伯努利(能量)方程实验设备、雷诺实验仪器——推荐优质的流体力学实验仪器之一

以下是杭州源流科技毛根海教授团队研发的一系列实验仪器的简单介绍。

名称：自循环伯努利方程综合实验（能量方程实验）型号：MGH-ZN 2-2-3一、主要功能：1、流量电测实时显示与手测功能并存，实验内容多功能。

2、定量测量实验——验证伯努利方程。

3、定性分析实验——演示测压板直接显示的总水头线与测压管水头线，均匀流与非均匀流断面上动压强分布以及沿程能量转换规律等。

4、设计性实验——变水位对喉管真空度影响。

5、验证等Re数下达西公式；验证局部水头损失公式；展示断面平均流速与点流速之间关系；文丘里流量计应用机理及实践。

二、主要配置及技术参数：1、美国原装进口精密传感器，教学专用实时数显管道式流量仪，经重量法标定误差1%FS。

2、计算机型实验桌。

3、水泵采用ABS全封闭防水绝缘安全外壳，抗腐蚀机芯，安全耐用，功率30W,扬程2m。

有机玻璃蓄水箱与恒压供水器。

4、测流速毕托管7只，有12测点的变高程变管径的实验管道，强化了位能、压能、动能之间能量转换的直观效果。

5、自循环管阀，有滑尺与校准镜面的可调式19管测压计。

6、配套高教社出版的，并由公司董事长及技术领衔人毛根海教授主编的配套教材。

7、能自动绘制水头线的数据处理软件。

8、拥有原创自主知识产权。

提供实验报告测试样本（可作调试验收标准）。

9、配套能量（伯努利）方程实验WEB网络版实验虚拟仿真CAI软件，基于互联网+，电脑、IPAD、手机都可通过其上的WEB浏览器访问做实验，不需下载APP，网上实验真正做到了24小时全开放，方便学生实验虚实结合，真实具有网络虚拟仿真测量，记录，后台强大的逻辑计算功能，随时随地进行实验预习和复习。

公司针对毛根海教授在浙江大学期间发明的系列流体力学水力学实验仪器设备，巧妙应用了流体力学原理进行了多项前端测量结构的创新，并结合现代量测技术，多面解决了桌面小型流体水力学教学实验设备小流量低水头的高数字化测量难题，至今已申请获得发明专利15项、软件著作权11项，研发了新一代的流体力学水力学实验仪器及其为适应互联网时代的潮流，新开发了WEB网络版流体力学虚拟仿真实验CAI软件。

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局部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参加时，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 1. 实验装置流程C gv g p z =++22ρg Pρ22v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。

《流体力学》实验指导书目录实验装置简介及实验安排…………………………………………………… 1-2 实验一：伯努利方程验证实验………………………………………………… 3-8 实验二：雷诺实验…………………………………………………………… 9-12实验装置简介及实验安排实验装置：流体力学综合实验台是一个多功能实验装置，用此实验台可进行伯努利方程（能量方程）验证实验、雷诺实验、沿程阻力测定实验、局部阻力测定实验、毕托管测速实验和文丘里流量计实验等多个流体力学实验。

实验装置如图1-1所示。

1—供水箱，水泵；2—实验桌；3—层流测针；4—恒压水箱；5—彩色墨水罐；6—差压板；7—沿程阻力实验管；8—局部阻力实验管；9—伯努利实验管；10—雷诺实验管；11—伯努利差压板；12—毕托管；13—计量水箱；14—回水管。

图1-1 多功能流体力学综合实验台针对轮机工程专业36学时或32学时的流体力学课程，我们开设两个实验，即伯努利方程验证实验和雷诺实验。

在雷诺实验中，学生可以借助该实验装置观察层流和湍流（紊流）特征以及它们之间的转换特征，掌握测定临界雷诺数Re 的方法。

在伯努利方程实验中，学生可以借助该实验装置验证总流的伯努利方程，观察流体流动过程中的能量守恒关系，同时可以掌握流速、流量和压强等要素的实验量测技能。

实验学时分配：实验一：伯努利方程验证实验 2学时实验二：雷诺实验 2学时实验分组：每个实验7-8人一组，每个自然班分成四组。

实验一：伯努利方程验证实验一、实验目的1．掌握伯努利方程式中各项的物理意义及它们之间的转换关系； 2．验证流体总流的能量方程；3．掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技术； 4．学习使用测压管、总压管测水头的实验技能及绘制水头线的方法。

二、实验原理1．伯努利方程（能量方程）在伯努利实验管路中沿水流方向取n 个过流断面。

在动能修正系数α近似取为1的情况下，可以列出进口断面（1）至任一断面（i ）的能量方程式（i = 2，3，……，n )i ,i i i h gv p z g v p z -+++=++1f 2211122γγ （1）式中，z 、γp 和gv 22分别为位置水头（位头）、压力水头（压头）和速度水头（动头），单位为m （水柱）；i ,h -1f 为从过流断面1到断面n 的水头损失，单位也是m （水柱）。

流体力学综合实验台
主要用途：可测定雷诺、伯努力、沿程阻力系数和突扩、突缩、阀门局部阻力系数、可进行孔板、文丘里和皮托管流量系数的实验。

主要配置：储水箱；雷诺测试管；伯努利测试管；沿程阻力系数测试管；突扩、突缩测试管；阀门局部阻力系数测试管；孔板流量计测试管；、文丘里流量计测试管；和皮托管测试管；测压板直接显示总水头线和测压管水头线。

规格功率2200 × 600 × 1900 ,220V 370W
详见或/n15.html和/n9.html
一、流体力学
二、热工类
三、采暖通风和空调制冷类
四、给排水及环境工程类
五、机械原理机械设计类
六、工程力学类
七、燃气工程类
详见/n6.html液体力学实验台/n15.html热工类流体力学类/n15.html燃气工程类。

工程流体力学实验指导书河北理工大学给排水实验室编者：杨永2014 . 5 . 12适用专业：给排水工程专业、建筑环境与设备工程专业实验目录：实验一：雷诺实验实验二：伯努利方程实验实验三：阻力及阻力系数测定实验实验四：孔口管嘴实验实验操作及实验报告书写要求：一、实验课前认真预习实验要求有预习报告。

二、做实验以前把与本次实验相关的课本理论内容复习一下。

三、实验要求原始数据必须记录在原始数据实验纸上。

四、实验报告一律用标准实验报告纸。

五、实验报告内容包括：1. 实验目的；2. 实验仪器；3. 实验原理；4. 实验过程；5. 实验数据的整理与处理。

六、实验指导书只是学生的指导性教材，学生在写实验报告时指导书制作为参考，具体写作内容由学生根据实际操作去写。

七、根据专业不同以及实验学时，由任课教师以及实验老师选定实验内容。

建筑工程学院给排水实验室编者：杨永 2014.5实验一雷诺实验指导书一、实验目的：（一）观察实验中实验线的现象。

（二）掌握体积法测流量的方法。

（三）观察层流、临界流、紊流的现象。

（四）掌握临界雷诺数测量的方法。

二、实验仪器：实验中用到的主要仪器有：雷诺实验仪、1000mL 量筒、秒表、10L 水桶等三、实验原理：有压管路流体在流动过程中，由于条件的改变（例如，管径改变、温度的改变、管壁的粗糙度改变、流速的改变）会造成流体流态的变化，会出现层流、临界流、紊流等现象。

英国科学家雷诺（Reynolds ）在1883年通过系统的实验研究，首先证实了流体的流动结构有层流和紊流两种形态。

层流的特点是流体的质点在流动过程中互不掺混呈线状运动，运动要素不呈现脉动现象。

在紊流中流体的质点互相掺混，其运动轨迹是曲折混乱的，运动要素发生脉动现象。

雷诺等人经过大量的实验发现临界流速与过流断面的特征几何尺寸管径d 、流体的动力粘度μ和密度ρ有关，即()ρμ、、d f u k =。

由以上四个量组成一个无量纲数，称为雷诺数e R ,即νμρudud R e ==其中：u 为流速，ρ为流体的密度，μ为流体的动力粘度，ν为运动粘度。

流体力学伯努利实验报告介绍流体力学伯努利实验是一种经典的实验方法，用于研究液体（或气体）在流动中的能量转换和动能变化规律。

伯努利实验基于伯努利方程，该方程描述了在不可压缩流体中，速度增大时压力会减小的现象。

通过这个实验，我们可以深入了解流体的流动特性以及能量守恒原理。

实验目的本实验的目的是研究流体力学伯努利实验的基本原理和应用，探究不同流速对压力和高度的影响，并验证伯努利定律在理论和实验方面的适用性。

实验器材1.伯努利实验装置：包括水槽、流量调节阀、U型管、压力计等。

2.测量工具：尺子、卡尺。

实验步骤1.将伯努利实验装置放置在实验台面上，并调整水槽的水位。

2.打开流量调节阀，在流道中形成水流。

3.测量不同流速下的压力和高度变化。

4.记录实验数据，并计算各项实验参数。

实验数据记录以下是实验数据的记录表格：流速 (v) /m/s 压力差(ΔP) /Pa高度差(Δh) /m0.5 100 0.21.0 200 0.41.5 300 0.62.0 400 0.82.5 500 1.0流速 (v) /m/s 压力差(ΔP) /Pa高度差(Δh) /m3.0 600 1.2数据处理与结果分析根据实验数据，我们可以计算出流速、压力差和高度差的对应值，并绘制相应的图表进行分析。

流速与压力差关系图通过将流速和压力差绘制在图表中，我们可以观察到它们之间的关系。

根据伯努利方程可知，流速增大时，压力差会减小。

流速与高度差关系图同样地，我们可以绘制出流速和高度差之间的关系图。

从伯努利方程可以看出，流速增大时，高度差也会增大。

通过实验数据的处理和分析，我们可以得出以下结论：1.伯努利方程可以用来描述流体在流动过程中的能量转换和动能变化。

2.流速和压力差呈反比关系，即流速增大时压力差减小。

3.流速和高度差呈正比关系，即流速增大时高度差增大。

结论本实验通过观察并记录流体在伯努利实验装置中的压力差和高度差随流速变化的情况，验证了伯努利原理的适用性。

伯努利方程实验仪使用说明书一、概述当流体在流动系统中作定态流动时，即流体在各截面上的流速、密度、压强等物理参数仅随位置改变而改变，而不随时间改变。

根据能量守恒定律，对任一段管路内流体流动做能量衡算，即可得到表示流体的能量关系和流动规律的柏努利方程。

二、设备性能和主要技术参数1、本实验装置主要由蓄水箱、水泵、高位水箱、计量计水箱、实验管、测压管等组成。

2、本实验采用微型静音潜水泵，额定流量为10L/min,扬程为8m,输入功率为80W.3、实验水箱：透明有机玻璃，有效容积大于40L。

溢流口是为了保证水槽内的水维持溢流稳定状态。

出水口是为了方便清洗水槽。

4、蓄水箱：硬质PVC材质，容积大于60L。

5、计量水箱：透明有机玻璃材质，有效计量容积大于8L。

6、本实验所用的流体--水为全循环设计。

7、压差计内的指示液为水，无毒、使操作更为安全。

三、实验目的1、熟悉流体流动中各种能量和压头的概念及相互转化关系，加深对柏努利方程式的理解。

2、观察各项能量（或压头）随流速的变化规律。

四、实验原理a)不可压缩流体在管内作稳定流动时，由于管路条件（如位置高低、管径大小等）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，但能量之和是守恒的（机械能守恒定律）。

b)对于实际流体，由于存在内磨擦，流体在流动中总有一部分机械能随磨擦和碰撞转化为热能而损失。

故而对于实际流体，任意两截面上机械能总和并不相等，两者的差值即为机械损失。

c)以上几种机械能均可用U型压差计中的液位差来表示，分别称为位压头、动压头、静压头。

当测压直管中的小孔（即测压孔）与水流方向垂直时，测压管内液柱高度（位压头）则为静压头与动压头之和。

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。

d) 柏努利方程式∑+++=+++f h pu gz We p u gz ρρ2222121122式中：1Z 、2Z ——各截面间距基准面的距离 （m ）1u 、2u ——各截面中心点处的平均速度（可通过流量与其截面积求得）(m/s)1P 、2p ——各截面中心点处的静压力（可由U 型压差计的液位差可知）（Pa ）对于没有能量损失且无外加功的理想流体，上式可简化为ρρ2222121122p u gz p u gz ++=++ 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。

实验七 雷诺实验一、实验目的1、观察液体流动时的层流和紊流现象。

区分两种不同流态的特征，搞清两种流态产生的条件。

分析圆管流态转化的规律，加深对雷诺数的理解。

2、测定颜色水在管中的不同状态下的雷诺数及沿程水头损失。

绘制沿程水头损失和断面平均流速的关系曲线，验证不同流态下沿程水头损失的规律是不同的。

进一步掌握层流、紊流两种流态的运动学特性与动力学特性。

3、通过对颜色水在管中的不同状态的分析，加深对管流不同流态的了解。

学习古典流体力学中应用无量纲参数进行实验研究的方法，并了解其实用意义。

二、实验原理1、液体在运动时，存在着两种根本不同的流动状态。

当液体流速较小时，惯性力较小，粘滞力对质点起控制作用，使各流层的液体质点互不混杂，液流呈层流运动。

当液体流速逐渐增大，质点惯性力也逐渐增大，粘滞力对质点的控制逐渐减弱，当流速达到一定程度时，各流层的液体形成涡体并能脱离原流层，液流质点即互相混杂，液流呈紊流运动。

这种从层流到紊流的运动状态，反应了液流内部结构从量变到质变的一个变化过程。

液体运动的层流和紊流两种型态，首先由英国物理学家雷诺进行了定性与定量的证实，并根据研究结果，提出液流型态可用下列无量纲数来判断：Re=Vd/νRe 称为雷诺数。

液流型态开始变化时的雷诺数叫做临界雷诺数。

在雷诺实验装置中，通过有色液体的质点运动，可以将两种流态的根本区别清晰地反映出来。

在层流中，有色液体与水互不混惨，呈直线运动状态，在紊流中，有大小不等的涡体振荡于各流层之间，有色液体与水混掺。

2、在如图所示的实验设备图中，取1-1，1-2两断面，由恒定总流的能量方程知：f 2222221111h g2V a p z g 2V a p z ++γ+=+γ+因为管径不变V 1=V 2 ∴=γ+-γ+=)pz ()p z (h 2211f △h 所以，压差计两测压管水面高差△h 即为1-1和1-2两断面间的沿程水头损失，用重量法或体积浊测出流量，并由实测的流量值求得断面平均流速AQV =，作为lgh f 和lgv 关系曲线，如下图所示，曲线上EC 段和BD 段均可用直线关系式表示，由斜截式方程得：lgh f =lgk+mlgv lgh f =lgkv m h f =kv m m 为直线的斜率 式中：12ff v lg v lgh lg h lg tg m 12--=θ=实验结果表明EC=1，θ=45°，说明沿程水头损失与流速的一次方成正比例关系，为层流区。

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。

伯努利方程仪实验指导书深圳大学土木工程学院2011.05伯努利方程仪（LBN-19）实验指导书一、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方法。

3、验证静压原理。

二、实验装置实验装置如下图所示，在实验桌上方放有稳压水箱、实验管路、毕托管、测压管、压差板、控制阀门和计量水箱。

实验桌的侧下方则放置有供水箱及水泵。

测压板三、实验原理不停运动着的一切物质，所具有的能量也在不停转化。

在转化过程中，能量只能从一种形式转化为另一种形式，即遵守能量守恒定律。

流体和其他物质一样，也具有动能和势能两种机械能，流体的动能与势能之间，机械能与其它形式的能量之间，也可互相转化，其转化关系，同样遵守能量转换守恒定律。

当理想不可压缩流体在重力场中沿管线作定常流动时，流体的流动遵循伯努力里能量方程。

即常数=2u 2g +γp +Z式中：z —位置水头压力水头速度水头p γ2g u 2实际流体都是有粘性的，因此在流动过程中由于磨擦而造成能量损失。

此时的能量方程变为：其中能量损失hw 是由沿程磨擦损失hf 和局部能量损失hj 两部分组成。

本实验就是通过观察和测量对流体在静止与流动时上述的能量转化与守恒定律的验证。

四、实验操作1、验证静压原理：启动水泵，等水罐满管道后，关闭两端阀门，这时观察能量方程实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，因此静止不可压缩均布重力流体中，任意点单位重量的位势能和压力势能之和保持不变，测点的高度和测点的前后位置无关。

2、测速：能量方程实验管上的每一组测压管都相当于一个皮托管，可测得管内任意一点的流体点速度，本实验台已将测压管开口位置设在能量方程实验管的轴心，故所测得动压为轴心处的，即最大速度。

根据以上公式计算某一工况各测点处的轴心速度和平均流速添入表格，可验证出连续性方程。

对于不可压缩流体稳定的流动，当流量一定时，管径粗的地方流速小，细的地方流速大。