化工基础实验 柏努利实验共17页文档
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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。
伯努利实验实验报告一、实验目的本实验旨在探究伯努利原理在不同条件下的表现和应用,通过实际操作和观察,深入理解流体在流动过程中压力与速度之间的关系。
二、实验原理伯努利原理指出,在理想流体稳定流动时,沿同一流线,流体的压强、流速和高度之间存在一定的关系。
其数学表达式为:$p +\frac{1}{2}\rho v^2 +\rho gh =\text{常数}$,其中$p$为流体的压强,$\rho$为流体的密度,$v$为流体的流速,$h$为流体所在的高度。
简单来说,当流体的流速增加时,其压强会减小;流速减小,压强则会增大。
三、实验器材1、伯努利实验仪,包括透明的水平管道、垂直管道、文丘里管、风机等。
2、压力传感器和流速传感器。
3、数据采集系统和计算机。
四、实验步骤1、连接实验设备将伯努利实验仪的各个部件正确连接,确保管道无泄漏。
将压力传感器和流速传感器安装在指定位置,并与数据采集系统和计算机连接好。
2、启动风机打开风机电源,调节风速,使流体在管道中稳定流动。
3、测量不同位置的压力和流速在水平管道的不同位置,以及垂直管道的不同高度处,使用压力传感器和流速传感器测量相应的压力和流速值。
4、记录数据通过数据采集系统将测量得到的数据实时记录在计算机中。
5、改变实验条件调整风机的风速,再次测量不同位置的压力和流速。
更换不同管径的管道,重复上述实验步骤。
6、整理实验器材实验结束后,关闭风机和电源,整理好实验器材。
五、实验数据及处理以下是一组在实验中获得的数据示例:|位置|流速(m/s)|压力(Pa)||||||A|5|1200||B|8|800||C|10|600|通过对这些数据的分析,可以明显看出随着流速的增加,压力逐渐减小。
以位置 A 和位置 C 为例,流速从 5m/s 增加到 10m/s 时,压力从1200Pa 减小到 600Pa,符合伯努利原理的预期。
为了更直观地展示流速与压力之间的关系,我们可以绘制流速压力曲线。
能量转换(伯努利方程)演示实验装置说明书天津大学化工基础实验中心2013.09—、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):图二 实验测试导管管路图图一能量转换实验流程示意图2.实验设备主要技术参数:表一设备主要技术参数五、实验方法及步骤: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。