热工流体综合实验-总流伯努利方程实验

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1、热工流体综合实验－气动基础部不可压粘性流体定常总流伯努利方程实验一、实验目的和要求1．在流体在管内作定常稳定流动过程中，观察和记录垂直测压管测压管水头（z+p/γ）、速度水头（v2/(2g)）沿流程的变化情况,验证流体恒定总流的伯努利方程关系式(机械能形式的沿总流束的能量方程)，以加深对实际运动流体伯努利方程关系式的认知和理解。2．通过对有关现象的实验分析和讨论，进一步掌握有压管流中三种机械能分量之间的能量转换特性，对比实际水流总水头线与理想流体总水头线，深化因粘性而引起流动沿程水头损失和局部水

2、头损失的工程实际概念。3．掌握流体过水断面流量、平均流速、静压和总压的实验测量的基本技能。4.要求原始记录数据及处理数据手填，曲线手绘，回答问题手写。二、实验装置与测量仪器图1所示为航空工程实验中心自循环水流伯努利方程验证实验装置。图1自循环水流伯努利方程实验装置示意l自循环供水器（下水箱）　2.实验台桌　3可控硅无级调速器4溢流板5多孔稳水板6恒压水箱（上水箱）7液柱式测压仪8可滑动测量尺9竖直测压管10实验管道　11各个测压点（从左往右按小字编号）12总压毕托管测点示意13手轮式流量调节阀5

3、热工流体综合实验－气动基础部本实验装置中，测压管测到的压强有两种类型：1．表1.1中上标标有*号的测点所连接的测压管为毕托管，用以测读毕托管所正对水流点处的总水头值H’（=Z+）。H’值与当地过流断面上的总水头值H（=Z＋）是不同的，因为u≠v，所以毕托管测得的水头线只能定性表示总水头的变化趋势。2．表1.1中未标*号的测点所连接的测压管为壁面点测压管，用以定量测定当地过流断面上对应的测压管静水头值（z+p/γ）。3．实验管道水流流量用阀门13来控制调节，体积流量值采用体积（量筒）－时间（秒表）

4、方法进行测定（Q=体积/时间）,有的也可采用重量-时间法等来测定。三、实验的基本原理在实验管路中,沿管内水流方向取n个缓变过水断面，进口断面（1）至另一断面（i）的总流束的柏努利能量方程表达式为:Z＋=Z＋+h这里，i=2，3,……,n，实验近似取==……==1。根据选好的测量基准坐标零点，从设置的各断面的竖直测压管中，读出相应的测压管水头值（Z+）值。同时，测量出通过管路的水流量，由此计算出各断面上水流的平均流速v及其速度头。从而，即可获得各个断面所具有的总水头值。四、实验方法和步骤1.熟悉实

5、验设备，分清哪些测管是普通测压管，哪些是毕托管测压管，以及两者测量功能的区别。2.打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流，关闭调节阀，检查所有测压管水面是否处于齐平。如不平,则需查明故障原因（可能原因:连通管受阻,漏气，夹气泡，管壁破裂等）,并加以排除，直至调到基本齐平（等压等位面）为止。3.开启阀门13至适当开度，待水流稳定且管道也无气泡后，观察并思考：a）测压管水头线和总水头线的变化趋势；5热工流体综合实验－气动基础部b）测点（2）、（3）测管水头线齐平否？为什么？c）测点（10）、（11）测

6、管水头线齐平否？为什么？d）当流量增加（阀门开大）或减少（阀门开小）时,测管水头值如何变化？4.适当增大阀门13的开度，待流量稳定后(1分钟以上)，开始测量记录各个测压管液面的读数，并用体积-时间法测记实验流量（量筒中至少得接纳500ml的水量，注意1ml=1cm3），填入记录表格。然后,可计算出：管中水流的流量值（体积/时间），不同断面水流速度值及速度头（动压头）值，并填入记录表格。注意本实验中毕托管供演示视觉看使用，可不记录毕托管对应的测管液面读数。5.改变流量两次，分别进行测量、记录和初步

7、计算。其中一次可尝试阀门开度大到使7号测管或18号测管液面位置接近于最低状态。6．请指导教师检查测量记录和初步计算结果，同意结束实验后整理收拾实验台。五、实验参数记录要求与实验测量结果1．记录和测量有关常数实验时间：地点：指导教师：实验装置名称和编号：主体圆管内壁直径D1=1.35cm文丘里管喉部内壁直径D2=0.7cm扩大管内壁直径D3=2cm水箱液面高程（距台面）▽0=46cm上管道轴线高程（距台面）▽2=22cm温度t=℃各个测点编号及分布间距见表1.1，其中测点具体位置见图1.1。表1.

8、1圆管各测点之间的距离（单位：cm）测点编号1*23456*78*9101112*1314*151617*1819*测点间距起点4.55.96.16.912.54.06.512(高度)10（水平）15.517.6对应内径1.351.351.351.350.71.351.351.351.3521.35注：（1）测点6、7所在断面内径为D,测点16、17为D，其余均为D；5热工流体综合实验－气动基础部（2）标“*”者为毕托管测压点；（3）测点2、3为直管均匀流段同一断面上的两个位置测压点，10、11