能量方程实验.doc

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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 

2、8滑动测量尺9测压管 10实验管道 11测压点 12毕托管13实验流量调节阀说明: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

3、准面,从已设置的各断面的测压管中读出Z+值,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。3.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(1

4、2)、(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=1.37缩管段(cm)D2=1.00扩管段(cm)D3=2.00水箱液面高程(cm)▽o=44.5上管道轴线高程(cm)▽z=16表1管径记录表测点编号1*23456*78*9101112*

5、1314*1516*1718*19管径cm1.371.371.371.371.001.371.371.371.372.001.37两点间距4466413.5610291616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;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、11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148.0048.0048.0047.8046.0

6、046.5546.5046.1546.1045.6045.5845.0047.26243.8043.8043.4043.0030.0035.3034.8032.0033.4030.2031.6037.20130.956338.2038.3037.3036.508.0020.5019.4013.1016.5010.0013.003.20193.5844.计算流速水头和总水头表3(1)流速水头管径d(cm)Q=47.26(cm/s)Q=130.956(cm/s)Q=193.584(cm/s)A(cm)V(cm/s)(cm)A(cm)V(cm/s)(cm)A(cm)V(

7、cm/s)(cm)1.371.47432.060.52441.47488.8444.0271.474131.3328.801.000.78560.201.8490.785166.82314.1990.785246.60431.0272.003.14215.040.11543.14241.6790.8863.14261.6121.937表3(2)总水头(Z+)测点编号23457913151719Qcm/s实验次序148.524448.524448.324447.84947.07446.62446.124445.695445.524447.260247.82647.4

8、2747.

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