化工原理伯努利实验.pptVIP

化工原理实验 柏努利方程实验 一、实验目的 1、熟悉流动流体中各种形式机械能及其相互转换的关系； 2、掌握伯努利方程； 3、了解压头损失与流速的关系。 二、基本原理 流体流动时具有三种形式的机械能，即位能、静压能和动能。这三种形式的能量是可以相互转换的。 对于不可压缩的理想流体管内定态流动，如没有外功加入，任一截面上，尽管三种形式的机械能会因管路条件改变而有所不同，但其总和是相等的。Bernoulli方程描述了这一关系。 如果管内流动的是实际流体，由于存在粘性，流动过程中有一部分机械能将用于克服流动阻力而转化为热，这部分机械能是不能恢复的，因而任两个截面间机械能总和不等，其差额就是流体因克服流动阻力而损耗的机械能（能量损失），此时，Bernoulli方程取如下形式： 如果以单位重量流体为衡算基准 三、实验装置 整个装置由高位槽、透明测量管和测压管三部分组成。 透明测量管由小透明管、大透明管和弯管三段组成。在测量管的适当位置安装了四根测压管10，测压管与透明管的连接采用活动测头12，活动测头一端伸入透明测量管，端部的取压小孔中心线与透明管的中心线处于同一水平面，其另一端与测压管相连接，活动测头可以旋转，使取压孔可以在水平面上旋转360度，以便测取同一截面上的静压头和动压头。 小管内径d1=16mm，大管内径d2=22mm，弯管内径d3=16mm。 第4个取压点位置比第3个低70mm。 四.实验方法 （一）准备工作 1、检查流体静止时，各测压管的水位是否一致， 如有气泡，应用吸球吸去，如标尺读数不一致，应予调整。 2、合闸开泵，如水泵不转动或有异声，应即停电检查。 3、将调节阀全开，高位槽应仍有溢流，如无溢流，应将回流阀3适当关小，以保证液位恒定。 4、关闭调节阀8，准备完毕。 （二）实验步骤及思考题 1、调节阀8全闭，旋转取压孔，观察并记录各取压管液位高度Ha。 思考题： （1）旋转取压孔时，液位高度有无变化？这一现象说明什么？Ha的物理意义是什么？ （2）各测压管高度是否相同？应不应该相同？ 2、开动水泵，将调节阀开至某一较小开度，将取压孔正对水流方向，观察并记录各测压管液位Hb，并将摆头9旋转，用量筒和秒表测定此时水的体积流量，测量二次，取其平均值。 思考题： （1）Hb的物理意义是什么？ （2）为什么同一点HaHb？为什么距离高位槽越远，差值(Ha-Hb)越大？这一差值的物理意义是什么？ 3、阀门开度不变，将取压孔旋至与水流方向垂直，观察并记录各测压管液位Hc。 思考题： （1）阀门开度未变，为什么各测压管液位下降？ (Hb－Hc)代表什么压头？ （2）比较各点的(Hb－Hc)，可以说明什么问题？ （3）H2c可能大于H1c，如何解释？ 4、将调节阀开至最大，取压孔正对水流方向，观察并记录测压管液位Hd，并测量此时水的体积流量（方法同2）。 思考题： （1）与Hb比较，流速增加，动压头应增大，为什么液位反而下降？ （2）比较同一点的(Ha－Hb)和(Ha－Hd)的大小，可以说明什么问题？ 5、调节阀开度不变，取压孔垂直于水流方向，观察并记录测压管内液位He。 思考题： 对同一点，比较(Hb－Hc)和(Hd－He)的大小，说明什么问题？ 五、实验结果分析 1、在直角坐标纸上，以纵坐标表示压头，横坐标表示测点距离，把各点在不同流量下的位能、势能（位能+静压能）和总能（位能+静压能+动能）以及能量损失以压头形式表示出来。 2、运用Bernoulli方程分析各项能量变化情况。 3、阻力损失与流速的关系 以第2号测点在不同流量下的数据，分析压头损失与流速的关系。 * * 制作：谢少雄 式中各项能量均以单位质量流体为衡算基准，单位为J/kg 式中各项能量均以单位质量流体为衡算基准，单位为J/kg 三者合计为总压头，Hf称为压头损失。它们都可以用测压管某一段液柱高度来表示，单位为m。 式中z称为位压头， 称为静压头， 称为动压头， *