流体力学泵与风机实验指导

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1、流体力学泵与风机实验指导朱翠兰编实验一静止液体压力分布规律演示.............................................2实验二伯努利方程演示实验.........................................................3实验三流体流动型态及临界雷诺数的测定.................................6实验四管路流体阻力的测定.........................................................8实验五离心泵特性曲线的测定.........

2、..........................................12实验一静止液体压力分布规律演示一实验目的1加深对静力学的基本方程式及等压面概念的理解；2观察封闭容器内静止液体表面压力及其液体内部某空间点上的压力；3观察压力传递现象。二演示原理对密封容器的液体表面加压时，设其压力为P0，即P0>Pa，从U形管可以看到有压差产生，U形管与密封容器上部连通的一面，液面下降，而与大气相通的一面，液面上升，由此可知液面下降的表面压力P0，即P0=Pa+ρgh，h是U形管液面上升的高度。当密封容器内压力P0下降时，U形管内的液面呈现相反的现象，即P0

3、封容器内液面压力P0=Pa-gh，h为液面下降的高度。如果对密封容器的液体表面加压时，其容器内部的压力向各个方向传递，在右侧的测压管中，可以看到由于A、B两点在容器内的淹没深度h不同，在压力向各点传递时，先到A点后到B点，在测压管中反应出的是A管的液柱先上升而B管的液柱滞后一点也在上升、当停止加压时，A、B两点在同一水平面上。即静止液体中任一点上的压力，在任何方向上的大小都相等。三实验装置简介本实验装置主要由密封容器、加压器、两支测压管及一支U形管等组合而成，实验装置如图所示。四演示步骤1关闭排气阀，用加压器缓慢加压，U形管出现压差，加压的同时，观测右侧A、B管的液柱上升情况

4、。2打开排气阀，使液面恢复到同一水平面上，关闭排气阀打图1实验装置图开密封容器底部水门，放出部分水，造成容器内压力下降。五讨论1为什么P0为表压或真空值？2用该设备是否可以测出其它液体的密度或比重？为什么？实验二伯努利方程演示实验一实验目的流动流体所具有的总能量，是由各种形式的能量所组成，并且各种形式的能量之间又可相互转换，当流体在导管内作定向流动时，在导管的各截面之间的各种形式机械能的变化规律，可由机械能衡定基本方程来表达。这些规律对于解决流体流动过程的管路计算，流体压强、流速与流量的测量，以及流体输送等问题，都有着十分重要的作用。本实验采用一种称之为伯努利实验仪的简单装置

5、，实验观察不可压缩流体在导管内流动时的各种形式机械能的相互转换现象，并验证机械能衡定方程（伯努力方程）。通过实验，加深对流体流动过程基础原理的理解。二实验原理对于不可压缩流体，在导管内作定常流动，系统与环境又无功的交换时，若以单位质量流体为考察对象，则对确定的系统即可列出机械能守恒方程：若以单位重量流体为考察对象，则又可以表达为：22Pu11Pu22−1gZ12++=+++gZ∑hfJkg⋅(1)ρρ22若以单位重量流体为基准时，则又可表达为：22PuPu1122ZZ12++=+++∑Hfm液柱(2)γγ22gg式中：Z-流体的位压头，m液柱；P-流体的压强，Pa；u-流体的

6、平均流速，m/s；3ρ-流体的密度，kg/m；∑hf-流动系统内因阻力造成的能量损失，J/kg；∑Hf-流动系统内因阻力造成的压头损失，m液柱。下标1和2分别为系统的进口和出口两个截面。不可压缩流体的机械能守恒方程，应用于各种具体情况下可作适当简化，例如：（1）当流体为理想液体时，于是式（1）和（2）可简化为22Pu11Pu22−1gZ12++=+++gZ∑hfJkg⋅(3)ρρ2222PuPu1122ZZ12++=+++∑Hfm液柱(4)γγ22gg该式即为伯努力(Bernoulli)方程。（2）当液体流经的系统为一水平装置的管道时，则（1）和（2）式又可简化为：22PuP

7、u1122−1+=++∑hJkf⋅g(5)ρρ2222PuPu1122+=++∑Hmf液柱(6)γγ22gg（3）当流体处于静止状态时，则（1）和（2）式又可简化为或者将上式可改写为PP12gZ+=+gZ(7)12ρρPP12ZZ+=+(8)12γγ或者将上式写为PPgZZ12−=ρ(12−)(9)这就是流体静力学基本方程。三实验装置本实验装置主要由实验导管、稳压流水槽和三对测压管所组成。实验导管为一水平装置的变径圆管，沿程分三处设置测压管，每处测压管由一对并列的测压管组成，分别测量该截面处的静压头和冲