传感器改变其方位角，观察7、8管内的液面，看U型管测压计的指示压力是否变化。最后画出h-p关系曲线，并写出压力随水深及方位角的变化结论。五、实验记录及计算参考表。表 1-1静力学方程验证表Pu+ Pu结论状况测次否?4ro/m=10/mplo/(pg) /m4n/m=n/mplo/(pg) /megpg1p'o>pa2表1-2酒精的密度、表压力、真空度的记录计算表酒精的密度p/（kg/m）表压力pg/Pa状状测备4104g424143444546p(A0-4,)况况注次p'g(44 -4s)p'g(44 4s)/mIm4, -A,/m/m/m/m/m/m12Pop'o<pa.平>pa表1-3静压力特性数据记录与分析表测次hh~p曲线p与h及方位角间的变化关系p1D23六、讨论与建议。1.采用什么条件可以改变密闭容器自由液面上的绝对压力po的值？如何实现po>pa及p'o<pa?2.为什么压力计测出的po值多是表压力值或真空度的值？3.这种测酒精密度p的方法可否用于工业生产？4.你对本实验的评价和建议如何？10PDF文件使用"pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
10 传感器改变其方位角，观察 7、8 管内的液面，看 U 型管测压计的指示压力是否变化。最后 画出 h – p 关系曲线，并写出压力随水深及方位角的变化结论。 五、实验记录及计算参考表。 表 1-1 静力学方程验证表 状况 测次 Δ10 / m z10 / m p10 /(ρg) / m Δ11 / m z11 / m p10 /(ρg) / m 否？ 结论 1 p′0>pa 2 表 1-2 酒精的密度、表压力、真空度的记录计算表 酒精的密度 ρ′/（kg/m3） 表压力 pg / Pa 状 况 测 次 Δ10 /m Δ9 /m Δ2 / m Δ1 / m Δ3 / m Δ4 / m ρ′g(Δ4 －Δ3) 状 况 Δ5 / m Δ6 / m ρ′g(Δ4 －Δ3) 备 注 1 p′0 2 >pa 平 均 p′0 <pa 表 1-3 静压力特性数据记录与分析表 测次 h p h~ p 曲线 p 与 h 及方位角间的变化关系 1 2 3 六、讨论与建议。 ⒈ 采用什么条件可以改变密闭容器自由液面上的绝对压力 p′0 的值？如何实现 p′0>pa 及 p′0< pa？ ⒉ 为什么压力计测出的 p0值多是表压力值或真空度的值？ ⒊ 这种测酒精密度 ρ′的方法可否用于工业生产？ ⒋ 你对本实验的评价和建议如何？ h p 10 1 1 10 1 1 p p z z r r g g + = + ( ) 10 9 2 1 r D - D D - D PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn
实验二伯努利方程实验一、实验目的。1.验证实际流动能量方程，加深理解能量转换和守恒定律；2.掌握流动损失的测量方法：3.掌握测量流量的主要方法；二、实验设备。采用RB-I型雷诺及伯努利方程实验仪伯努利方程实验部分，构造如图2-1所示。A图2-1雷诺及伯努利方程实验仪构造示意图1.恒定水位箱：2.脚架：3.转子流量计：4.台面：5.阀门6.试管：7.测压管排架仪器主要由恒定水位箱、伯努利方程实验测管、雷诺实验测管、测压管排架、阀门和流量计等组成。由水源向恒定水位箱供水，恒定水位箱向各试管提供恒压稳定的水流，流量由阀门调节控制，由流量计测量流量，由测压管测量各测点的静压力。三、实验原理。实际粘性流体在重力场中沿着管道作稳定流动时，应遵循的伯努利能量方程为：+P+丝+匹+ZH/1-22+P+(2-1)-2g2gpgpg11PDF文件使用"pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
11 图 2-1 雷诺及伯努利方程实验仪构造示意图 1 2 3 4 7 6 1.恒定水位箱； 2.脚架； 3.转子流量计； 4.台面；5.阀门 6.试管；7.测压管排架 5 实验二 伯努利方程实验 一、实验目的。 ⒈ 验证实际流动能量方程，加深理解能量转换和守恒定律； ⒉ 掌握流动损失的测量方法； ⒊ 掌握测量流量的主要方法； 二、实验设备。 采用 RB-I 型雷诺及伯努利方程实验仪伯努利方程实验部分，构造如图 2-1 所示。 仪器主要由恒定水位箱、伯努利方程实验测管、雷诺实验测管、测压管排架、阀门和流 量计等组成。由水源向恒定水位箱供水，恒定水位箱向各试管提供恒压稳定的水流，流量由 阀门调节控制，由流量计测量流量，由测压管测量各测点的静压力。 三、实验原理。 实际粘性流体在重力场中沿着管道作稳定流动时，应遵循的伯努利能量方程为： 2 2 1 1 2 2 1 2 1 2 2 2 f p u p u z z H r r g g g g + + = + + +å ® 。 （2-1） PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn
式中：=为比位置势能，m；p/(pg)为比压力势能，m；u/2g为比动能，m；ZHn1-2为包括沿程阻力和局部阻力的总阻力损失，m；p为某截面中心点处的静压力，N/m2=Pa，由相应截面上的测压管测得：p为水的密度kg/m；g为当地重力加速度，m/s；u为截面上的平均流速，m/s，由测得的流量和相应截面的过流截面积间接计算得到。567VIVⅢⅡ32.4图2-2伯利方程实验仪实验测量简图1.进水管：2恒定水位箱：3.试验管：4.毕托管：5.控制阀：6.测压管：7.整流网若管道水平放置，并且取过其中心轴线的水平面为基准面，则z1=22=0，于是2-1式可转化为：P+兰-P+岁+ZHn2(2-2)pg2gpg2g若流体处于静止状态（阀门完全关闭，恒定水位箱内的水位稳定在最高水位H上），则应有u=u2=0，同时艺H1→2=0，2-2式变为：P=P=H.(2-3)pgpg式中：H为恒定水位箱内自由液面相对于基准面的高度，m。此时，各测压管内的液面应处于同一水平位置。即伯努利方程转化为静力学基本方程了。也就是说静力学方程是伯努利方程的特例。根据连续性方程，平均流速u与截面积A成反比，截面积小的平均流速u大，即动能大，因而压力能必然小：反之平均流速u小压力能必大。此时在测压管排架上显示出高低不同的一组曲线，它充分地反映了各种能量的转化关系。四、实验步骤。1.熟悉实验装置，掌握试管截面积与测压管内液柱高度的对应关系。2.打开进水阀，使水充满恒定水位箱，并保持有溢流。3.排除测压管及试管内的气体，可利用上方的排气管吹气撞击使气体逸出。如果伯努利试管大管径上部有气体，则可打开其最高处的排气管排除。4.逐渐开启试管控制尾阀，观察各测压管液面高度变化情况，等曲线处于测压管排架中部适当位置时，停止阀门调整。用流体力学原理说明曲线形成的原因及其规律性。12PDF文件使用”pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
12 式中：z 为比位置势能，m；p/(ρg)为比压力势能，m；u 2 /2g 为比动能，m； 为包括沿 程阻力和局部阻力的总阻力损失，m；p 为某截面中心点处的静压力，N/m2 =Pa，由相应截面 上的测压管测得；ρ 为水的密度 kg/m3 ；g 为当地重力加速度，m/s2 ；u 为截面上的平均流速， m/s，由测得的流量和相应截面的过流截面积间接计算得到。 若管道水平放置，并且取过其中心轴线的水平面为基准面，则 z1 = z2 = 0，于是 2-1 式可 转化为： 2 2 1 1 2 2 1 2 2 2 f p u p u H r r g g g g + = + +å ® 。 （2-2） 若流体处于静止状态（阀门完全关闭，恒定水位箱内的水位稳定在最高水位 H 上），则 应有 u1= u2=0，同时 =0，2-2 式变为： 1 2 p p H r r g g = = 。 （2-3） 式中：H 为恒定水位箱内自由液面相对于基准面的高度，m。此时，各测压管内的液面应处 于同一水平位置。即伯努利方程转化为静力学基本方程了。也就是说静力学方程是伯努利方 程的特例。 根据连续性方程，平均流速 u 与截面积 A 成反比，截面积小的平均流速 u 大，即动能大， 因而压力能必然小；反之平均流速 u 小压力能必大。此时在测压管排架上显示出高低不同的 一组曲线，它充分地反映了各种能量的转化关系。 四、实验步骤。 ⒈ 熟悉实验装置，掌握试管截面积与测压管内液柱高度的对应关系。 ⒉ 打开进水阀，使水充满恒定水位箱，并保持有溢流。 ⒊ 排除测压管及试管内的气体，可利用上方的排气管吹气撞击使气体逸出。如果伯努利 试管大管径上部有气体，则可打开其最高处的排气管排除。 ⒋ 逐渐开启试管控制尾阀，观察各测压管液面高度变化情况，等曲线处于测压管排架中 部适当位置时，停止阀门调整。用流体力学原理说明曲线形成的原因及其规律性。 1 2 H f å ® 图 2-2 伯利方程实验仪实验测量简图 1.进水管；2 恒定水位箱；3.试验管；4.毕托管；5.控制阀；6.测压管；7.整流网 1 2 H f å ® PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn