能量方程实验

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1、不可压缩流体定常流能量方程实验班级学号______________姓名______________实验日期______________指导教师______________北京航空航天大学流体所5不可压缩流体定常流能量方程实验一、实验目的要求1．验证不可压定常流的能量方程；2．通过对流体动力学诸多水力现象的实验分析研讨，进一步掌握有压管流中的能量转换特性；3．掌握流速、流量、压强等流体动力学水力要素的实验量测技能。二、实验装置本实验的装置如图１所示：图１自循环能量方程实验装置图l自循环供水器　2.实验台　3可控硅无级调速器　4溢流板　5稳水孔板　6恒压水箱　7测压计　8滑动测量尺9测压管　

2、10实验管道　11测压点　12毕托管13实验流量调节阀5说明：仪器测压管有两种：①毕托管测压管（表1中标*的测压管），用以测读毕托管探头对准点的总水头H’（=Z+），须注意一般情况下H’与断面总水头H（=Z＋）不同（因一般u≠v），它的水头线只能定性表示总水头变化趋势；②普通测压管（表1中未标*者），用以定量量测测压管水头。实验流量用阀13调节，流量由体积时间法或重量时间法测量。三、实验原理在实验管路中沿管内水流方向取n个过水断面。可以列出进口断面（1）至另一断面（i）的能量方程式（i=2，3,……,n）　Z＋=Z＋+h取==……==1,选好基准面，从已设置的各断面的测压管中读出Z+值，

3、测出通过管路的流量，即可计算出断面平均流速v及，从而即可得到各断面测管水头和总水头。四、实验方法与步骤1．熟悉实验设备，分清哪些测管是普通测压管，哪些是毕托管测压管，以及两者功能的区别。2．打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流，检查调节阀关闭后所有测压管水面是否齐平。如不平则需查明故障原因（例连通管受阻、漏气或夹气泡等）并加以排除，直至调平。53．打开阀13，观察思考：1）测压管水头线（P--P）和总水头线（E--E）的变化趋势；2）位置水头、压强水头之间的相互关系；3）测点（2）、（3）测管水头同否？为什么？4）测点（12）、（13）测管水头是否不同？为什么？5）当流量增加或减少时测管

4、水头如何变化？4．调节阀13开度，待流量稳定后，测记各测压管液面读数，同时测记实验流量（毕托管供演示用，不必测记读数）。5．改变流量2次，重复上述测量。其中一次阀门开度大到使19号测管液面接近标尺零点。6．收拾实验台，整理数据。五、实验报告要求1．简要写出实验原理和实验步骤。2．记录有关常数。均匀段（cm）D1=缩管段（cm）D2=扩管段（cm）D3=水箱液面高程（cm）▽o=上管道轴线高程（cm）▽z=表1管径记录表测点编号1*23456*78*9101112*1314*1516*1718*19管径cm两点间距4466413.5610291616注：①测点6、7所在断面内径为D,测点1

5、6、17为D，其余均为D；②标“*”者为毕托管测点（测点编号见图2）；③测点2、3为直管均匀流段同一断面上的两个测压点，10、115为弯管非均匀流段同一断面上的两个测点。3．量测（Z＋）并记入表2表2测记数值表(基准面选在标尺的零点上)单位：cm测点编号234579101113151719Qcm/s实验次序1234．计算流速水头和总水头表3（1）流速水头管径d(cm)Q=(cm/s)Q=(cm/s)Q=(cm/s)A(cm)V(cm/s)(cm)A(cm)V(cm/s)(cm)A(cm)V(cm/s)(cm)1.371.002.00表3（2）总水头（Z＋）测点编号234579131517

6、19Q(cm/s)实验次序1235．绘制上述成果中最大流量下的总水头线E－E和测压管水头线P－P（轴向尺寸参见图2，总水头线和测压管水头线可以绘在图2上）提示：①P－P线依表2数据绘制，其中测点10、11、13数据不用；②E－E线依表3（2）数据绘制．其中测点10、11数据不用；5③在等直径管段E－E与P－P线平行。图2六、实验分析及讨论1．测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？2．流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？3．测点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题？*4．试问避免喉管（测点7）处形成真空有哪几种技术措施？分析改变作用水头（如抬高或降低水箱的水

7、位）对喉管压强的影响情况。*5．毕托管所显示的总水头线与实测绘制的总水头线一般都略有差异，试分析其原因。5