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伯努利能量方程實驗

點擊次數(shù):6694更新時間:2015-07-15


一、實驗目的

1、當流體在管內(nèi)作定常流流動時,觀察壓力水頭()和速度水頭()的沿途變化規(guī)律,從而加深對能量方程的理解。

2、觀察測量流體流動時的水頭變化。

二、實驗設(shè)備

  • 實驗設(shè)備:


實驗示教板如圖所示。示教板上裝有24根測壓玻璃管。水由水泵壓至穩(wěn)壓水箱,穩(wěn)壓水箱內(nèi)的水靠溢流來維持穩(wěn)定的液面,以保證管內(nèi)的流體是定常的。測量管道由漸縮管與漸擴管連接而成,在管道上開有24個測壓孔,分別用策壓管測量他們的壓力。

在測量管道前安裝LW渦輪流量變送器,將流量變?yōu)槊}沖電信號,送至XSF-40流量積算儀進行顯示或者累計。

2、實驗所需儀器

測量流量的流量指示積算儀(XSF-40型)

三、實驗步驟

1、熟悉實驗設(shè)備、儀器,了解各測壓管與各測點的對應關(guān)系。

2、啟動水泵向穩(wěn)壓水箱充水,使穩(wěn)壓水箱中始終保持溢流。

3、排除管道內(nèi)以及測壓管內(nèi)的空氣,測壓管上端加一定壓,使測壓管中水柱高度保持水平及適當位置。

4、進口閥門全開,出口閥門全關(guān),觀察各測壓管的指示。略開出口閥門再觀察各測壓管的指示變化。

5、調(diào)節(jié)出口閥門待流量穩(wěn)定時,記錄各測壓管的指示和實驗流量。


四、基本原理及計算公式

理想不可壓縮流體在重力場中管道作定常流動時,流體流動遵循伯努力能量方程式:

Z++=const

即單位重量流體的位勢能和沿流動為一常數(shù)。

式中Z——位置水頭,表示單位重量流體從一基準面算起的勢能。

——壓力水頭,表示單位重量流體從一基準面算起的壓力勢能。

——速度水頭,表示單位重量流體的動能。

實際上,流體都具有粘性,這使流體在流動過程中損失能量,對于實際的粘性流體,伯努力能量方程為:

式中:hw——單位重量流體的總能量損失。

——速度修正系數(shù)。

對于同*動平面的管道=,若取==1,伯努力能量方程式為:

如果在實驗管路中沿管內(nèi)水流方向取若干斷面,則可從已設(shè)置的各斷面的測壓管中讀出值,測出通過管路的流量,即可算出斷面平均流速V及從而得到各斷面的壓力水頭和總水頭。

五、作業(yè)

1、取適當比例在同一坐標上繪出壓力水頭線和實際總水頭線。

2、試述流體流過測量管道時各種能量是如何變化的。

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