伯努利方程(共8頁)

1、中國(guó)石油大學(xué)（華東）工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)日期： 2014.12.10 成績(jī)： 班級(jí)： 石工（實(shí)驗(yàn)）1202 學(xué)號(hào)： 姓名： 教師： 李成華 同組者： 實(shí)驗(yàn)(shyn)二、能量(nngling)方程（伯諾利方程(fngchng)）實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?驗(yàn)證 實(shí)際流體穩(wěn)定流的能量方程 ；2通過對(duì)諸多動(dòng)水水力現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)分析，理解 能量轉(zhuǎn)換特性 ；3掌握 流速 、 流量 、 壓強(qiáng) 等水力要素的實(shí)驗(yàn)量測(cè)技能。二、實(shí)驗(yàn)裝置本實(shí)驗(yàn)的裝置如圖2-1所示。圖2-1 自循環(huán)伯諾利方程實(shí)驗(yàn)裝置1. 自循環(huán)供水器 ； 2. 實(shí)驗(yàn)臺(tái) ； 3. 可控硅無極調(diào)速器 ； 4 溢流板 ； 5. 穩(wěn)水孔板 ；6. 恒壓水箱 ；

2、7. 測(cè)壓計(jì) ； 8. 滑動(dòng)測(cè)量尺 ； 9. 測(cè)壓管 ； 10. 實(shí)驗(yàn)管道 ； 11. 測(cè)壓點(diǎn) ； 12 皮托管 ； 13. 實(shí)驗(yàn)流量調(diào)節(jié)閥 說明本儀器測(cè)壓管有兩種：（1） 皮托管(tugun)測(cè)壓管 （表2-1中標(biāo)(zhn bio)的測(cè)壓管），用以測(cè)讀皮托管探頭(tn tu)對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)的 總水頭 ；（2） 普通測(cè)壓管 （表2-1未標(biāo)者），用以定量量測(cè) 測(cè)壓管水頭 。實(shí)驗(yàn)流量用閥13調(diào)節(jié)，流量由 體積時(shí)間法，質(zhì)量時(shí)間法，電測(cè)法 測(cè)量。三、實(shí)驗(yàn)原理 在實(shí)驗(yàn)管路中沿管內(nèi)水流方向取個(gè)過水?dāng)嗝??？梢粤谐鲞M(jìn)口斷面（1）至另一斷面（）的能量方程式（=2,3,） 取，選好基準(zhǔn)面，從已設(shè)置的各斷面的測(cè)壓管中讀出

3、值，測(cè)出 通過管路的流量 ，即可計(jì)算出 斷面平均流速v及 ，從而即可得到 各斷面測(cè)壓管水頭和總水頭 。四、實(shí)驗(yàn)要求1記錄有關(guān)常數(shù) 實(shí)驗(yàn)裝置編號(hào) No._2_均勻段= 1.40 ；縮管段= 1.03 ；擴(kuò)管段= 2.00 ；水箱液面高程= 47.80 ； 上管道軸線高程= 18.55 （基準(zhǔn)面選在標(biāo)尺的零點(diǎn)上）表2-1 管徑記錄表測(cè)點(diǎn)編號(hào)1*23456*78*9101112*1314*1516*1718*19管徑1.401.401.401.401.031.401.401.401.402.001.40兩點(diǎn)間距4466413.561029.516162量測(cè)（）并記入表2-2。表2-2 數(shù)據(jù)(shj)

4、記錄表實(shí)驗(yàn)次數(shù)143.143.142.642.231.733.233.330.531.429.130.026.2450835.4240.440.439.636.922.325.025.220.822.519.020.614.6356822.2337.837.836.735.813.317.417.511.614.18.911.33.7291415.3注：為測(cè)壓管水頭(shutu)，單位：，為測(cè)點(diǎn)編號(hào)(bin ho)。3計(jì)算流速水頭和總水頭。表2-3 流速水頭計(jì)算處理表管徑= 127.3 = 160.7 = 190.5 1.406.1520.6921.846.1526.1334.846.1530

5、.9648.911.033.3338.2274.533.3348.26118.833.3357.21166.982.0012.5610.145.2512.5612.798.3512.5615.1711.74表2-4 總水頭計(jì)算處理表實(shí)驗(yàn)次數(shù)164.9464.9464.4464.04106.2355.0457.452.3453.2450.9435.2548.04127.3275.2475.2474.4471.74141.1359.8460.0455.6457.3453.8428.9549.44160.7386.7186.7185.6184.71180.2866.3166.4160.5163.01

6、57.8123.0415.44190.54繪制上述成果中最大流量下的總水頭線和測(cè)壓管水頭線（軸向尺寸參見圖2-2，總水頭線和測(cè)壓管水頭線可以繪在圖2-2上）。測(cè)壓管水頭(shutu)線：總水頭(shutu)線：五、實(shí)驗(yàn)(shyn)步驟 1熟悉(shx)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，分清哪些測(cè)管是普通測(cè)壓管，哪些是皮托管(tugun)，以及兩者功能(gngnng)的區(qū)別。2打開開關(guān)供水，使水箱充水，待水箱溢流，檢查調(diào)節(jié)閥關(guān)閉后所有測(cè)壓管水面是否齊平。如不平則需查明故障原因（例連通管受阻、漏氣或夾氣泡等）并加以排除，直至調(diào)平。驗(yàn)證同一靜止液體的測(cè)壓管水頭線是根水平線。3打開閥13，觀察思考：1）不同流速下，同一斷面上

7、測(cè)壓管水頭和總水頭的變化規(guī)律； 流速越大，水頭下降得越多 2）測(cè)點(diǎn)（2）、（3）測(cè)管水頭同否？為什么？ 相同，同一個(gè)截面上的壓力相同 3）測(cè)點(diǎn)（10）、（11）測(cè)管水頭是否不同？為什么？ 不同，因?yàn)椴皇蔷徸兞鲾嗝?4）沿流程總水頭和測(cè)壓管水頭的變化規(guī)律 都是依次降低 5）管道內(nèi)有沒有負(fù)壓區(qū)？ 有負(fù)壓區(qū)，比如7號(hào)測(cè)壓點(diǎn) 4調(diào)節(jié)閥13開度，待流量穩(wěn)定后，測(cè)記各測(cè)壓管液面讀數(shù)，同時(shí)測(cè)記實(shí)驗(yàn)流量（皮托管供演示用，不必測(cè)記讀數(shù)）。5改變流量2次，重復(fù)上述測(cè)量。其中一次閥門開度大到使19號(hào)測(cè)管液面接近標(biāo)尺零點(diǎn)。六、注意事項(xiàng)自循環(huán)供水實(shí)驗(yàn)均需注意：計(jì)量后的水 必須倒回原實(shí)驗(yàn)裝置的回水漏斗內(nèi) ，以保持自循環(huán)供

8、水。七、問題分析1測(cè)壓管水頭線和總水頭線的沿流程變化趨勢(shì)有何不同?為什么？ 測(cè)壓管水頭線是沿水流方向各個(gè)測(cè)點(diǎn)的測(cè)壓管液面的連線，它反應(yīng)的是流體的勢(shì)能，測(cè)壓管水頭線可能沿線可能下降，也可能上升（當(dāng)管徑沿流向增大時(shí)）,因?yàn)楣軓皆龃髸r(shí)流速減小，動(dòng)能減小而壓能增大，如果壓能的增大大于水頭損失時(shí)，水流的勢(shì)能就增大，測(cè)壓管水頭就上升。總水頭線是在測(cè)壓管水頭線的基線上再加上流速水頭，它反應(yīng)的是流體的總能量，由于沿流向總是有水頭損失，所以總水頭線沿程只能的下降，不能上升。2流量增加(zngji)，測(cè)壓管水頭線有何變化？為什么？管道的流量隨著測(cè)壓管水頭線坡度的平方根成正比，測(cè)壓管水頭線坡度越大流量就越大，而測(cè)壓

9、管水頭線坡度等于管道起端的測(cè)壓管水頭減去末端(m dun)的測(cè)壓管水頭，通常管道的起端的測(cè)壓管水頭是基本還變的,所以末端(m dun)的測(cè)壓管水頭越低，測(cè)壓管水頭線坡度就越大，因而流量也就越大，這就是流量增加，測(cè)壓管水頭線降低的原因。3測(cè)點(diǎn)2、3和測(cè)點(diǎn)10、11的測(cè)壓管讀數(shù)分別說明了什么問題？伯努利方程的適用條件，在緩變流斷面適用，在急變流斷面不適用。4試問避免喉管（測(cè)點(diǎn)7）處形成真空有哪幾種技術(shù)措施？分析改變作用水頭（如抬高或降低水箱的水位）對(duì)喉管壓強(qiáng)的影響情況。 控制流量不要太大，以免出現(xiàn)負(fù)壓區(qū)。避免出現(xiàn)縮徑管段。測(cè)壓管水頭會(huì)上升，但是對(duì)壓強(qiáng)影響不大。5由皮托管測(cè)量顯示的總水頭線與按實(shí)測(cè)斷面平局流速繪制的總水頭線一般都有差異，試分析其原因。由于本實(shí)驗(yàn)畢托管的探頭通常布設(shè)在管軸附近，其點(diǎn)流速水頭大于斷面平均流速水頭，所以由畢托管測(cè)量顯示的總水頭線，一般比實(shí)際測(cè)繪的總水頭線偏高。八、實(shí)驗(yàn)總結(jié)1。對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)的真實(shí)感受：虛擬實(shí)驗(yàn)讓我在真實(shí)操作前，進(jìn)一步了解實(shí)驗(yàn)的流程，在預(yù)習(xí)看過實(shí)驗(yàn)視頻以后，通過虛擬實(shí)驗(yàn)操作，更加的加深印象。但是，操作選項(xiàng)和實(shí)際還是有很大的區(qū)別，選項(xiàng)太少，數(shù)據(jù)處理功能不好用。2對(duì)本實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)及建議：通過實(shí)驗(yàn)操作，了解了伯努利方程的適用條件(tiojin)，直觀的看出壓力分布的實(shí)際情況。實(shí)驗(yàn)測(cè)壓管中流體如果用不同顏色區(qū)分，會(huì)更容易