天煌教仪 www.tianhuang.cn THXZH-2型流体力学综合实验装置 实验二不可压缩流体恒定流动总流伯努利方程实验 液体流动时的机械能，以位能、压力能和动能三种形式出现，这三种形式的能量可以 互相转换，在无流动能量损失的理想情况下，它们三者总和是一定的。伯努利方程表明了 流动液体的能量守恒定律。对不可压缩流体恒定流动的理想情况，总流伯努利方程可表示 为： Z+L+=2,+是+-=CC为嘴数 Pg 2g pg 2g 对实际液体要考虑流动时水头损失，此时方程变为： Z+P+=Z,+2+a Pg 2g 天煌教仪 pg 2g h1-2为1、2两个过流断面间单位重量流体的水头损失。 在国际单位制中，上述各量的单位为： Z1、Z2——(m): P1、P2一-(Pa): p一一(kgm3): g一-(m/s2): U1、U2-一(m/s): h-2-一(m 1、2一一动能修正系数，无量纲。 一、实验目的 1.验证流体恒定流动时的总流伯努利方程： 2.进一步掌握有压管流中，流动液体能量转换特性： 3.掌握流速、流量、压强等动水力学水流要素的实际量测技能。 二、实验装置 装置如图1所示，选用实验管B完成此项实验。B管管壁上共开有5对取压孔：B1~B5, 且与测压架上的测压管①~⑩分别对应相连。其中①、③、⑤、⑦、⑨测出各点的动压头（动 压头也可通过计算得出)，②、④、⑥、⑧、⑩测出各点的静压头。 三、实验原理 实际流体在做稳定管流时的总流伯努利方程为： Z+D+=Z,+2++h1 pg 2g Pg 2g 1-2表示所选定的两个过流断面之间的单位重量流体的水头损失。 天煌料技 -11- 天煌教仪
THXZH-2 型 流体力学综合实验装置 天煌科技 - 11 - 天煌教仪 实验二 不可压缩流体恒定流动总流伯努利方程实验 液体流动时的机械能，以位能、压力能和动能三种形式出现，这三种形式的能量可以 互相转换，在无流动能量损失的理想情况下，它们三者总和是一定的。伯努利方程表明了 流动液体的能量守恒定律。对不可压缩流体恒定流动的理想情况，总流伯努利方程可表示 为： 2 2 1 1 1 2 2 2 1 2 p P z z C g 2g g 2g (C 为常数) 对实际液体要考虑流动时水头损失，此时方程变为： 2 2 1 1 1 2 2 2 1 2 f1 2 p p z z h g 2g g 2g f1 2 h 为 1、2 两个过流断面间单位重量流体的水头损失。 在国际单位制中，上述各量的单位为： z1、z2 ——(m)； P1、P2——(Pa)； ρ——(kg/m3)； g——(m/s 2)； υ1、υ2——(m / s )； f1 2 h ——(m)； α1、α2——动能修正系数，无量纲。 一、实验目的 1．验证流体恒定流动时的总流伯努利方程； 2．进一步掌握有压管流中，流动液体能量转换特性； 3．掌握流速、流量、压强等动水力学水流要素的实际量测技能。 二、实验装置 装置如图 1 所示，选用实验管 B 完成此项实验。B 管管壁上共开有 5 对取压孔：B1~B5， 且与测压架上的测压管①～⑩分别对应相连。其中①、③、⑤、⑦、⑨测出各点的动压头（动 压头也可通过计算得出），②、④、⑥、⑧、⑩测出各点的静压头。 三、实验原理 实际流体在做稳定管流时的总流伯努利方程为： 2 2 1 1 1 2 2 2 1 2 f1 2 p p z z h g 2g g 2g f1 2 h 表示所选定的两个过流断面之间的单位重量流体的水头损失
天煌教仪 www.tianhuang.cn THXZH-2型流体力学综合实验装置 选测压点②、④、⑥、⑧、⑩，从相应各测压管的水面读数测得2+卫值，并分别计算各 Pg 测点速度水头心 并将各过流断面处的2+卫与w 相加。 2g pg 2g 四、实验方法和步骤： 1.准备工作：关闭阀F2-6,将循环水箱1加水至约2/3处，调节溢流杯上沿口至340mm 处。 2.排气及实验操作：打开阀门F2-1、F2-3、F2-4、F2-5,其余阀门闭合，启动“潜水泵4”， 使实验水箱充水至溢流水位，排出管路中的空气。排气结束后，关闭阀F2-4、F2-5,调节阀F2-2, 使实验水箱始终保持微溢流状态，检查测压管①~⑩水面是否平齐（以工作台面为基准）。如不 平，则应仔细检查，找出故障原因（连通管受阻、漏气、有气泡），并加以排除，直至所有测压 管水面平齐。 3.打开节流阀F2-5,观察测压管②、④、⑥、⑧、⑩的水位变化趋势，观察流量增大或 减小时测压管水位如何变化。 4.当节流阀F25的开度固定后，记测各测压管液位高度（即2+卫的值），同时用体积法 pg 测量出实验管B中的流量。 5.测记实验水箱实验水温（以备计算V用）。 6.改变流量再做一次。 7.实验结束后断开电源，整理实验台，长时间不使用时，请将各容器内的物料放干净。 五、实验数据记录 1.装置常数：圆管内径d=0.0158(m),上管轴线高0.22m,中管轴线高0.14m,下管轴线 高0.07m,实验水箱3的水位H=0.338(m)。 2.量测各测点的(2+卫)值，即②、④、⑥、⑧、⑩各测压管高度，并记录于附表三，如 pg 表2所示。 3.上式中各测点的ā值（动能修正系数）可参考附表根据雷诺数Re的范围确定。 雷诺数Re 4×103 2.3×104 1.1×105 1.1×105 最大速度与平均速度之 比D 1.26 1.24 1.22 1.17 U 动能修正系数a 1.11 1.07 1.06 1.03 附表二水力光滑管紊流速度分布规律及动能修正系数 天煌料技 -12- 天煌教仪
THXZH-2 型 流体力学综合实验装置 天煌科技 - 12 - 天煌教仪 选测压点②、④、⑥、⑧、⑩，从相应各测压管的水面读数测得 p z g 值，并分别计算各 测点速度水头 2 2g ，并将各过流断面处的 p z g 与 2 2g 相加。 四、实验方法和步骤： 1．准备工作：关闭阀 F2-6，将循环水箱 1 加水至约 2/3 处，调节溢流杯上沿口至 340mm 处。 2．排气及实验操作：打开阀门 F2-1、F2-3、F2-4、F2-5，其余阀门闭合，启动“潜水泵 4”， 使实验水箱充水至溢流水位，排出管路中的空气。排气结束后，关闭阀 F2-4、F2-5，调节阀 F2-2， 使实验水箱始终保持微溢流状态，检查测压管①～⑩水面是否平齐(以工作台面为基准)。如不 平，则应仔细检查，找出故障原因(连通管受阻、漏气、有气泡) ，并加以排除，直至所有测压 管水面平齐。 3．打开节流阀 F2-5，观察测压管②、④、⑥、⑧、⑩的水位变化趋势，观察流量增大或 减小时测压管水位如何变化。 4．当节流阀 F2-5 的开度固定后，记测各测压管液位高度(即 p z g 的值)，同时用体积法 测量出实验管 B 中的流量。 5．测记实验水箱实验水温(以备计算 用)。 6．改变流量再做一次。 7．实验结束后断开电源，整理实验台，长时间不使用时，请将各容器内的物料放干净。 五、实验数据记录 1．装置常数：圆管内径 d =0.0158 (m)，上管轴线高 0.22m，中管轴线高 0.14m，下管轴线 高 0.07m，实验水箱 3 的水位 H=0.338（m）。 2．量测各测点的( p z g )值，即②、④、⑥、⑧、⑩各测压管高度，并记录于附表三，如 表 2 所示。 3．上式中各测点的α值(动能修正系数)可参考附表根据雷诺数 Re 的范围确定。 附表二 水力光滑管紊流速度分布规律及动能修正系数 雷诺数 Re 4×10 3 2.3×10 4 1.1×10 5 1.1×10 6 最大速度与平均速度之 比 max 1.26 1.24 1.22 1.17 动能修正系数α 1.11 1.07 1.06 1.03
天煌教仪 www.tianhuang.cn THXZH-2型流体力学综合实验装置 实验 计量筒 计量 测压管② 测压管④ 测压管⑥ 测压管⑧ 测压管0 序号 水位 体积 时间 的液位值 的液位值 的液位值 的液位值 的液位值 /m V/mL t/s R (m) R(m) R(m) R(m) R (m) 1 0.338 2 25.37 0.305 0.296 0.271 0.241 0.237 2 3 4 5 天煌科技天煌教仪 表2 天煌料技 -13- 天煌教仪
THXZH-2 型 流体力学综合实验装置 天煌科技 - 13 - 天煌教仪 序 号 实验 水位 /m 计量筒 体积 V/mL 计量 时间 t/s 测压管② 的液位值 R（m） 测压管④ 的液位值 R（m） 测压管⑥ 的液位值 R（m） 测压管⑧ 的液位值 R（m） 测压管⑩ 的液位值 R（m） 1 0.338 2 25.37 0.305 0.296 0.271 0.241 0.237 2 3 4 5 表 2
天煌教仪 www.tianhuang.cn THXZH-2型流体力学综合实验装置 专业 姓名 学号」 日期 地点 装置号 同组同学 序 实验 计量筒 计量 测压管② 测压管④ 测压管⑥ 测压管⑧ 测压管⑩ 水位 体积 时间 的液位值R 的液位值R 的液位值R 的液位值R 的液位值R m V/mL t/s (m) (m) (m) (m) (m) 1 2 3 4 5 附表三 伯努利实验记录表 天煌科技 天煌料技 -14- 天煌教仪
THXZH-2 型 流体力学综合实验装置 天煌科技 - 14 - 天煌教仪 专业 姓名 学 号 日期 地点 装置号 同组同学 序 号 实验 水位 /m 计量筒 体积 V/mL 计量 时间 t/s 测压管② 的液位值 R （m） 测压管④ 的液位值 R （m） 测压管⑥ 的液位值 R （m） 测压管⑧ 的液位值 R （m） 测压管⑩ 的液位值 R （m） 1 2 3 4 5 附表三 伯努利实验记录表