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1机械能转化实验指导书(含演示操作)2
机械能转化演示实验装置（NZ100Y）——实验指导书
机械能转化演示实验装置
实验指导书
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浙江中控科教仪器设备有限公司
机械能转化演示实验装置（NZ100Y）——实验指导书
机械能转化演示实验
一、实验目的
1.观测动压头、静压头、位头随管径、位置、流量的变化情况，验证连续性
方程和柏努利方程。
2.定量考察一定量的流体流经收缩管段、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件、弯头的压头损失情况。
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：
ρ vdA ρ vdA （1－1）
∫∫ 1 ∫∫ 2
1 2
u A uρ A ρ
根据平均流速的定义，有 （1－2）
1 1 1 2 2 2
即 m1 m2 （1－3 ）
而对均质、不可压缩流体，ρ ρ 常数 ，则式（1－2 ）变为
1 2
u A u A （1－4 ）
1 1 2 2
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。
2 d
对圆管， ， 为直径，于是式（1－4 ）可转化为
A d π / 4
u d u d 2 2 （1－5 ）
1 1 2 2
2.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
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机械能转化演示实验装置（NZ100Y）——实验指导书
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：
2 2
u1 p 1 u2 p 2
+ + =+ + + z + h z h （1－6 ）
1 e 2 f
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