流体机械能转换实验
流体力学实验报告
实验一 柏努利实验一、实验目的1、通过实测静止和流动的流体中各项压头及其相互转换，验证流体静力学原理和柏努利方程。
2、通过实测流速的变化和与之相应的压头损失的变化，确定两者之间的关系。
二、基本原理流动的流体具有三种机械能：位能、动能和静压能，这三种能量可以互相转换。
在没有摩擦损失且不输入外功的情况下，流体在稳定流动中流过各截面上的机械能总和是相等的。
在有摩擦而没有外功输入时，任意两截面间机械能的差即为摩擦损失。
流体静压能可用测压管中液柱的高度来表示，取流动系统中的任意两测试点，列柏努利方程式：∑+++=++f h p u g Z P u g Z ρρ2222121122对于水平管，Z 1=Z 2，则 ∑++=+f h p u p u ρρ22212122若u 1=u 2, 则P 2<P 1；在不考虑阻力损失的情况下，即Σh f =0时，若u 1=u 2, 则P 2=P 1。
若u 1>u 2 , p 1<p 2；在静止状态下，即u 1= u 2= 0时，p 1=p 2。
三、实验装置及仪器图2－2 伯努利实验装置图装置由一个液面高度保持不变的水箱，与管径不均匀的玻璃实验管连接，实验管路上取有不同的测压点由玻璃管连接。
水的流量由出口阀门调节，出口阀关闭时流体静止。
四、实验步骤及思考题3、关闭出口阀7，打开阀门3、5，排出系统中空气；然后关闭阀7、3、5，观察并记录各测压管中的液压高度。
思考：所有测压管中的液柱高度是否在同一标高上？应否在同一标高上？为什么？4、将阀7、3半开，观察并记录各个测压管的高度，并思考：（1）A、E两管中液位高度是否相等？若不等，其差值代表什么？（2）B、D两管中，C、D两管中液位高度是否相等？若不等，其差值代表什么？5、将阀全开，观察并记录各测压管的高度，并思考：各测压管内液位高度是否变化？为什么变化？这一现象说明了什么？五、实验数据记录.液柱高度 A B C D E阀门关闭半开全开实验二 雷诺实验一、实验目的1、 观察流体在管内流动的两种不同型态，加强层流和湍流两种流动类型的感性认识；2、掌握雷诺准数Re 的测定与计算；3、测定临界雷诺数。
能量转换演示的实验报告
实验三能量转换演示的实验一．实验目的(1)熟悉流动流体具有的各种能量和压头的概念，了解它们之间的相互转换关系，在此基础上，掌握柏努利方程。
(2)掌握流体在管内流动时流体阻力的表现形式二．实验内容和原理实验内容(1)测量几种情况下的压头，并作分析比较。
(2)测定管中水的平均流速和点C2、D1 处的点流速，并做比较。
实验原理(1)流体流动具有三种机械能：位能、动能、和静压能。
它们均可以用一段液柱高度来表示其大小，所以又称之为位压头、动压头和静压头。
(2)流体在流动过程中，由于管路情况的变化，如位置的高低，管径的大小或者流经不同的管件等，这三种机械能相互转化。
(3)理想流体的粘度为零，流动过程将不产生任何机械能损失，如果流体做稳定流动。
则在同一管路中的任何两个截面上。
尽管这三种机械能各自大小不尽相同。
但其总和是相等的。
(4)实际流体的的粘度不为零，由于内摩擦力的作用，在流动过程中，部分机械能将转化成热能而损耗掉。
因此，不同的截面，总的机械能是不相等的，二者之差，便是阻力损失。
(5)因此在进行机械能衡算时，就必须将这部分机械能加在第二截面上去，其和才等于流体在第一截面的机械能总合。
单位流体在流动过程中的机械能衡算式，称之为柏努利方程。
三．主要仪器设备不锈钢离心泵 SZ-037 型低位槽 490×400×500 材料不锈钢高位槽 295×195×380 材料有机玻璃四．操作方法和实验步骤1.将低位槽灌有一定数量的蒸馏水，关闭离心泵出口调节阀门及实验测试导管出口调节阀门而后启动离心泵。
2.逐步开大离心泵出口调节阀当高位槽溢流管有液体溢流后，调节导管出口调节阀为全开位置。
3.流体稳定后读取A、B、C、D截面静压头和冲压头并记录数据。
4. 关小导管出口调节阀重复步骤。
5. 分析讨论流体流过不同位置处的能量转换关系并得出结果。
6. 关闭离心泵，实验结束。
五． 实验数据记录和处理A 截面的直径14mm ；B 截面的直径28mm ；C 截面、D 截面的直径14mm ；以D 截面中心线为零基准面（即标尺为-325mm ）Z D =0。
化工原理实验数据处理 (3)
流体机械能转换的实验数据记录21h h 、段截面连续性方程验证31h h 、段压头损失与流速的关系`流量L/h h1/cm h2/cm h3/cm h4/cm h5/cm h6/cm 0 102.3 102.2 102.4 44.6 44.5 44.7 160 102 101.4 101.7 36.6 35.6 36.4 350 101.3 98.5 100.5 34.9 34.4 34.8 500 100.8 90.9 99.4 33.7 32.7 33.6 700 99.7 87.3 97.2 30.5 29.4 30.4 850 98.1 79.1 94.7 27.8 25.7 27.1 900 98.3 77.1 94.2 26.3 24.9 26.2 110096.668.191.523.521.223.4序号 流量L/h 流速1(m/s) 流速2(m/s) )/(3211s m d u )/(3222s m d u1 0 0.0000 0.1400 0.0000 0.24732 160 0.0629 0.3487 0.4444 0.61583 350 0.1376 0.7535 0.9722 1.33084 500 0.1966 1.4068 1.3890 2.48475 700 0.2752 1.5831 1.9444 2.79616 850 0.3342 1.9585 2.3611 3.45927 900 0.3539 2.0689 2.5000 3.6545 811000.43252.40273.05564.2444序号 流量L/h 流速1(m/s) h1/cm h3/cm 压头损失/cm 1 0 0.0000 102.3 102.4 -0.1 2 160 0.0629 102 101.7 0.3 3 350 0.1376 101.3 100.5 0.8 4 500 0.1966 100.8 99.4 1.4 5 700 0.2752 99.7 97.2 2.5 6 850 0.3342 98.1 94.7 3.4 7 900 0.3539 98.3 94.2 4.1 81100 0.432596.691.55.143h h 、段压头损失及位能变化与流速的关系54h h 、段雷诺数与流体阻力系数的关系序号 流量L/h 流速1(m/s) h4/cm h5/cm 压力损失/cm 雷诺数 摩擦系数 1 0 0.0000 44.6 44.5 0.1 0 0.0000 2 160 0.0629 36.6 35.6 1.0 1772 5.0551 3 350 0.1376 34.9 34.4 0.5 3876 0.5282 4 500 0.1966 33.7 32.7 1.0 5538 0.5174 5 700 0.2752 30.5 29.4 1.1 7752 0.2905 6 850 0.3342 27.8 25.7 2.1 9414 0.3760 7 900 0.3539 26.3 24.9 1.4 9968 0.2236 811000.432523.521.22.3121820.245965h h 、段管道平均流速与中心流速的关系序号 流量L/h 流速1(m/s) h5/cm h6/cm 压力损失/cm 中心流速U/(m/s) 1 0 0.0000 44.5 44.7 0.2 0.1980 2 160 0.0629 35.6 36.4 0.8 0.3960 3 350 0.1376 34.4 34.8 0.4 0.2800 4 500 0.1966 32.7 33.6 0.9 0.4200 5 700 0.2752 29.4 30.4 1.0 0.4427 6 850 0.3342 25.7 27.1 1.4 0.5238 7 900 0.3539 24.9 26.2 1.3 0.5048 811000.432521.223.42.20.6567序号 流量L/h 流速1(m/s) h3/cm h4/cm 压头损失/cm 1 0 0.0000 102.4 44.6 57.8 2 160 0.0629 101.7 36.6 65.1 3 350 0.1376 100.5 34.9 65.6 4 500 0.1966 99.4 33.7 65.7 5 700 0.2752 97.2 30.5 66.7 6 850 0.3342 94.7 27.8 66.9 7 900 0.3539 94.2 26.3 67.9 811000.432591.523.568.0五实验数据分析本实验所得的实验结果存在巨大误差，与实际生产生活实际很不相符，精确度不准确，主要产生误差的地方有：流体未处于稳态过程，波动性很大，影响实验结果；由于波动性很大，以至于操作人员读数的不缺定性，引起很大的实验结果误差；实验装置本身的误差。
实验13 流体机械能转换实验
实验13 流体机械能转换实验—、实验目的1.1熟悉流动流体中各种能量和压头的概念及其相互转换关系，进一步理解伯努利方程的含义；1.2 观察流体的变化规律；1.3 观察各项压头的变化规律。
二、基本原理2.1 流体能量的形式流体在流动时有3种机械能，即位能、动能、压强能。
这3种能量是可以相互转换的。
当管路条件改变时，它们会自行转化。
如果是理想流体，因不存在因摩擦和碰撞而产生的机械能损失，因此同一管路的任何两个截面上，尽管3种机械能彼此不一定相等，但这3种机械能的总和是相等的。
对实际流体来说，因为存在内摩擦，流动过程中总有部分机械能因摩擦和碰撞而损失，即转化为热能。
转化为热能的机械能在管路中是不能恢复的，因此对实际流体来说，两个截面上的机械能的总和不相等，两者之差就是流体在这两个截面之间因摩擦和碰撞转化成为了热的机械能，即机械能损失。
2.2 液体柱表示流体机械能流体机械能可用测压管中的一段液体柱的高度来表示。
在流体力学中，把表示各种机械能的流体柱高度称之为“压头”。
表示位能的称为位压头，表示动能的称为动压头，表示压力能的称为静压头，表示已消失的机械能的称为损失压头。
当测压管上的小孔（即测压孔的中心线）与水流方向垂直时，测压管内的液位高度即为静压头，它反映测压点处液体的压强大小。
测压孔处液体的位压头则由测压孔的几何高度决定。
当测压孔由上述方位转为正对水流方向时，测压管内液位将因此上升，所增加的液位高度即为测压孔处液体的动压头，它反映出该点水流动能的大小。
这时测压管内液位总高度则为静压头与动压头之和。
任何两个截面上，位压头、动压头、静压头三者总和之差即为损失压头，它表示流体流过这两个截面之间的机械能的损失。
三、实验装置的基本情况（流程图见图一）不锈钢离心泵 WB50/025 型低位槽 700×453×496 材料不锈钢高位槽 445×445×500 材料有机玻璃实验测试导管的结构尺寸见图二中标绘四、实验的操作方法：1.将低位槽灌有一定数量的蒸馏水，关闭离心泵出口调节阀门及实验测试导管出口调节阀门而后启动离心泵。
化工基础实验
化工基础实验讲义云南民族大学化学与生物技术学院2013年11月实验部分实验一 机械能转换实验一、实验目的1.了解伯努利方程仪的构造和流程。
2.观察流体在管道各截面时各种能量和压头的变化规律，加深对伯努利方程的理解。
3.在一定流量下，测定各截面内水的平均流速与最大流速的比值。
4.测定水从槽面流至各截面时的损失压头。
二、基本原理流体作稳定流动时，有四种能量可能发生变化，位能、动能、静压能和内能。
位能、动能和静压能又合称为机械能，而内能则是流体内部大量分子运动所具内动能和分子间内位能之和，其随流体的温度和密度改变而改变。
本实验只讨论机械能的相互转化，其转化与测点位置高低、管径粗细及流体各截面流速有关，即在不同截面上三种能量是相互转换的，但三者之和恒为一常数，据伯努利方程：22112212 Z ++Z +++=C 2g g 2g gf P P h ωωρρ=∑ （m 液柱）三、实验装置流程说明：图1为实验装置图(见下页)。
实验装置由透明管、测压管、活动测压头、水槽、循环水泵等组成。
活动测压头的小管下端封闭，管身开有小孔，小孔位置与透明管的中心线平齐，小管上部与测压管相通，转动测压头就可测量动、静压头。
阀7可用于调节流量。
四、实验步驟1.实验前的准备工作(1)检查泵的转动情况：先将阀③全开，开动循环水泵，若水泵不动，应立即停电检查。
(2)检查摆头⑥是否灵活。
(3)调整回流阀③使高位槽的溢流口有溢流。
将阀③全开，开动循环水泵，将阀⑦开到最大，然后逐步关闭阀③，使测管最大流量时高位槽的溢流口仍有溢流，保持溢流才能使水位稳定流动。
以后阀③固定，不必每次调节。
(4)检查零流速时，各水位计高度是否一致。
关闭阀门⑦，若水位计高度不一致，可能是水位计或活动测头内有气泡，应用吸球吸除。
(5)检查完毕，先关闭阀⑦，再关泵。
图1 实验装置图1．水箱（下）；2.水泵；3.回流阀；4.供水管；5.回水管；6.摆头；7.流量调节阀；8.活动测头；9.水位计；10.标尺；11.上水管；12.上部水箱；13.水泵开关；14.放水阀；15.水位计；16.大透明测量管；17.弯管；18.小透明管；19.整块透明管组件2.实验内容(1)开动循环水泵，关闭出口阀7，观测各测压管液面高度H0，转动测压手柄，观测各液面高度，验证静力学原理，作记录。
雷诺实验
雷诺实验一、 实验目的1、 观察层流、紊流的流态及其相互转换的过程；2、 描述层流及紊流的水力特征。
二、 基本原理dvK KQ dvQ g vd ππρ44Re ====其中：Re ----- 雷诺数 V ------ 流速 D ------ 管径 ρ------ 密度g ------- 重力加速度 Q ------ 流量三、 实验装置实验主界面如下图所示：进入实验后首先要打开进水阀门。
在输入框输入0-100的数字，也可以通过点击上下按钮调节阀门开度。
按回车键完成输入，按ESC键取消输入。
循环水打开后，还应打开红墨水阀门。
然后再打开排水阀并察看流量。
点击玻璃管，通过弹出的录像查看流体的流动状态。
授权后可以点击画面下方的自动记录按钮，记录实验数据，也可以手动记录。
调节不同流量，多次记录排水阀不同开度下的流量。
五、数据处理打开画面左边的数据处理，授权后如果在实验过程中点击了自动记录，实验数据将被自动记录下来，也可以手动在表格中输入数据。
下面是未经计算的原始数据记录界面：对测量数据进行计算，授权后可以自动计算。
在实验报告部分，可以通过点击保存键对实验数据进行保存；可以通过点击加载键对实验数据进行加载；可以通过点击报表键，对实验数据进行打印。
在数据处理方面，可以通过整组删除键实现对一组数据的删除。
点击自动计算按钮，自动计算出雷诺数击流动类型。
下面是实验计算示例：如果在前面已经进行了计算，点击绘制曲线，将自动画出雷诺数与流量关系曲线。
柏努利方程仪实验一、实验目的：1、 通过实测静止和流动的流体中各项压头及相互转换验证流体静力学原理和柏努利方程。
2、 通过实测流速的变化和与之相适应的压头损失的变化确定两者之间的关系。
二、基本原理：流动的流体具有三种机械能：位能，动能和静压能，这三种能量可以相互转换。
在没有摩擦损失且不输入外功的情况下，流体在稳定流动中流过的各界面上的机械能总和是相等的。
在有摩擦而没有外功输入时，任意两截面间的机械能的差即为摩擦损失。
伯努利方程实验
实验一 伯努利方程实验一、实验目的（1）了解在不同情况下，流动流体中各种能量间相互转换关系和规律，加深对伯努利方程的理解；（2）观测流动流体阻力的表现。
二、实验原理（1）流体在流动中具有三种机械能，即位能、动能、静压能，这三种能量是可以相互转换的，当管路条件改变时（如位置、高低、管径、大小），它们便发生能量转换；（2）对于理想流体，因为不存在因摩擦而产生的机械能损失，因此，在同一管路中的任何两个截面上的三种机械能尽管彼此不一定相等，但各截面上的这三种机械能的和总是相等的；（3）对于实际流体，在流动过程中有一部分机械能因摩擦和碰撞而损失（不能恢复），转化为热能，因此各截面上的机械能总和是不相等的，两者的差就是流体在这两截面之间因摩擦和湍动转化为热能的机械能，即损失能量；（4）流体的机械能衡算，以单位质量（1kg ）流体为衡算基准，当流体在两截面之间稳定流动且无外功加入时，伯努利方程的表达形式为 式中z —— 位压头（m 流体柱）； —— 静压头（m 流体柱）； —— 动压头（m 流体柱）。
三、实验设备及流程 1. 实验装置流程如图3-1所示，实验设备由玻璃管、测压管、活动测压头、水槽、循环水泵等组成。
水槽中的水通过循环水泵将水送到高位槽，并由溢流口保持一定水位，然后流经玻璃管中的各测点，再通过出口阀A 流回水箱，由此利用循环水在管路中流动观察流体流动时发生能量转化及产生能量损失。
活动测压头的小管端部封闭，管身开有小孔，小孔位置与玻璃管中心线平齐，小管又与测压管相通，转动活动测压头就可以测量动、静压头。
管路分成四段，由大小不同的两种规格的玻璃管组成。
C gv g p z =++22ρg Pρ22v2. 测压管当测压管上的小孔与水流方向垂直时，测压管内液位高度（从测压孔中心线算起）即为静压头，它反映测压点处液体的压强大小；当测压孔转为正对水流方向时，测压管内液位上升，所增加的液位高度即为测压孔处流体的动压头，它反映出该点水流动能的大小，这时测压管内液位高度为静压头+动压头。
实验13流体机械能转换实验
实验13 流体机械能转换实验
一、任务和要求
1、独立思考确定操作方法。
2、熟悉流体在流动中各种机械能和压头的概念及其相互转换关系。
3、观察流速与压头的变化规律，掌握测量方法，并制表格记录，用柏努力方程原理解释。
4、画出流程图。
5、按实验报告要求做出实验报告。
二、注意事项
1、开泵前需经教师同意。
2、注意测压孔的位置，并检查是否有堵塞现象。
三、流体动力学实验内容提示
1、当前量为零时各测压点具有相同的静压强，总压头也相等（用能量转换释、即位能、静压能）通过观察记录说明。
2、装置上可取A、B、C、D测压截面，（截面与流体流动方向垂直）当流体流经不同位置时列表：
根据实验现象解答：
（1）静压能转为动能，及动能转为静压能，并有能量损失，（从B到C，从A到B、从C 到D）；
（2）用数据说明损失压头与流速的关系，是正比？还是其它关系。
3、旋动转柄，使测压对准流动方向。
此时静压指示值有何变化，此值说明什么问题？
（1）运用柏努力方程确定各测量截面的压头表。
（2）运用柏努力方程解释各点头不同原因。
（3）选做题：
1）用数据验证皮托管原理。
2）点压和截面压头区别？各如何测出。
四、实验讨论题
1、柏努力方程式表示怎样物理意义？等式两边应如何解释？
2、解释动压头、静压头、位压头、总压头在本实验中是如何测得的？
3、喉管原理是什么？举例说明。
4、什么是损失压头？与管内流速关系？
5、皮托管原理？
1。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
流体机械能转换实验
一、实验目的
熟悉流动流体中各种能量和压头的概念及其互相转换关系，在此基础上掌握柏努利方程。
二、实验原理
1. 流体在流动时具有三种机械能：即①位能，②动能，③压力能。
这三种能量可以互相转换。
当管路条件改变时（如位置高低，管径大小），它们会自行转换。
如果是粘度为零的理想流体，由于不存在机械能损失，因此在同一管路的任何二个截面上，尽管三种机械能彼此不一定相等，但这三种机械能的总和是相等的。
2. 对实际流体来说，则因为存在内摩擦，流动过程中总有一部分机械能因摩擦和碰撞而消失，即转化成了热能。
而转化为热能的机械能，在管路中是不能恢复的。
对实际流体来说，这部分机械能相当于是被损失掉了，亦即两个截面上的机械能的总和是不相等的，两者的差额就是流体在这两个截面之间因摩擦和碰撞转换成为热的机械能。
因此在进行机械能衡算时，就必须将这部分消失的机械能加到下游截面上，其和才等于流体在上游截面上的机械能总和。
3. 上述几种机械能都可以用测压管中的一段液体柱的高度来表示。
在流体力学中，把表示各种机械能的流体柱高度称之为“压头”。
表示位能的，称为位压头；表示动能的，称为动压头（或速度头）；表示压力的，称为静压头；已消失的机械能，称为损失压头（或摩擦压头）。
这里所谓的“压头”系指单位重量的流体所具有的能量。
4. 当测压管上的小孔（即测压孔的中心线）与水流方向垂直时，测压管内液柱高度（从测压孔算起）即为静压头，它反映测压点处液体的压强大小。
测压孔处液体的位压头则由测压孔的几何高度决定。
5. 当测压孔由上述方位转为正对水流方向时，测压管内液位将因此上升，所增加的液位高度，即为测压孔处液体的动压头，它反映出该点水流动能的大小。
这时测压管内液位总高度则为静压头与动压头之和，我们称之为“总压头”。
6. 任何两个截面上位压头、动压头、静压头三者总和之差即为损失压头，它表示液体流经这两个截面之间时机械能的损失。
三、实验装置(如图3-3)
试验设备由玻璃管、测压管、活动测压头、水槽、水泵等组成。
活动测压头的小管端部封闭，管身开有小孔，小孔位置与玻璃管中心线平齐，小管与测压管相通，转动活动测压头就可以测量动、静压头。
管路分成四段，由两段不同直径的玻璃管所组成。
中间相对较粗管段的内径约为34毫米，其余部分的内径约为13毫米。
第四段的位置，比第三段低约5毫米，阀A供调节流量之用。
图3-3 柏努利演示实验装置
四、实验步骤
1. 关闭A阀，旋转测压管，观察并记录个测压管中的液位高度H。
2. 开动循环水泵，开阀A至一定大小，将测压孔转到正对水流方向及垂直水流方向，观察并记录各测压管相应的液位高度H1。
3. 不改变测压孔位置，继续开大A阀，观察测压管液位变化。
并记录各测压管液位的相应高度H2。
五、实验数据记录
D=2.5cm
Z=25.3cm
六、实验报告要求
由实验数据得U1 =0.8429 m/s U2=1.06937 m/s
在同一截面处，对中心处与管壁处列伯努利方程，以1处为例：
由于Z1=Z2 忽略阻力损失，外功为零，则可算得右边约等于左边，等式成立
同理可求得其他
七、思考题
1. 关闭A阀，各测压管旋转时，液位高度有无变化？这一现象说明什么？这一高度的物理意义又是什么？
无变化，说明测压管测得的液位与测压管无关，只与该点压力有关，高度代表着该点的压力大下
2.当测压孔正对水流方向时，各测压管的液位高度H的物理意义是什么？
测得是动压头和静压头之和
3.为什么H＞H1（对同一点而言）？为什么距离水槽越远，（H-H1）的差值越大？其物理意义是什么？
4.测压孔正对水流方向，开大阀A，流速增大，动压头增大，为什么测压管的液位反而下降？
该店机械能一定，动能增大，则静压能减小，测压管的液位降低。
5.将测压孔由正对水流方向，转至与水流方向垂直，为什么各测压管的液位下降？下降的液位代表什么压头？2、3两点及4、5两点各自下降的液位是否相等？这一现象说明了什么？
代表静压头。
Welcome To Download !!!
欢迎您的下载，资料仅供参考！。