【精编】伯努利方程实验实验报告.pdf

1 伯努利方程实验实验目的：1、熟悉流体流动中各种能量和压头的概念及其相互转化关系，加深对伯努利方程的理解。2、观察各项能量（或压头）随流速的变化规律。基本原理：不可压缩流体在管内作稳定流动时，由于管路条件的变化，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，对于理想流体，在系统内任一截面处，虽然三种能量不一定相等，但是能量之和是守恒的。而对于实际流体，由于存在内摩擦，流体在流动中总有一部分机械能随摩擦和碰撞转化为热能而损耗了。所以对于实际流体，任意两截面上机械能总和并不相等，两者的差值即为机械能损失。fHgugpZgugpZ2222222111以上几种机械能均可用测压管中的液贮高度来表示，分别称为位压头、动压头、静压头。当测压直管中的小孔与水流方向垂直时，测压管内液柱高度即为静压头；当测压孔正对水流方向时，测压管内液柱高度则为静压头和动压头之和。测压孔处流体的位压头由测压孔的几何高度确定。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。装置与流程：A B C D 1为高位水槽；2为玻璃管；3为测压管；4为循环水槽；5 为阀门；6 为循环水泵；操作步骤：1、关闭阀 5，启动循环泵6，旋转测压孔，观察并记录各测压管中液柱高度h；2、将阀 5 开启到一定大小，观察并记录测压孔正对和垂直于水流方向时，测压管中心的液柱高度h和 h。泵2 3、继续开大阀5，测压孔正对水流方向，观察并记录测压管中液柱高度h；4、在阀 5 开到一定时，用量筒、秒表测定液体的体积流量。实验数据记录与处理：序号操作液柱高度A/mmB/mmC/mmD/mm阀 5测压孔方向1关旋转各方向.h2开垂直水流方向.h 3保持一定开正对水流方向.h 4再开大同上.h 体积流量测定流速计算次别体积/ml时间/s流量m3/s测压点动压头 m平均流速 m/s点流速m/s190410-5A286910-5D平均10-5B问题讨论：1、关闭阀 5 时，各测压管内液位高度是否相同，为什么答：相同。因为流体静止时，u0，Hf0。所以有 Zh常数。根据上面的流程图，设ABC的高度为Z，其液体高度分别为hA、hB、hC，则有hA+ZhBZhCZ常数，所以hAhBhCh。2、阀 5 开度一定时，转动测压头手柄，各测压管内液位高度有何变化，变化的液位表示什么答：当测压头手柄由正对水流向垂直水流方向转动时，液位高度下降，变化液位可表示动压头。3、同上题条件，A、C两点及 B、C两点的液位变化是否相同，这一现象说明什么答：不相同。因为A、C 两点的流速和B 点的不一样，而动压头是与流速有关的。对于连续稳定流体，ud2常数，B点的管径比A、C 点的大，因此u 比较小，因而动压头也比较小。4、同上题条件，为什么可能出现B点液位大于A点液位答：因为B 点的管径大，根据公式ud2常数，所以B 点的流速小，再根据伯努利方程：fBBAAAHgugpZgugpZ222223 而 ZAZB，hp/g所以 hBhA（uA2uB2）/2g Hf所以 hB hA。5、阀 5 开度不变，且各测压孔方向相同，A点液位 h，与 C点液位高度h3 之差表示什么答：由伯努利方程：fCCCAAAHgugpZgugpZ2222而 A点管径和C点管径相同，所以uAuC；同时 ZAZC所以 A点液位与C点液位之差就表示H