化工基础伯努利方程实验91905
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。
伯努利方程实验
实验二柏努利方程实验一、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、实验装置实验设备由玻璃管、测压管、活动测压头、水槽、循环水泵等组成。
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所组成,管段2的内径约为24mm,其余部分的内径约为13mm。
第四段的位置比第三段低5cm,准确的数值标注在设备上,阀A供调节流量之用。
三、基本原理图2—1柏努利方程实验装置流程图1、3、4—玻璃管(内径约为13mm);2—玻璃管(内径约为24mm):5—溢流管;6—测压管;7—活动测压头;8-溢流装置;9—水槽;10—马达;11一循环水泵1、流体在流动时具有三种机械能,即位能、动能和静压能。
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,管径大小等),它们便会自行转化,如果是粘度为0的理想流体,因为不存在摩擦和碰撞而产生机械能的损失,因此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、对实际流体而言,因存在内摩擦,流动过程中总有一部分机械能因摩擦和碰撞而损失,即转化成为热能。
对转化为热能的机械能,在管路中是不能恢复的。
这样,对实际流体来说,两截面上的机械能的总和也是不相等的。
两者的差值就是流体在这两个截面之间因摩擦和碰撞转化成了热能的机械能。
因此,在进行机械能的计算时;就必须将这部分损失的机械能加到第二个截面上去。
3、上述几种机械能都可用测压管中的一段液体柱的高度来表示,当测压管上的小孔(即测压孔的中心线)与水流方向垂直时,测压管内液位高度(从测压孔算起)即为静压头,它反映测压点处液体压强大小。
当测压孔由与水流方向垂直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。
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
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。
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。
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
伯努利方程实验1. 引言伯努利方程是流体力学中的基本方程之一,描述了沿着流体流线的速度、压力及流体高度之间的关系。
在流体力学领域,伯努利方程常常应用于流体的运动分析和工程设计中。
本文将介绍伯努利方程的基本原理,并通过实验验证伯努利方程在实际情况下的适用性和有效性。
2. 原理伯努利方程描述了在稳态流动条件下,沿着流线的速度、压力和流体高度之间的关系。
伯努利方程的数学表达式如下: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。
方程右侧的常数表示一个特定点上的总能量,并保持不变。
根据伯努利方程,当速度增大时,压力会降低;当速度减小时,压力会增加。
这是因为速度增大意味着流体动能的增加,而伯努利方程将动能和势能进行了平衡。
3. 实验目的通过伯努利方程实验,我们的目标是验证伯努利方程在实际情况下的有效性,并观察流体速度、压力和流体高度之间的关系。
4. 实验装置与方法4.1 实验装置本实验所需的主要装置和器材如下:•水槽:用于放置流体,并提供流体高度。
•流体加速装置:用于产生流体速度。
•压力计:用于测量流体压力。
•尺子:用于测量流体高度。
4.2 实验方法1.将水槽中注满水,并确保水槽内部无气泡。
2.调节流体加速装置,使得流体在水槽中保持稳定流动。
3.使用压力计测量不同位置的流体压力,并记录下来。
4.使用尺子测量不同位置的流体高度,并记录下来。
5. 实验结果与讨论根据实验所得的数据,我们可以计算出不同位置的流体速度,并代入伯努利方程进行验证。
下表为实验数据记录表:位置压力 (Pa) 高度(m)A 1000 2B 800 1.5C 600 1D 400 0.5根据伯努利方程,在流体稳态流动过程中,流体的总能量保持不变。
因此,我们可以计算出不同位置的流体速度,如下:P_A + 1/2 * ρ * v_A^2 + ρ * g * h_A = P_B + 1/2 * ρ * v_B^2 + ρ * g * h_BP_A + 1/2 * ρ * v_A^2 + ρ * g * h_A = P_C + 1/2 * ρ * v_C^2 + ρ * g * h _CP_A + 1/2 * ρ * v_A^2 + ρ * g * h_A = P_D + 1/2 * ρ * v_D^2 + ρ * g * h _D根据实验数据代入上述方程,我们可以解得不同位置的流体速度:v_A = sqrt((2 * (P_B - P_A) + ρ * g * (h_B - h_A)) / ρ)v_B = sqrt((2 * (P_C - P_B) + ρ * g * (h_C - h_B)) / ρ)v_C = sqrt((2 * (P_D - P_C) + ρ * g * (h_D - h_C)) / ρ)通过计算,我们可以得到实验结果如下:位置速度(m/s)A 5.35B 3.99C 2.79实验结果表明,在实际情况下,伯努利方程在描述流体运动时具有良好的适用性和有效性。
化工基础3.4_管内流体流动的阻力91905
摩擦阻力系数 ;
64 Re ——滞流流动时λ与Re的关系
②湍流时的摩擦阻力系数
光滑管 化工管路 玻璃管、黄铜管、塑料管
粗糙管
钢管、铸铁管
绝对粗糙度 壁面凸出部分的平均高度, 管壁粗糙度 相对粗糙度 以ε表示 。 绝对粗糙度与管道直径的比值 即ε/d 。
hl
le
d
u2 2g
。
管 件 与 阀 门 的 当 量 长 度 共 线 图
4、管路中的总能量损失
滞流流动时:
管壁上凹凸不平的地方都被有规则的流体层所覆盖,而流动 速度又比较缓慢,流体质点对管壁凸出部分不会有碰撞作用。所
以,在滞流时,摩 擦系数与管壁粗糙度无关,只与Re有关。
湍流流动时:
质点运动状况复杂,只能通过因次分析法,建立 经验关联式,见课本P122—124。 析因实验:
对所研究的过程作理论分析和探索实验,寻 求影响过程的主要因素。
管子
管子
光滑管(玻璃管、铜管、铅管、塑料管等) 粗糙管(旧钢管、铸铁管)
管壁的相对粗糙度 / d
(2)管件:
管与管的连接部分,它主要是用来改变管道方向、 连接支管、改变管径及堵塞管道等。
弯管
大小头
冲压弯
承插管件
法兰
法兰
封头
(3)阀门: 安装于管道中用以切断或调节流量。
球阀
截止阀
闸阀
止逆阀
2
2
平行作用于流体表面上的摩擦力为 :
F S dl
4
d2
2
流体在管内作定态等速流动,作用于流体上的推动力和摩擦力 大小相等,方向相反。 F1 F2 F 0
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。
伯努利方程-实验报告
伯努利方程仪实验报告实验人 XXX合作者 XXX合作者 XXXXX年X月XX日一、实验目的1.观察流体流经能量方程试验管的能量转化情况,对实验中出现的现象进行分析,加深对能量方程的理解;2.掌握一种测量流体流速的原理;3.验证静压原理。
二、实验设备本实验台由压差板、实验管道、水泵、实验桌和计量水箱等组成。
图- 1伯努利方程实验台1.水箱及潜水泵2.上水管3.电源4.溢流管5.整流栅6.溢流板7.定压水箱8.实验细管9. 实验粗管10.测压管11.调节阀12.接水箱14回水管15.实验桌1三、 实验前的准备工作:1.全开溢流水阀门 2.稍开给水阀门 3.将回水管放于计量水箱的回水侧 4.接好各导压胶管 5.检验压差板是否与水平线垂直 6. 启动电泵,使水作冲出性循环,检查各处是否有漏水的现象。
四、 几种实验方法和要求:1.验证静压原理:启动电泵,关闭给水阀,此时能量方程试验管上各个测压管的液柱高度相同,因管内的水不流动没有流动损失,因此静水头的连线为一平行基准线的水平线,即在静止不可压缩均匀重力流体中,任意点单位重量的位势能和压力势能之和(总势能)保持不变,测点的高度和测点位置的前后无关,记下四组数据于表-2的最下方格中。
从表-2中可以看出,当水没有流动时,测得的的静水压头基本上都是35.5cm ,验证了同一水平面上静压相等。
2.测速:能量方程试验管上的四组测压管的任一组都相当于一个毕托管,可测得管内任一点的流体点速度,本试验已将测压管开口位置在能量方程试验管的轴心,故所测得的动压为轴心处的,即最大速度。
毕托管求点速度公式: gh V B 2=利用这一公式和求平均流速公式(F Q V /=)计算某一工况(如表中工况2平均速度栏)各测点处的轴心速度和平均流速得到表-1表- 1注:该表中数据由表-2中第一行数据计算得到从表-1中我可以看到在细管测得的速度大,在粗管测得的速度小;在细管中测得的点速度比平均速度小,这可能是比托管的管嘴没有放在玻璃管管中心,或者比托管管嘴没有正对液体流向,使得总压与静压的差值小于实际值;在粗管测得的点速度比平均速度大,可能是因为在粗管,比托管更容易放在玻璃管中心,测得的点速度比平均速度大是正常的,因为如果是层流的话,流速沿半径方向呈抛物线分布。
化工基础实验指导书
《化工基础实验指导书》 实验一一、实验目的1.通过实验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伯努利方 程。
2.通过实测流速的变化与之相应的压头损失的变化,确定两者之间的关系。
(测定文氏管的 孔流系数 Cv) 3.观察流体流经收缩、扩大管段时,各截面上静压之关系。
伯努利方程实验二、实验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化。
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截面上的机械能总和是相等 的;在有摩擦没有外功输入时,任意两截面间机械能的差即为摩擦损失。
机械能可用测压管中液柱的高度来表示。
取任意两测试点,列出能量衡算式:2 u12 P1 u2 P Z1 g Z2 g 2 hf 2 2 (1-1)式中,Z1,Z2——两测试点距基准面的高度; u1,u2——两点的流速;hf——两点的阻力损失。
对于水平测试管,Z1=Z2,则2 u12 P1 u 2 P 2 hf 2 2 (1-2)(1) 有阻力损失情况下,若 u1=u2,则 P2<P1 (2) 不考虑阻力损失的情况下,即 u1=u2=0,则 P1=P2。
其中,dE=dA=25mm,dB=dD=14mm,dC =7mm。
hf=0,若 u1 u2,则 P1<P2;静止状态下,即pa-po——截面 a 与截面 o 间的压强差,单位为 Pa,其值大小由压差计读数 R 来确定; 三、实验装置装置如图: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 管上取有不同的测试点。
水的流量由入口阀和出口阀门调节,出口阀关闭时流体静止。
转子流量计 E 出口阀 D C B A泵开关入口阀低位槽图 1-1 伯努利方程实验装置图四、实验步骤1.向水箱注入清洁的水至 2/3 左右。
2.检查出口阀和入口阀是否关闭。
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。
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。
装置与流程: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。
实验数据记录与处理: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,ΣHf=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hA、hB、hC,则有hA+Z= hB+Z= hC+Z=常数,所以hA=hB=hC=h。
2、阀5开度一定时,转动测压头手柄,各测压管内液位高度有何变化,变化的液位表示什么?答:当测压头手柄由正对水流向垂直水流方向转动时,液位高度下降,变化液位可表示动压头。
化工基础伯努利方程实验91905
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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:
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,即以单位质量流体为衡算基来研究流体流动的能量守恒与转化规律。
对于不可压缩流体,在导管内作稳态流动时,则对确定的系统即可列出机械能衡算⽅程:∑+++=+++f e h pgZ p u Z ρωρ222212112u 2g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.实验装置四.实验步骤1.将低位槽灌有⼀定数量的蒸馏⽔,关闭离⼼泵出⼝上⽔阀及实验测试导管出⼝流量调节阀和排⽓阀、排⽔阀,打开回⽔阀和循环⽔阀⽽后启动离⼼泵。
2.逐步开⼤离⼼泵出⼝上⽔阀当⾼位槽溢流管有液体溢流后,利⽤流量调节阀出⽔的流量。
3.流体稳定后读取并记录各点数据。
4.关⼩流量调节阀重复步骤。
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.实验注意事项:1.测记压头读数时,必须保持⽔位恒定。
2.注意测压管内⽆⽓泡时,⽅可开始读数。
3.测压管液⾯有波动时,读数取平均值为宜。
4.阀门开关要缓慢,否则影响实验结果。
六.数据处理d A=14mm , d B=28mm, d C=d D=14mm,Z D=125mm七.误差分析(1)不同流量时的动能⽐较。
同⼀管径下,流量⼤时,动能较⼤。
(2)同⼀流量时不同管径上动能⽐较。
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。
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。
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。
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。
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——流体能量转换实验
一、实验目的
实验观察流体流动时的各种形式机械能互相转化 现象.
观察不可压缩流体在管内流动时流速的变化规律 观察各种压头的变化规律
二、基本原理
对于不可压缩流体,在导管内作定态流动,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,则为确定的系统即可列出能量衡算方程:
各测试点 B点 (pB/ρg)
的静压头
/m
C点 (pC/ρg) /m
各测试点 的动压头
A点 (u2A/2g)/m B点 (u2B/2g)/m
C点 (u2C/2g)/m
各测试 点的冲
压头
A点 Hf(1-A)/m B点 Hf (1-B)/m C点 Hf (1-C)/m
七 、 实验结果及问题讨论
1.验证流体静力学方程; 2.验证流动流体的机械能衡算方程; 3.问题讨论
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。
图1 柏努力实验装置流程 1.稳压水槽;2.实验导管;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,将水充满稳压水槽 并保持有适量溢流水流出,使槽内液面平稳不变。 最后,该法排尽设备内的空气泡。实验可按如下 步骤进行:
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)的压强。(重复 三次)
简化为:
Z1
P1
g
Z2
P2
g
..........
..........
..m水柱(8)
gZ1
P1
gZ2
P2
..........
..........
..J
/
Kg (7)
或将上式改写为:
P2 P1 g(Z1 Z2 )......... .......... ...(9)
这就是流体静力学基本方程。
三、实验装置
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
ห้องสมุดไป่ตู้
gZ2
P2
1 2
u22..........
... J
/
Kg (3)
Z1
P1
g
u12 2g
Z2
P2
g
u22 2g
..........
....... m液柱(4)
运用柏努利方程进行分析,解释各压头的变化 规律。
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祝您成功!
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
2.开启实验导管出口调节阀,观察比较液体在流 动情况下的各测试点压头的变化。
3.改变实验导管出口调节阀的开度,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。(共六次)
五、实验过程中注意事项
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干扰实验现象和测量的 准确性。
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:
Z1
P1
g
u12 2g
Z2
P2
g
u22 2g
H f ......... m液柱(2)
式中: z---流体的位压头,m液柱 ; p---流体的压强,Pa; u---流体的平均流速,m.s-1; ρ—流体的密度,kg.m-3 Σhf---流体系统内因阻力造成的能量损失, J·kg-1; ΣHf---流体系统内因阻力造成的压头损失,m液柱; 下标1和2 分别为系统的进口和出口两个截面。
2.非流动体系的机械能分布及其转换 实验数据记录、处理:
实验序号
各测试 点
的静压 头
A点/m B点/m C点/m
各测试 点
的静压 强
A点pA/Pa B点pB/Pa C点pC/Pa
1
2
3
3.流动体系的机械能分布及其转换
(1)实验数据记录及整理;
实验序号(列)
123456
水的流量qm/(m3/s)
A点 (pA/ρg) /m
2.开启进水阀向稳压水槽注水,或开关实验 导管出口调节阀时,一定要缓慢的调节开启 程度,并随时注意设备内的变化。
3.实验过程中须根据测压管量程范围,确定 最小和最大流量。
六、实验记录及数据处理
1.测量并记录实验基本参数 流体种类: 实验导管内径: dA=Φ16 mm
dB=Φ25 mm dC=Φ16 mm 实验系统的总压头:H= 450 mmH2O