能量方程(伯努利方程)实验

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1、第一部分基础性实验能量方程（伯努利方程）实验姓名：史亮班级：9131011403学号：913101140327-5-第一部分基础性实验第3章能量方程（伯努利方程）实验3.1实验目的1)掌握用测压管测量流体静压强的技能。2)验证不可压缩流体静力学基本方程，通过对诸多流体静力学现象的实验分析，进一步加深对基本概念的理解，提高解决静力学实际问题的能力。3)掌握流速、流量等动水力学水力要素的实验量测技能。3.2实验装置能量方程（伯努利方程）实验装置见图3.1。图3.1能量方程（伯努利方程）实验装置图说明：本实验装置由供水水箱及恒压水

2、箱、实验管道（共有三种不同内径的管道）、测压计、实验台等组成，流体在管道内流动时通过分布在实验管道各处的7根皮托管测压管测量总水头或12根普通测压管测量测压管水头，其中测点1、6、8、12、14、16和18均为皮托管测压管（示意图见图3.2），用于测量皮托管探头对准点的总水头H’（=），其余为普通测压管（示意图见图3.3），用于测量测压管水头。-5-第一部分基础性实验图3.2安装在管道中的皮托管测压管示意图图3.3安装在管道中的普通测压管示意图3.3实验原理当流量调节阀旋到一定位置后，实验管道内的水流以恒定流速流动，在实验管

3、道中沿管内水流方向取n个过水断面，从进口断面（1）至另一个断面（i）的能量方程式为：==常数（3.1）式中：i=2，3，······，n；──位置水头；──压强水头；──速度水头；──进口断面（1）至另一个断面（i）的损失水头。从测压计中读出各断面的测压管水头（），通过体积时间法或重量时间法测出管道流量，计算不同管道内径时过水断面平均速度及速度水头，从而得到各断面的测压管水头和总水头。3.4实验方法与步骤1)观察实验管道上分布的19根测压管，哪些是普通测压管，哪些是皮托管测压管。观察管道内径的大小，并记录各测点管径至表3.1

4、。2)打开供水水箱开关，当实验管道充满水时反复开或关流量调节阀，排除管内气体或测压管内的气泡，并观察流量调节阀全部关闭时所有测压管水面是否平齐（水箱溢流时）。如不平，则用吸气球将测压管中气泡排出或检查连通管内是否有异物堵塞。确保所有测压管水面平齐后才能进行实验，否则实验数据不准确。3)打开流量调节阀并观察测压管液面变化，当最后一根测压管液面下降幅度超过50%时停止调节阀门。待测压管液面保持不变后，观察皮托管测点1、6、8、12、14、16和18的读数（即总水头，取标尺零点为基准面，下同）变化趋势：沿管道流动方向，总水头只降不

5、升。而普通测压管2、3、4、5、7、9、10、11、13、15、17、19的读数（即测压管水头）沿程可升可降。观察直管均匀流同一断面上两个测点2、3测压管水头是否相同？验证均匀流断面上静水压强按动水压强规律分布。弯管急变流断面上两个测点10、11测压管水头是否相同？分析急变流断面是否满足能力方程应用条件？记录测压管液面读数，并测记实验流量至表3.2、表3.3。4)继续增大流量，待流量稳定后测记第二组数据（普通测压管液面读数和测记实验流量）。5)重复第4步骤，测记第三组数据，要求19号测压管液面接近标尺零点。6)实验结束。关闭

6、水箱开关，使实验管道水流逐渐排出。7)根据表3.1和表3.2数据计算各管道断面速度水头和总水头()（分别记录于表3.4和表3.5）。-5-第一部分基础性实验★操作要领与注意事项：①、实验前必须排除管道内及连通管中气体。②、流量调节阀不能完全打开，要保证第7根和第8根测压管液面在标尺刻度范围内。3.5实验成果与分析1)记录有关常数表3.1各测点断面管径数据表（单位：cm）测点编号12、3456、78、910、1112、1314、1516、1718、19管径均匀段缩管段均匀段扩管段均匀段1.39cm1.02cm1.39cm2.0

7、0cm1.39cm2)测记测压管静压水头（）和流量，测计皮托管测点读数。表3.2各测点静压水头（）(单位：cm)和流量（单位：cm3/s）测点编号23457913151719流量（cm3/s）第一组40.540.54039.52228.525.721.523.518152.89第二组46.346.346.246.24343.743.14242.541.369.55第三组表3.3皮托管测点总水头（）(单位：cm)测点编号16812141618第一组47.545.735.932.527.525.524.6第二组47.547.44

8、5.344.543.342.742.7第三组3)计算速度水头和总水头。表3.4各断面速度水头（单位：cm）(g=980cm/s2)管径(cm)第一组流量=152.89（cm3/s）第二组流量=69.55（cm3/s）第三组流量=（cm3/s）A（cm2）V(cm/s)(cm)A（cm2）V