能量转化演示实验伯努利实验装置实验说明书

1、. z.能量转换伯努利方程演示实验装置说明书*大学化工根底实验中心201309、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，并作分析比拟。2.测定管中水的平均流速和点C、D 处的点流速，并做比拟。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

2、方程：其中i=2，3，4，n； 取。选好基准面，从断面处已设置的静压测管中读出测管水头的值；通过测量管路的流量，计算出各断面的平均流速和的值，最后即可得到各断面的总水头的值。四、实验装置根本情况：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 设备主要技术参数序号名称规格尺寸材料1主体设备离心泵型号：WB50/025不锈钢2水箱880370550不锈钢3高位槽445445730有机玻璃五、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，翻开回水阀和循环水阀后

3、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，完毕实验。六.实验考前须知：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。3.水流量减小时阀门调节要缓慢，以免水量突然减小使测压管中的水溢出管外。 4.注意排除实验导管内的空气泡。5.离心泵不要空转和在出口阀门全关的条

4、件下工作。七、实验数据处理：测量点结果图见图三、图四、图五、图六A截面的直径14mm； B截面直径28mm；C截面、D截面直径14mm；以D截面的中心为零基准面；D截面中心距基准面为ZD=0mm。 A截面和D截面间距离为100mm；A、B、C截面ZA=ZB=ZC=100即标尺为100毫米对这些实验数据分析如下：表二 数据记录表流量500l/h流量400l/h流量300l/h压强测量值mmH2O)压头mmH2O)压强测量值mmH2O)压头mmH2O)压强测量值mmH2O)压头mmH2O)1静压头8866362冲压头9326823静压头8716214静压头8686185静压头8385886静压头7

5、535037静压头8275778静压头8375879静压头84259210静压头84359311冲压头84759712静压头80355313冲压头84459414静压头75761715冲压头7976571.冲压头分析：数据为例冲压头为静压头与动压头之和。实验中观测到，从测压点2至11截面上的冲压头依次下降，这符合下式所示的从截面2流至截面11的柏努利方程。=-=660-559=101mmH2o2.截面间静压头分析:同一水平面处静压头变化截面1与10，由于两截面处于同一水平位置，截面面积10比1处大，这样10处的流速比1处小。设流体从1流到10的压头损失为Hf，1-10 ，以1-10面列柏努利方

6、程。 Z1=Z10即两截面处静压头之差是由动压头减小和两截面间的压头损失来决定的，既。当实验导管出口调节阀全开时，1截面处的静压头为610mmH2O柱，10截面处的静压头为554mmH2O柱，P AP B。说明A处动能转化为了静压能。3.截面间静压头分析：不同水平面处静压头变化截面12至14，当出口流量为600l/h时，12处和14处的静压头分别为459和407mmH2O柱，流体从12测量点流到14测量点，静压头降低了45mmH2O柱。由于12、14截面积相等即动能一样。在C、D间列柏努利方程如下可以看出，从12到14静压头的降低值，决定于Z12-Z14和Hf，12-14。当Z12-Z14大于

7、Hf，12-14时，静压头增值为正，反之静压头增值为负。4.压头损失的计算：以出口流量为600l/h时从C到D的压头损失和Hf，C-D为例。现在对C、D两截面间列柏努利方程。压头损失的算法之一是用冲压头来计算： =557-100-499+100 =58mmH2O柱压头损失的算法之二是用静压头来计算：uC=uD=505-100-450+100=55mmH2O柱两种计算方法所得结果根本一致，说明所得实验数据是正确的。5.文丘里测量段分析结论： 本实验39测量段为文丘里管路。36横截面积依次减小，69横截面积依次增大。测量点6为喉径，横截面积最小。通过测量数据我们可以看出，由于横截面积不断减小，通过测量点