能量轉(zhuǎn)化演示實(shí)驗(yàn)伯努利實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)說(shuō)明書(shū)

1、-PAGE . z.能量轉(zhuǎn)換伯努利方程演示實(shí)驗(yàn)裝置說(shuō)明書(shū)*大學(xué)化工根底實(shí)驗(yàn)中心201309、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.演示流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)靜壓能、動(dòng)能、位能相互之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，加深對(duì)伯努利方程的理解。2.通過(guò)能量之間變化了解流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)其流體阻力的表現(xiàn)形式。3.可直接觀測(cè)到當(dāng)流體經(jīng)過(guò)擴(kuò)大、收縮管段時(shí)，各截面上靜壓頭的變化過(guò)程，形象直觀，說(shuō)服力強(qiáng)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:1.測(cè)量幾種情況下的壓頭，并作分析比擬。2.測(cè)定管中水的平均流速和點(diǎn)C、D 處的點(diǎn)流速，并做比擬。三、實(shí)驗(yàn)原理：在實(shí)驗(yàn)管路中沿管內(nèi)水流方向取n個(gè)過(guò)水?dāng)嗝?。運(yùn)用不可壓縮流體的定常流動(dòng)的總流Bernoulli方程，可以列出進(jìn)口附近斷面1至另一緩變流斷

2、面i的伯努利方程：其中i=2，3，4，n； 取。選好基準(zhǔn)面，從斷面處已設(shè)置的靜壓測(cè)管中讀出測(cè)管水頭的值；通過(guò)測(cè)量管路的流量，計(jì)算出各斷面的平均流速和的值，最后即可得到各斷面的總水頭的值。四、實(shí)驗(yàn)裝置根本情況：1.實(shí)驗(yàn)設(shè)備流程圖如圖一、圖二所示：圖二 實(shí)驗(yàn)測(cè)試導(dǎo)管管路圖 圖一 能量轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)流程示意圖2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)：表一 設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)名稱規(guī)格尺寸材料1主體設(shè)備離心泵型號(hào)：WB50/025不銹鋼2水箱880370550不銹鋼3高位槽445445730有機(jī)玻璃五、實(shí)驗(yàn)方法及步驟：1.將水箱灌入一定量的蒸餾水，關(guān)閉離心泵出口上水閥及實(shí)驗(yàn)測(cè)試導(dǎo)管出口流量調(diào)節(jié)閥、排氣閥、排水閥，翻開(kāi)回水閥

3、和循環(huán)水閥后啟動(dòng)離心泵。2.逐步開(kāi)大離心泵出口上水閥，當(dāng)高位槽溢流管有液體溢流后，利用流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)出水流量。穩(wěn)定一段時(shí)間。3.待流體穩(wěn)定后讀取并記錄各點(diǎn)數(shù)據(jù)。4.逐步關(guān)小流量調(diào)節(jié)閥，重復(fù)以上步驟繼續(xù)測(cè)定多組數(shù)據(jù)。 5.分析討論流體流過(guò)不同位置處的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系并得出結(jié)論。6.關(guān)閉離心泵，完畢實(shí)驗(yàn)。六.實(shí)驗(yàn)考前須知：1.離心泵出口上水閥不要開(kāi)得過(guò)大，以免水流沖擊到高位槽外面，導(dǎo)致高位槽液面不穩(wěn)定。2.調(diào)節(jié)水流量時(shí)，注意觀察高位槽內(nèi)水面是否穩(wěn)定，隨時(shí)補(bǔ)充水量保持穩(wěn)定。3.水流量減小時(shí)閥門調(diào)節(jié)要緩慢，以免水量突然減小使測(cè)壓管中的水溢出管外。 4.注意排除實(shí)驗(yàn)導(dǎo)管內(nèi)的空氣泡。5.離心泵不要空轉(zhuǎn)和在出口

4、閥門全關(guān)的條件下工作。七、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：測(cè)量點(diǎn)結(jié)果圖見(jiàn)圖三、圖四、圖五、圖六A截面的直徑14mm； B截面直徑28mm；C截面、D截面直徑14mm；以D截面的中心為零基準(zhǔn)面；D截面中心距基準(zhǔn)面為ZD=0mm。 A截面和D截面間距離為100mm；A、B、C截面ZA=ZB=ZC=100即標(biāo)尺為100毫米對(duì)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析如下：表二 數(shù)據(jù)記錄表流量500l/h流量400l/h流量300l/h壓強(qiáng)測(cè)量值mmH2O)壓頭mmH2O)壓強(qiáng)測(cè)量值mmH2O)壓頭mmH2O)壓強(qiáng)測(cè)量值mmH2O)壓頭mmH2O)1靜壓頭8866362沖壓頭9326823靜壓頭8716214靜壓頭8686185靜壓頭83858

5、86靜壓頭7535037靜壓頭8275778靜壓頭8375879靜壓頭84259210靜壓頭84359311沖壓頭84759712靜壓頭80355313沖壓頭84459414靜壓頭75761715沖壓頭7976571.沖壓頭分析：數(shù)據(jù)為例沖壓頭為靜壓頭與動(dòng)壓頭之和。實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到，從測(cè)壓點(diǎn)2至11截面上的沖壓頭依次下降，這符合下式所示的從截面2流至截面11的柏努利方程。=-=660-559=101mmH2o2.截面間靜壓頭分析:同一水平面處?kù)o壓頭變化截面1與10，由于兩截面處于同一水平位置，截面面積10比1處大，這樣10處的流速比1處小。設(shè)流體從1流到10的壓頭損失為Hf，1-10 ，以1-10

6、面列柏努利方程。 Z1=Z10即兩截面處?kù)o壓頭之差是由動(dòng)壓頭減小和兩截面間的壓頭損失來(lái)決定的，既。當(dāng)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)管出口調(diào)節(jié)閥全開(kāi)時(shí)，1截面處的靜壓頭為610mmH2O柱，10截面處的靜壓頭為554mmH2O柱，P AP B。說(shuō)明A處動(dòng)能轉(zhuǎn)化為了靜壓能。3.截面間靜壓頭分析：不同水平面處?kù)o壓頭變化截面12至14，當(dāng)出口流量為600l/h時(shí)，12處和14處的靜壓頭分別為459和407mmH2O柱，流體從12測(cè)量點(diǎn)流到14測(cè)量點(diǎn)，靜壓頭降低了45mmH2O柱。由于12、14截面積相等即動(dòng)能一樣。在C、D間列柏努利方程如下可以看出，從12到14靜壓頭的降低值，決定于Z12-Z14和Hf，12-14。當(dāng)Z12

7、-Z14大于Hf，12-14時(shí)，靜壓頭增值為正，反之靜壓頭增值為負(fù)。4.壓頭損失的計(jì)算：以出口流量為600l/h時(shí)從C到D的壓頭損失和Hf，C-D為例?，F(xiàn)在對(duì)C、D兩截面間列柏努利方程。壓頭損失的算法之一是用沖壓頭來(lái)計(jì)算： =557-100-499+100 =58mmH2O柱壓頭損失的算法之二是用靜壓頭來(lái)計(jì)算：uC=uD=505-100-450+100=55mmH2O柱兩種計(jì)算方法所得結(jié)果根本一致，說(shuō)明所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是正確的。5.文丘里測(cè)量段分析結(jié)論： 本實(shí)驗(yàn)39測(cè)量段為文丘里管路。36橫截面積依次減小，69橫截面積依次增大。測(cè)量點(diǎn)6為喉徑，橫截面積最小。通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)我們可以看出，由于橫截面積不斷減小，通過(guò)測(cè)量點(diǎn)