化工原理伯努利试验

《化工原理实验》实验一雷诺实验实验目的及要求：1. 了解管内流体质点的运动方式，认识不同流动形态的特点，掌握判别流型的准则。

2. 观察圆管内流体作层流、湍流的流动形态。

3. 观察流体层流流动的速度分布。

4. 了解转子流量计构造，了解热电偶温度计。

实验内容：1. 观察层流和湍流实验现象，计算不同流速下的雷诺数。

2. 观察流体层流流动的速度分布。

实验二柏努利方程实验实验目的及要求：1. 了解流体在管内流动时，静压能、动能、位能之间的相互转换，加深对柏努力方程的理解。

2. 了解流体在管内流动时，流体阻力的表现形式。

实验内容：观察流体从静止到流动、不同流速流动动过程中，随着实验测试管路结构与水平位置的变化，静压能、动能、位能之间的相互转换及流体阻力的表现形式。

实验三流体阻力测定实验实验目的及要求：1. 学习直管摩擦阻力压力降△p f、摩擦系数λ的测定方法。

2. 学习U型管测量压差，孔板流量计测量流量的方法。

实验内容：1. 测定流体在圆形直管内流动的摩擦阻力与摩擦系数λ。

2. 测定流量。

实验四离心泵性能测定实验（仿真）实验目的及要求：1. 了解离心泵的基本结构与操作方法。

2. 掌握离心泵特性曲线的测定方法、特点，加深对离心泵性能的了解。

实验内容：测定离心泵在一定转速下的特性曲线。

实验五过滤实验实验目的及要求：1. 掌握恒压过滤常数K、单位过滤面积上的当量滤液体积q e的测定方法，加深对K、q e的概念和影响因素的理解。

2. 学习q dqd -θ一类关系的实验确定方法。

3. 了解板框过滤装置的结构及其操作流程，了解旋涡泵的启动、停止操作。

实验内容：测定一定滤液浓度下的过滤常数、单位过滤面积上的当量滤液体积、当量过滤时间。

实验六 传热实验实验目的及要求：1. 通过对空气—水蒸气简单套管式换热器的实验研究，掌握总传热系数K i 、对流传热系数αi 的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。

2. 利用线型回归分析方法，确定强制对流传热准数关联式m e AR Nu =中常数A 、m 的值。

化工原理实验思考题实验一：柏努利方程实验1． 关闭出口阀，旋转测压管小孔使其处于不同方向（垂直或正对流向），观测并记录各测压管中的液柱高度H 并回答以下问题： （1） 各测压管旋转时，液柱高度H 有无变化？这一现象说明了什么？这一高度的物理意义是什么？答：在关闭出口阀情况下，各测压管无论如何旋转液柱高度H 无任何变化。

这一现象可通过柏努利方程得到解释：当管内流速u =0时动压头022==u H 动，流体没有运动就不存在阻力，即Σh f =0，由于流体保持静止状态也就无外功加入，既W e =0，此时该式反映流体静止状态 见（P31）。

这一液位高度的物理意义是总能量（总压头）。

（2） A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位是否同一高度？为什么？ 答：A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位在同一高度（排除测量基准和人为误差）。

这一现象说明各测压管总能量相等。

2．当流量计阀门半开时，将测压管小孔转到垂直或正对流向，观察其的液位高度H /并回答以下问题： （1） 各H /值的物理意义是什么？答：当测压管小孔转到正对流向时H /值指该测压点的冲压头H /冲；当测压管小孔转到垂直流向时H /值指该测压点的静压头H /静；两者之间的差值为动压头H /动=H /冲-H /静。

（2） 对同一测压点比较H 与H /各值之差，并分析其原因。

答：对同一测压点H ＞H /值，而上游的测压点H /值均大于下游相邻测压点H /值，原因显然是各点总能量相等的前提下减去上、下游相邻测压点之间的流体阻力损失Σh f 所致。

（3） 为什么离水槽越远H 与H /差值越大？（4） 答：离水槽越远流体阻力损失Σh f 就越大，就直管阻力公式可以看出22u d l H f ⋅⋅=λ与管长l 呈正比。

3. 当流量计阀门全开时，将测压管小孔转到垂直或正对流向，观察其的液位高度H //并回答以下问题：（1） 与阀门半开时相比，为什么各测压管内的液柱高度H //出现了变化？答：从采集的数据可以看出，阀门全开时的静压头或冲压头与半开时相比，各对应点的压头均低于半开时的静压头或冲压头，因为直管阻力Hf 与流速呈平方比（公式3-1）。

化工原理伯努利实验伯努利实验是一个非常重要的实验，用以研究流体的动力学性质。

该实验基于伯努利定律，即在稳态流动中，流体的总能量始终保持不变。

伯努利实验的基本装置包括一个水槽，一个流体中心，一个窄缝和一个水平孔。

流体通过窄缝进入水槽，然后通过窗口流出。

实验的目的是通过观察流体的流动及测量各种参数来验证伯努利定律。

首先，我们需要理解伯努利实验的基本原理和基本方程。

根据伯努利定律，流体在稳态流动过程中，速度越大，压力越小。

这是因为在流体流动过程中，流速的增加导致了流体分子碰撞的减少，从而降低了流体的动能损失。

另一方面，随着流体流过窄缝和窗口的速度增加，流体所受到的压力也会降低，因为窄缝和窗口之间的流速差越大，压力差也越大。

在伯努利实验中，使用一台水泵将水从水箱中泵入水槽中，使流体通过窄缝和窗口流出。

为了观察流体的流动，我们可以在窗口处安装一个倾斜的玻璃板，并在板上涂上一些颜料。

当流体流过玻璃板时，由于速度和压力的变化，颜料会以不同的方式移动，形成不同形状的纹路。

在测量参数方面，我们可以使用的工具包括流量计、压力计和曲面测压仪。

流量计可用于测量流体的流量，并通过水槽中的单位时间的排放量来确定速度。

压力计可用于测量水槽中的压力，并通过窗口旁的曲面测压仪来确定流体的压力。

这些测量数据可用于验证伯努利定律，并分析流体在实验中的流动规律。

1.流体速度越大，压力越小。

这符合伯努利定律的基本原理。

2.窄缝和窗口之间的速度差越大，压力差也越大。

这反映了伯努利定律在实际流体流动中的应用。

3.流量和速度之间存在直接关系。

当流速增加时，流体的流量也会增加。

这与实验中观察到的倾斜板上颜料轨迹的变化相一致。

总之，伯努利实验是一个重要的实验工具，可用于研究流体的动力学性质。

通过该实验，我们可以验证伯努利定律，并了解流体在不同速度和压力下的行为。

该实验对于理解流体力学和工程应用都具有重要意义。

太原师范学院实 验 报 告Experimentation Report of Taiyuan teachers College系部： 化学系 年级： 大四 课程：化工实验 姓名： 学号： 日期：2012/10/10项目：伯努利方程式实验一、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gp gu h A ρ+=22g ph B ρ=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：1.设备参数：大管内径，21.2mm，左小管内径，12.9mm，右小管内径，13.4mm2.装置：水箱，调节阀门，水泵，高位槽，水位计，活动测头四、实验步骤：（1）准备工作：①水箱中加水至80%。

②检查水泵转动是否灵活（可采用板动风叶的办法转动水泵），感觉灵活后，合上水泵电源。

如未检查，合上电源开关后水泵不动，应立即停电检查。

③检查零流速时，各水位计高度是否一致，如不一致，可能是水位计或活动测头内有气泡，应用吸耳球吸除，如吸气后仍不一致，则是标尺高矮不一致，应调整标尺固定螺钉。

实验现场不便调整时，则应记下零位误差，在数据中扣除。

④检查当阀门全开时，上水箱是否有溢流，若无溢流应适当关小回流阀门，使上水箱保证有溢流。

⑤检查摆头是否灵活。

（2）准备工作完毕后，调节阀门，变更流量使水流稳定后，读取各点的总压头及静压头。

化工原理实验实验一伯努利实验1.为什么实验要保持在恒水位条件下进行?因为水箱水位代表管中各点的位能。

当流速改变时,只有位能保持不变才能使用机械能守恒方程进行计算。

2.从实验中,你能从观察现象中解释流体在直管内流动的速度与阻力损失的变化关系吗?阻力损失与流体在关内流动的速度的平方成正比。

3.操作过程中为什么要排气泡?因为未排净的气泡有可能会在实验中随水流流出,影响流量的稳定。

影响测量的准确性并会出现波动。

△对于不同流体,试验现象类似,随着流体粘度的增加在相同的流速下阻力损失会变大。

实验三管路流体阻力的测定1. 为什么测定数据前首先要赶尽设备和测压管中的空气?怎样赶走?留有空气会引起U形管读数产生误差。

先管路排气,再测压管排气,平衡阀排气时等无气泡了关上平衡阀。

2.用什么办法检测系统中的气是否排净?关闭出口阀后,打开U形管顶部的阀门,利用空气压强使U形管两支管水往下降,当两支管液柱水平,证明系统中空气已被排除干净。

3.以水为工作流体所测得的λ- Re曲线能否应用与空气,如何应用?空气为牛顿型流体然而其物理性质,如密度,黏度等和水不同,而λ、Re和密度,黏度有关,所以不适用于空气。

如需应用则应该按照水的试验方法对空气进行重新测量。

4.不同管径,不同水温下测定的λ- Re能否关联在同一条曲线上?不一定,因为λ和Re与流体的密度和粘度有关。

密度与粘度与温度有关。

所以不一定能关联到同一条曲线上。

5.如果测压口、孔边缘有毛刺或安装不正,对静压的测量有何影响?没有影响。

静压是流体内部分子运动造成的,表现的形式是流体的位能,是上液面和下液面的垂直高度差。

只要静压一定.高度差就一定.如果用弹簧压力表测量压力是一样的,所以没有影响。

6.试解释突然扩大与突然缩小的压差计读数在实验过程中有什么不同的现象?由公式ξ=2?p/u2ρ可知,在一定 u 下,突然扩大ξ,Δp 增大,则压差计读数变大;反之,突然缩小ξ,例如:使ξ=0.5,Δp 减小,则压差计读数变小。

伯努利方程流体宏观运动机械能守恒原理的数学表达式。

1738年瑞士数学家D.伯努利在《水动力学──关于流体中力和运动的说明》中提出了这一方程。

它可由理想流体运动方程（即欧拉方程）在定态流动条件下沿流线积分得出；也可由热力学第一定律导出。

它是一维流动问题中的一个主要关系式，在分析不可压缩流体的定态流动时十分重要，常用于确定流动过程中速度和压力之间的相互关系。

方程的形式 对于不可压缩的理想流体，密度不随压力而变化，可得：Zg+22u P +ρ＝常数式中Z 为距离基准面的高度;P 为静压力;u 为流体速度;ρ为流体密度;g 为重力加速度。

方程中的每一项均为单位质量流体所具有的机械能，其单位为N ·m/kg ，式中左侧三项，依次称为位能项、静压能项和动能项。

方程表明三种能量可以相互转换，但总和不变。

当流体在水平管道中流动时Z 不变，上式可简化为：ρPu +22＝常数 此式表述了流速与压力之间的关系:流速大处压力小,流速小处压力大。

对于单位重量流体,取管道的1、2两截面为基准,则方程的形式成为：gu g P Z g u g P Z 2222222111++=++ρρ 式中每一项均为单位重量流体的能量，具有长度的因次，三项依次称为位头、静压头和动压头（速度头）。

对于可压缩理想流体，密度随压力而变化。

若这一变化是可逆等温过程，则方程可写成下式：1211222211ln 22P PP u gZ u gZ ρ++=+若为可逆绝热过程，方程可写为：1211222211ln 22P PP u gZ u gZ ρ++=+式中γ为定压比热容Cp 和定容比热容Cv 之比，即比热容比，也称为绝热指数。

对于粘性流体，流动截面上存在着速度分布，如用平均流速u 表达动能项，应对其乘以动能校正系数d ο。

此外,还需考虑因粘性引起的流动阻力,即造成单位质量流体的机械能损失h f ，若在流体流动过程中，单位质量流体又接受了流体输送机械所做的功W ，在这些条件下,若取处于均匀流段的两截面1和2为基准，则方程可扩充为：α值可由速度分布计算而得, 流体在圆管内作层流流动时α=2；作湍流流动时，α≈1.06。

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。

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。

实验一伯努利方程实验1.测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？测压管水头线（P-P）沿程可升可降。

而总水头线（E-E）沿程只降不升。

这是因为水在流动过程中，依据一边界条件，动能和势能可相互转换。

测点5至测点7，管收缩，部分势能转换成动能，测压管水头线降低。

测点7至测点9，管渐扩，部分动能又转换成势能，测压管水头线升高。

而据能量方程E1=E2+hw1-2, hw1-2为损失能量，是不可逆的，即恒有 hw1-2>0，故 E2恒小于E1，（E-E）线不可能回升。

(E-E) 线下降的坡度越大，即J越大，表明单位流程上的水头损失越大，如图2.3的渐扩段和阀门等处，表明有较大的局部水头损失存在。

2.流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？答：有如下二个变化：（1）流量增加，测压管水头线（P-P）总降落趋势更显著。

这是因为测压管水头管道过流断面面积A为定值时，Q增大，就增大，而且随流量的增加阻力损失亦增大，管道任一过水断面上的总水E相应减小，故的减小更加显著。

（2）测压管水头线（P-P的起落变化更为显著。

因为对于两个不同直径的相应过水断面有式中为两个断面之间的损失系数。

管中水流为紊流时，接近于常数，又管道断面为定值，故Q增大，H亦增大，（P-P线的起落变化就更为显著。

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？答：测点2、3位于均匀流断面（如图），测点高差0.7cm，HP= 均为37.1cm（偶有毛细影响相差0.1mm），表明均匀流同断面上，其动水压强按静水压强规律分布。

测点10、11在弯管的急变流断面上，测压管水头差为7.3cm，表明急变流断面上离心惯性力对测压管水头影响很大。

由于能量方程推导时的限制条件之一是“质量力只有重力”，而在急变流断面上其质量力，除重力外，尚有离心惯性力，故急变流断面不能选作能量方程的计算断面。

在绘制总水头线时，测点10、11应舍弃。

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（如抬高或降低水箱的水位）对喉管压强的影响情况。

《化工原理实验》讲稿王承敏二0一二年九月1. 能量转换（伯努利）实验—、实验目的1.演示流体在管内流动时静压能、动能、位能相互之间的转换关系，加深对伯努利方程的理解。

2.通过能量之间变化了解流体在管内流动时其流体阻力的表现形式。

3.可直接观测到当流体经过扩大、收缩管段时，各截面上静压头的变化过程，形象直观，说服力强。

二、实验内容1.测量几种情况下的压头，并作分析比较。

2.测定管中水的平均流速和点C 、D 处的点流速，并做比较。

三、实验原理在实验管路中沿管内水流方向取n 个过水断面。

运用不可压缩流体的定常流动的总流Bernoulli 方程，可以列出进口附近断面（1）至另一缓变流断面（i ）的伯努利方程：i w i i ii h gv p z gv p z -+++=++122111122αγαγ其中i=2，3，4……，n ； 取121====n ααα 。

选好基准面，从断面处已设置的静压测管中读出测管水头γpz +的值；通过测量管路的流量，计算出各断面的平均流速v 和gv 22α的值，最后即可得到各断面的总水头gv pz 22αγ++的值。

四、实验装置基本情况1.实验设备流程图（如图一、图二所示）：图一 能量转换实验流程示意图图二实验测试导管管路图2.实验设备主要技术参数表一设备主要技术参数1.将水箱灌入一定量的蒸馏水，关闭离心泵出口上水阀及实验测试导管出口流量调节阀、排气阀、排水阀，打开回水阀和循环水阀后启动离心泵。

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，利用流量调节阀调节出水流量。

稳定一段时间。

3.待流体稳定后读取并记录各点数据。

4.逐步关小流量调节阀，重复以上步骤继续测定多组数据。

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论。

6.关闭离心泵，结束实验。

六、实验注意事项1.离心泵出口上水阀不要开得过大，以免水流冲击到高位槽外面，导致高位槽液面不稳定。

2.调节水流量时，注意观察高位槽内水面是否稳定，随时补充水量保持稳定。

目录绪论 (1)实验一雷诺实验 (3)实验二伯努利方程实验 (4)实验三流体流动阻力的测定 (6)实验四流量计校核实验 (10)实验六恒压过滤常数的测定 (15)实验七传热实验 (17)实验八精馏实验 (23)实验十干燥实验 (29)绪论一、化工原理实验的特点《化工原理》是化工、食品、生物工程、环境工程等专业的重要技术基础课，它属于工程技术学科，故化工原理实验也是解决工程问题必不可少的重要部分。

面对实际的工程问题，其涉及的物料千变万化，操作条件也随各工艺过程而改变，使用的各种设备结构、大小相差悬殊，很难从理论上找出反映各过程本质的共同规律，一般采用两种研究方法解决实际工程问题，即实验研究法和数学模型法。

对于实验研究法，在析因实验基础上应用因次分析法规划实验，再通过实验得到应用于各种情况下的半理论半经验关联式或图表。

例如找出流体流动中摩擦系数与雷诺准数和相对粗糙度关系的实验。

对于数学模型法，在简化物理模型的基础上，建立起数学模型，再通过实验找出联系数学模型与实际过程的模型参数，使数学模型能得到实际的应用。

例如精馏中通过实验测出塔板效率将理论塔板数和实际塔板数联系起来。

可以说，化工原理实验基本包含了这两种研究方法的实验，这是化工原理实验的重要特征。

虽然化工原理实验测定内容及方法是复杂的，但是所采用的实验装备却是生产中最常用的设备和仪表，这是化工原理实验的第二特点。

例如流体阻力实验中，虽然要测定摩擦系数与雷诺数及相对粗糙度的复杂关系，但使用的却是极其简单的泵、管道、压力计、流量计等设备仪表。

化工原理实验的这些特点，同学们应该在实验中认真体会，通过化工原理实验对这些处理工程问题的方法加深认识并初步得以应用。

1二、化工原理实验的要求1.巩固和深化理论知识。

化工原理课堂上讲授的主要是化工过程即单元操作的原理，包括物理模型和数学模型。

这些内容是很抽象的，还应通过化工原理实验及实习这些实践性环节，深入理解和掌握课堂讲授的内容。

雷诺实验和伯努利实验报告化工原理实验柏努利实验实验七雷诺实验一、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：z1?p1??a1V12gp12?z2?p2??a2V22g2?hf 因为管径不变V1=V2 ?hf?(z1?)?(z2?p2?)?△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V?QA，作为lghf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：lghf=lgk+mlgv lghf=lgkvm hf=kvm m为直线的斜率式中：m?tg??lghf?lghf21lgv2?lgv1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。

化工原理实验报告实验一 伯努利实验一、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。

二、实验原理1、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）。

2、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。

3、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。

4、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。

三、实验流程图321657481、低位水箱2、水泵3、计量水箱4、高位水箱5、流量控制阀6、变径管7、测压管泵额定流量为10L/min,扬程为8m,输入功率为80W. 实验管：内径15mm 。

四、实验操作步骤与注意事项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。

柏努利实验一、实验目的l 、研究流体各种形式能量之间关系及转换，加深对能量转化概念的理解;2、深入了解柏努利方程的意义。

二、实验原理l 、不可压缩的实验液体在导管中作稳定流动时，其机械能守恒方程式为：∑+++=+++fe h p u g z W p u g z ρρ2222121122 （1）式中：u l 、u 2一分别为液体管道上游的某截面和下游某截面处的流速，m ／s ；P 1、P 2一分别为流体在管道上游截面和下游截面处的压强，Pa ；z l 、z 2一分别为流体在管道上游截面和下游截面中心至基准水平的垂直距离，m;ρ一流体密度，Kg ／m ； We —液体两截面之间获得的能量，J ／Kg;g 一重力加速度，m ／s 2； ∑h f 一流体两截面之间消耗的能量，J ／Kg 。

2、理想流体在管内稳定流动，若无外加能量和损失，则可得到：ρρ2222121122p u g z p u g z ++=++ （2）表示1kg 理想流体在各截面上所具有的总机械能相等，但各截面上每一种形式的机械能并不一定相等，但各种形式的机械能之和为常数，能量可以相互转换。

3、 流体静止，此时得到静力学方程式：ρρ2211p g z p g z +=+（3）所以流体静止状态仅为流动状态一种特殊形式。

三、实验装置及流程试验前，先关闭试验导管出口调节阀，并将水灌满流水糟，然后开启调节阀，水由进水管送入流水槽，流经水平安装的试验导管后，试验导管排出水和溢流出来的水直接排入下水道。

流体流量由试验导管出口阀控制。

进水管调节阀控制溢流水槽内的溢流量，以保持槽内液面稳定，保证流动系统在整个试验过程中维持稳定流动。

d=30mm d=18mm图1柏努利实验装置图四、实验内容（一）演示1、静止流体的机械能分布及转换将试验导管出口阀全部关闭，以便于观察（也可在测压管内滴入几滴红墨水），观察A、B、C、D点处测压管内液柱高低。

2、一定流量下流体的机械能分布及转换缓慢调节进水管调节阀，调节流量使溢流水槽中有足够的水溢出，再缓慢慢开启试验导管出口调节阀，使导管内水流动（注意出口调节阀的开度，在实验中能始终保持溢流水槽中有水溢出），当观察到试验导管中部的两支测压水柱略有差异时，将流量固定不变，当各测压管的水柱高度稳定不变时，说明导管内流动状态稳定。