毕托管、佰努利方程实验指导书

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1、（二）不可压缩流体恒定流能量方程（伯努利方程）实验一、实验目的1．验证流体恒定总流的能量方程；2．通过对动水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动水力学的能量转换特性；3．掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技能。二、实验原理在实验管路中沿管内水流方向取n个过水断面，在恒定流动时可以列出进口断面（1）至另一断面（i）的能量方程式（i=2,3,……,n）取a1=a2=…an=1，选好基准面，从已设置的各断面的测压管中读出值，测出通过管路的流量，即可计算出断面平均流速及，从而即可得到各断面测管水头和总水头。三、实验装置1.实验装置如图2.1

2、所示。2.装置说明（1）本仪器测压管有两种：①毕托管测压管（表2.1中标*的测压管），用以测量毕托管探头对准点的总水头值，须注意一般情况下与断面平均总水头值不同（因一般），它的水头线只能定性表示总水头变化趋势，不能用于定量计算；②普通测压管（表2.1未标*者），用以定量量测测压管水头值。（2）流量测量——称重法或量体积法称重法或量体积法是在某一固定的时间段内，计量流过水流的重量或体积，进而得出单位时间内流过的流体量，是依据流量定义的测量方法。本实验流量用阀13调节，流量用称重法或量体积法测量。用秒表计时，用电子秤称重，小流量时也可用量筒测量流体体积。为保证测量精度

3、，一般要求计时大于15~20s。（3）测点所在管段直径测点6*、7所在喉管段直径为d2，测点16*、17所在扩管段直径为d3，其余直径均为d1。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，全开调节阀13，将实验管道7中气体完全排尽，再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。3．打开阀13，观察思考：1）测压管水头线和总水头线的变化趋势；2）位置水头、压强水头之间的相互关系；3）测点2、3测管

4、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至使19号测管液面接近标尺零点。五、实验数据及处理1．记录有关常数实验设备名称：实验台号：均匀段d1=cm喉管段d2=cm扩管段d3=cm水箱液面高程=cm上管道轴线高程=cm（基准面选在标尺的零点上）表2.1管径记录表测点编号1*23456*78*9101112*1314*1516*1718*19管径/cm

5、两点间距/cm4466413.561029．51616注：（1）标“*”者为毕托管测点（测点编号见图2.2）。（2）测点2、3为直管均为流段同一断面上的两个测压点，10、11为弯管非均匀流段同一断面上的两个测点。2．量测（）并记入表2.2。表2.2测记（）数值表（基准面选在标尺的零点上）单位：cm测点编号234579101113151719V/cm3t/s实验次序1233．计算流速水头和总水头。表2.3计算数值表（1）流速水头管径d/cmQ=V/t=(cm3/s)Q=(cm3/s)Q=(cm3/s)A/cm2vcm/s/cmA/cm2vcm/s/cmA/cm2vc

6、m/s/cm（2）总水头（）单位：cm测点编号2457913151719Q(cm3/s)实验次序1234．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2.2，总水头线和测压管水头线可以绘制在图2.2上）提示：1．P-P线依表2.2数据绘制，其中测点10、11、13数据不用；2．E-E线依表2.3（2）数据绘制，其中测点10、11数据不用；3．在等直径管段E-E与P-P线平行。图2.2六、成果分析及讨论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．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。3.

7、为什么急变流断面不能被选作能量方程的计算断面？（四）毕托管测速实验一、实验目的和要求1．通过对管嘴淹没出流点流速系数的测量，掌握用毕托管测量点流速的技能；2．了解普朗特型毕托管的构造和适用性，并检验其量测精度，进一步明确传统流体力学量测仪器的现实作用。二、实验原理图4.1毕托管结构图图4.2毕托管原理图毕托管的结构图、原理图如图4.1、4.2所示，它是一根两端开口的90°弯管，下端垂直指向上游，另一端竖直，并与大气相通。沿流线取相近两点1、2，点1处未受毕托管干扰，流速为u，点2在毕托管驻点处，流速为零。流体质点自点1流到点2其动能转化为位能，使竖直液面升高，超出

8、静压强为△