流体机械课程 流体机械实验指导书

流体机械实验指导书

实验一 伯努力方程实验

一、实验目的

1.验证伯努力方程式并绘制测压管的水头线

2.验证流体连续性方程式；

3.掌握流体动压力的测量原理和方法；

4.通过改变各测试口的位置，观察其水头线的变化情况，加深对伯努力方程式的理解和认识。

二、实验原理

1．　　(1)

2． (2)

3．皮托管测压原理

在收缩段，由于流动面A不断减小，因而流速V连续增加，测管水头h连续下降。喉管处断面最小，流速最大，测管水头最低，相反，在扩张管段中，流动断面扩大，流速减小，测管水头不断地得到恢复。此外，方程(1)、(2)表明，无论流动中的参数如何变化，所有断面上的总水头H和流量Q都保持相等，就是说流体流动一直遵守着能量守恒和物质守恒两个基本定律。如实验图1所示。

实验图1 伯努力方程侧量原理图

上述重要现象和规律将在实验中通过11根测压管的水面变化和读数加以验证。

现将公式 (2)作如下变换，并用下标i表示测压管的编号。例如i=4，表示喉管处第四根测压管。

将公式(2)移项后，除以断面4的速度水头，得：

 (3)

考虑到连续性方程(1)，故：

 (4)

公式(3)、(4)表明，测管水头变化与速度水头变化的相对值完全取决于流动断面的几何比例。这就进一步揭示了断面、流速和测管水头之间的关系，根据公式(4)画出测压管水头变化的理论曲线，然后将测量的实验结果点上去并加以比较，两者应当一致的，如实验图2所示。

实验图2 伯努力方程侧量水头线

三、实验设备

伯努力方程实验仪器

四、步骤

1．实验前准备

1)检查各仪器是否完好，各接头是否漏水；

2)通电检查电机、水泵是否正常；

3)检查各标尺是否在同一高度并调节好；

4)检查各阀门试验头是否通及方位是否正确；

2.实验步骤

1)空载起动电动机；

2)关闭阀门，观察各测试管液柱高度，并记录结果；

3)缓慢打开阀门，逐个改变各测试管的阀口，观察各测试管液柱高度，并记录结果。

五、数据处理

1)针对流量为、时，分别测出11个测点的静压水头高，填写到实验表格1中。

2)绘制测压管水头变化的理论曲线和实际测试曲线。

3)实验结果分析。