械能分布及其转换记录:
计算:
静压能的变化情况,为什么?
d A=d c=16mm d B=25mm
动能的变化情况,为什么?=d c=16mm d B=25mm
d A
说明阻力损失的变化情况。
d A=d c=16mm d B=25mm
K-Re作图。