不可压缩流体恒定流动的动量方程实验

重 庆 大 学

学 生 实 验 报 告

实验课程名称 流体力学实验

开课实验室 流体力学实验室

学

院 年级专业 班

学 生 姓 名

学 号

开 课 时 间 2011 至 2012 学年第

二

学期

总 成 绩

教师签名

《流体力学》实验报告

开课实验室： 2012年 3 月27日

学院 年级、专业、班 姓名 成绩

课程

名称 流体力学实验 实验项目

名

称 流体静力学实验 指导教师

教师评语

教师签名：

年 月 日 一、实验目的

1、验证静力学的基本方程。

2、学会使用测压管与U形测压计的量测技能。

3、理解绝对压强与相对压强及毛细管现象。

4、灵活应用静力学的基本知识进行实际工程量测。

二、实验原理

重力作用下不可压缩流体静力学基本方程为：

式中：z为单位重量液体的位能，也称位置水头；p/ρg 为单位重量液体的压能，也称压强水头。

如果自由表面压强p0与当地大气压pa压强相等时，液体内任一点相对压强可表示为：

式中：h为液体自由表面下任一点液体深度。

装置如左图所示：

1- 测压管；2-带标尺测压管；3-连通管；4-真空测压管；5-U型测压管；6-通气阀；7-加压打气球；8-截止阀；9-油柱；10-水柱；11-减压放水阀。

三、使用仪器、材料

流体静力学实验仪、烧杯、漏斗、水、煤油。

四、实验步骤

1、记录参数：测点标高 a= 2.1cm b=-2.9cm c= -5.9cm

基准面选在：自由液面，测点位能 Za = 2.1cm Zb = -2.9cm Zc = -5.9cm

不可压缩流体恒定流能量方程实验报告

(共8篇)

不可压缩流体恒定流能量方程(伯努利)实验

不可压缩流体恒定流能量方程 （伯诺里方程）实验

实验人：徐俊卿、郑仁春、韩超、刘强

一、实验目的要求 1、验证流体恒定总流的能量方程；

2、通过对动水力学诸多水力现象的实验分析研讨，进一步掌握有压管流中动水力学的能量转换特性；

3、掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技能。

二、实验装置 本实验的装置如图1.1所示。

图1.1 自循环伯诺里方程实验装置图 1.自循环供水器；2.实验台；3.可控硅无级调速器；4.溢流板；

5.稳水孔板；6.恒压水箱； 7.测压计；8.滑动测量尺；9.测压管；

10.实验管道；11.测压点；12.毕托管；13.实验流量调节阀。 说明： 本仪器测压管有两种：

1、毕托管测压管（表1.1中标*的测压管），用以测读毕托管探头对准点的总水头H?(?Z?

p?

)H(?Z??)

2g，须注意一般情况下H?与断面总水头?2g不同（因一般u

2 p?

2

u??），它的水头线只能定性表示总水头变化趋势；

2、普通测压管（表2.1未标*者），用以定量量测测压管水头。 实验流量用阀13调节，流量由体积时间法（量筒、秒表另备）、

重量时间法（电子称另备） 或电测法测量（以下实验类同）。

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。可以列出进口断面（1）至另一断面(i)的能量方程式(i?2,3,??,n) Z1?

p1 a112g

2

Zi

pi

ai?i2g

2

hw1i Z?

p 取

a1?a2??an?1

，选好基准面，从已设置的各断面的测压管中读出 值，测出通

2

过管路的流量，即可计算出断面平均流速?及2g，从而即可得到

各断面测压管水头和总水头。 四、实验方法与步骤

1、熟悉实验设备，分清哪些测压管是普通测压管，哪些是毕托管测压管，以及两者功能的区别。

流体力学的三大实验原理

流体力学是研究流体运动和流体力学性质的学科，是物理学的一个重要分支。在流体力学的研究中，实验是一种重要的方法，通过实验可以观察流体的行为，并验证理论模型的有效性。以下将介绍流体力学的三大实验原理。

第一大实验原理是质量守恒定律，也称为连续性方程。它表达了在流体中质量的守恒性质，即单位时间内通过某一截面的质量流量保持不变。具体而言，对于稳定不可压缩流体，该方程可以表示为：

∮ρv·dA = 0

其中，∮表示对闭合曲面取积分，ρ是流体的密度，v是流体的速度，dA是曲面的面积元素。该方程说明了流体在运动过程中质量的连续性，即入口处的质量流量等于出口处的质量流量。通过实验可以验证这一原理，例如使用水流经过一个管道，在入口处和出口处分别测量流体的质量流量，验证质量守恒定律的成立。

第二大实验原理是动量守恒定律，也称为动量方程。动量守恒定律表达了流体中动量的守恒性质，即单位时间内通过某一截面的动量流量保持不变。对于稳定不可压缩流体，动量守恒定律可以表示为：

∮(ρv⋅v)·dA = -∮pdA + ∮τ·dA + ∮ρg·dV

其中，p是流体的压强，τ是流体的切应力，g是重力加速度，dV是体积元素。该方程说明了流体在运动过程中动量的守恒性，即流体的动量增加或减少必然伴随着外力的作用或者压强的变化。通过实验可以验证动量守恒定律，例如通过测量流体经过一个管道时的压强变化以及受到的外力，验证动量守恒定律的成立。

第三大实验原理是能量守恒定律，也称为能量方程。能量守恒定律表达了流体中能量的守恒性质，即单位时间内通过某一截面的能量流量保持不变。对于稳定不可压缩流体，能量守恒定律可以表示为：

∮(ρv⋅v+pg)·dA = ∮(τ⋅v)·dA + ∮q·dA + ∮ρg·h·dA

其中，q是流体的热流量，h是流体的高度。该方程说明了流体在运动过程中能量的守恒性，即流体的能量增加或减少必然伴随着外界对流体的做功或者热量的输入。通过实验可以验证能量守恒定律，例如通过测量流体在运动中的速度、压强变化以及温度变化，验证能量守恒定律的成立。

流 体 力 学 实 验

指导书

所在学院：地侧学院

使用专业：安全工程

2006.6

实验一：压强、流速、流量测定实验

一、压强测定试验

知识点：

静力学的基本方程；绝对压强；相对压强；测压管；差压计。

1.实验目的与意义

1）验证静力学的基本方程；

2）学会使用测压管与差压计的量测技能；

3）灵活应用静力学的基本知识进行实际工程量测。

2.实验要求与测试内容

1）熟练并能准确进行测压管的读数；

2）控制与测定液面的绝对压强或相对压强；

3）验证静力学基本方程；

4）由等压面原理分析压差值。

3.实验原理

1）重力作用下不可压缩流体静力学基本方程： pzc

2）静压强分布规律：0pph

式中：z——被测点相对于基准面的位置高度；

p——被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同；

0p——水箱中液面压强；

——液体容重；

h——被测点在液体中的淹没深度。

3）等压面原理：对于连续的同种介质，流体处于静止状态时，水平面即等压面。

4.实验仪器与元件

实验仪器： 测压管、U型测压管、差压计

仪器元件：打气球、通气阀、放水阀、截止阀、量杯

流体介质：水、油、气

实验装置如下图：

5.实验方法与步骤 实验过程中基本操作步骤如下：

1）熟悉实验装置各部分的功能与作用；

2）打开通气阀，保持液面与大气相通。观测比较水箱液面为大气压强时各测压管液面高度；

3）液面增压。关闭通气阀、放水阀、截止阀，用打气球给液面加压，读取各测压管液面高度，计算液面下a、b、c各点压强及液面压强0p；

4）液面减压。关闭通气阀，打开截止阀，放水阀放出一定水量后，读取各测压管液面高度，计算液面下a、b、c各点压强及液面压强0p。

6.实验成果

实验测定与计算值如下内容：

00p，a、b、c各测压管与U型测压管液面标高∇、压强水头p、测压管水头pz；