化工原理伯努利试验
《化工原理实验》目的及要求(1)
《化工原理实验》实验一雷诺实验实验目的及要求：1. 了解管内流体质点的运动方式，认识不同流动形态的特点，掌握判别流型的准则。
2. 观察圆管内流体作层流、湍流的流动形态。
3. 观察流体层流流动的速度分布。
4. 了解转子流量计构造，了解热电偶温度计。
实验内容：1. 观察层流和湍流实验现象，计算不同流速下的雷诺数。
2. 观察流体层流流动的速度分布。
实验二柏努利方程实验实验目的及要求：1. 了解流体在管内流动时，静压能、动能、位能之间的相互转换，加深对柏努力方程的理解。
2. 了解流体在管内流动时，流体阻力的表现形式。
实验内容：观察流体从静止到流动、不同流速流动动过程中，随着实验测试管路结构与水平位置的变化，静压能、动能、位能之间的相互转换及流体阻力的表现形式。
实验三流体阻力测定实验实验目的及要求：1. 学习直管摩擦阻力压力降△p f、摩擦系数λ的测定方法。
2. 学习U型管测量压差，孔板流量计测量流量的方法。
实验内容：1. 测定流体在圆形直管内流动的摩擦阻力与摩擦系数λ。
2. 测定流量。
实验四离心泵性能测定实验（仿真）实验目的及要求：1. 了解离心泵的基本结构与操作方法。
2. 掌握离心泵特性曲线的测定方法、特点，加深对离心泵性能的了解。
实验内容：测定离心泵在一定转速下的特性曲线。
实验五过滤实验实验目的及要求：1. 掌握恒压过滤常数K、单位过滤面积上的当量滤液体积q e的测定方法，加深对K、q e的概念和影响因素的理解。
2. 学习q dqd -θ一类关系的实验确定方法。
3. 了解板框过滤装置的结构及其操作流程，了解旋涡泵的启动、停止操作。
实验内容：测定一定滤液浓度下的过滤常数、单位过滤面积上的当量滤液体积、当量过滤时间。
实验六 传热实验实验目的及要求：1. 通过对空气—水蒸气简单套管式换热器的实验研究，掌握总传热系数K i 、对流传热系数αi 的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。
2. 利用线型回归分析方法，确定强制对流传热准数关联式m e AR Nu =中常数A 、m 的值。
化工原理实验思考题答案
化工原理实验思考题实验一：柏努利方程实验1． 关闭出口阀，旋转测压管小孔使其处于不同方向（垂直或正对流向），观测并记录各测压管中的液柱高度H 并回答以下问题： （1） 各测压管旋转时，液柱高度H 有无变化？这一现象说明了什么？这一高度的物理意义是什么？答：在关闭出口阀情况下，各测压管无论如何旋转液柱高度H 无任何变化。
这一现象可通过柏努利方程得到解释：当管内流速u =0时动压头022==u H 动，流体没有运动就不存在阻力，即Σh f =0，由于流体保持静止状态也就无外功加入，既W e =0，此时该式反映流体静止状态 见（P31）。
这一液位高度的物理意义是总能量（总压头）。
（2） A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位是否同一高度？为什么？ 答：A 、B 、C 、D 、E 测压管内的液位在同一高度（排除测量基准和人为误差）。
这一现象说明各测压管总能量相等。
2．当流量计阀门半开时，将测压管小孔转到垂直或正对流向，观察其的液位高度H /并回答以下问题： （1） 各H /值的物理意义是什么？答：当测压管小孔转到正对流向时H /值指该测压点的冲压头H /冲；当测压管小孔转到垂直流向时H /值指该测压点的静压头H /静；两者之间的差值为动压头H /动=H /冲-H /静。
（2） 对同一测压点比较H 与H /各值之差，并分析其原因。
答：对同一测压点H ＞H /值，而上游的测压点H /值均大于下游相邻测压点H /值，原因显然是各点总能量相等的前提下减去上、下游相邻测压点之间的流体阻力损失Σh f 所致。
（3） 为什么离水槽越远H 与H /差值越大？（4） 答：离水槽越远流体阻力损失Σh f 就越大，就直管阻力公式可以看出22u d l H f ⋅⋅=λ与管长l 呈正比。
3. 当流量计阀门全开时，将测压管小孔转到垂直或正对流向，观察其的液位高度H //并回答以下问题：（1） 与阀门半开时相比，为什么各测压管内的液柱高度H //出现了变化？答：从采集的数据可以看出，阀门全开时的静压头或冲压头与半开时相比，各对应点的压头均低于半开时的静压头或冲压头，因为直管阻力Hf 与流速呈平方比（公式3-1）。
化工原理实验 吸收实验 伯努利方程实验
液相温度 填料层压强降△P
（℃）
（cmH2O）
1
2.5
0.157
18.2
32.2
0.4
2
4
0.252
18.8
32.1
1
3
5.5
0.346
20
32.1
1.8
4
7
0.440
21.3
32.1
2.8
5
8.5
0.534
23.6
32.1
4.1
6
10
0.629
26.2
32.1Βιβλιοθήκη 77 11.5（液泛） 0.723
30.5
A 截面-D 截面
0
1
-1
114
115
300
-74
10
128
64
600
66
56
167
278
冲压头为静压头与动压头之和。
在实验导管窗口流量开 600（L/h）时，A 处的静压头为 596 mmH2O 柱，B 处的静压头为 530 mmH2O 柱，PA>PB， 说明 B 处的静压能转化为动能。
0.8
3
7.5
0.472
19.7
43
1.6
4
10
0.629
21.5
43.1
2.6
5
12.5
0.786
25
43.8
4
6
15
0.943
28.5
44
5.6
7
17.5
1.100
32.7
44.5
7.8
水的喷洒量 L=40L/h
序号
化工原理伯努利实验
化工原理伯努利实验伯努利实验是一个非常重要的实验，用以研究流体的动力学性质。
该实验基于伯努利定律，即在稳态流动中，流体的总能量始终保持不变。
伯努利实验的基本装置包括一个水槽，一个流体中心，一个窄缝和一个水平孔。
流体通过窄缝进入水槽，然后通过窗口流出。
实验的目的是通过观察流体的流动及测量各种参数来验证伯努利定律。
首先，我们需要理解伯努利实验的基本原理和基本方程。
根据伯努利定律，流体在稳态流动过程中，速度越大，压力越小。
这是因为在流体流动过程中，流速的增加导致了流体分子碰撞的减少，从而降低了流体的动能损失。
另一方面，随着流体流过窄缝和窗口的速度增加，流体所受到的压力也会降低，因为窄缝和窗口之间的流速差越大，压力差也越大。
在伯努利实验中，使用一台水泵将水从水箱中泵入水槽中，使流体通过窄缝和窗口流出。
为了观察流体的流动，我们可以在窗口处安装一个倾斜的玻璃板，并在板上涂上一些颜料。
当流体流过玻璃板时，由于速度和压力的变化，颜料会以不同的方式移动，形成不同形状的纹路。
在测量参数方面，我们可以使用的工具包括流量计、压力计和曲面测压仪。
流量计可用于测量流体的流量，并通过水槽中的单位时间的排放量来确定速度。
压力计可用于测量水槽中的压力，并通过窗口旁的曲面测压仪来确定流体的压力。
这些测量数据可用于验证伯努利定律，并分析流体在实验中的流动规律。
1.流体速度越大，压力越小。
这符合伯努利定律的基本原理。
2.窄缝和窗口之间的速度差越大，压力差也越大。
这反映了伯努利定律在实际流体流动中的应用。
3.流量和速度之间存在直接关系。
当流速增加时，流体的流量也会增加。
这与实验中观察到的倾斜板上颜料轨迹的变化相一致。
总之，伯努利实验是一个重要的实验工具，可用于研究流体的动力学性质。
通过该实验，我们可以验证伯努利定律，并了解流体在不同速度和压力下的行为。
该实验对于理解流体力学和工程应用都具有重要意义。
(精编资料推荐)化工实验报告-伯努利方程式实验
太原师范学院实 验 报 告Experimentation Report of Taiyuan teachers College系部： 化学系 年级： 大四 课程：化工实验 姓名： 学号： 日期：2012/10/10项目：伯努利方程式实验一、实验目的：1.通过实验，加深对伯努利方程式及能量之间转换的了解。
2.观察水流沿程的能量变化，并了解其几何意义。
3.了解压头损失大小的影响因素。
二、实验原理：在流体流动过程中，用带小孔的测压管测量管路中流体流动过程中各点的能量变化。
当测压管的小孔正对着流体的流动方向时，此时测得的是管路中各点的动压头和静压头的总和，即当测压管的小孔垂直于流体的流动方向时，此时测得的是管路中各点的静压头的值，即 。
将在同一流量下测得的hA 、hB 值描在坐标上，可以直观看出流速与管径的关系。
比较不同流量下的hA 值，可以直观看出沿程的能量损失，以及总能量损失gp gu h A ρ+=22g ph B ρ=与流量、流速的关系。
通过hB的关系曲线，可以得出在突然扩大、突然缩小处动能与静压能的转换。
三、实验装置：1.设备参数：大管内径，21.2mm，左小管内径，12.9mm，右小管内径，13.4mm2.装置：水箱，调节阀门，水泵，高位槽，水位计，活动测头四、实验步骤：（1）准备工作：①水箱中加水至80%。
②检查水泵转动是否灵活（可采用板动风叶的办法转动水泵），感觉灵活后，合上水泵电源。
如未检查，合上电源开关后水泵不动，应立即停电检查。
③检查零流速时，各水位计高度是否一致，如不一致，可能是水位计或活动测头内有气泡，应用吸耳球吸除，如吸气后仍不一致，则是标尺高矮不一致，应调整标尺固定螺钉。
实验现场不便调整时，则应记下零位误差，在数据中扣除。
④检查当阀门全开时，上水箱是否有溢流，若无溢流应适当关小回流阀门，使上水箱保证有溢流。
⑤检查摆头是否灵活。
（2）准备工作完毕后，调节阀门，变更流量使水流稳定后，读取各点的总压头及静压头。
哈工大化工原理实验答案
化工原理实验实验一伯努利实验1.为什么实验要保持在恒水位条件下进行?因为水箱水位代表管中各点的位能。
当流速改变时,只有位能保持不变才能使用机械能守恒方程进行计算。
2.从实验中,你能从观察现象中解释流体在直管内流动的速度与阻力损失的变化关系吗?阻力损失与流体在关内流动的速度的平方成正比。
3.操作过程中为什么要排气泡?因为未排净的气泡有可能会在实验中随水流流出,影响流量的稳定。
影响测量的准确性并会出现波动。
△对于不同流体,试验现象类似,随着流体粘度的增加在相同的流速下阻力损失会变大。
实验三管路流体阻力的测定1. 为什么测定数据前首先要赶尽设备和测压管中的空气?怎样赶走?留有空气会引起U形管读数产生误差。
先管路排气,再测压管排气,平衡阀排气时等无气泡了关上平衡阀。
2.用什么办法检测系统中的气是否排净?关闭出口阀后,打开U形管顶部的阀门,利用空气压强使U形管两支管水往下降,当两支管液柱水平,证明系统中空气已被排除干净。
3.以水为工作流体所测得的λ- Re曲线能否应用与空气,如何应用?空气为牛顿型流体然而其物理性质,如密度,黏度等和水不同,而λ、Re和密度,黏度有关,所以不适用于空气。
如需应用则应该按照水的试验方法对空气进行重新测量。
4.不同管径,不同水温下测定的λ- Re能否关联在同一条曲线上?不一定,因为λ和Re与流体的密度和粘度有关。
密度与粘度与温度有关。
所以不一定能关联到同一条曲线上。
5.如果测压口、孔边缘有毛刺或安装不正,对静压的测量有何影响?没有影响。
静压是流体内部分子运动造成的,表现的形式是流体的位能,是上液面和下液面的垂直高度差。
只要静压一定.高度差就一定.如果用弹簧压力表测量压力是一样的,所以没有影响。
6.试解释突然扩大与突然缩小的压差计读数在实验过程中有什么不同的现象?由公式ξ=2?p/u2ρ可知,在一定 u 下,突然扩大ξ,Δp 增大,则压差计读数变大;反之,突然缩小ξ,例如:使ξ=0.5,Δp 减小,则压差计读数变小。
化工原理 伯努利方程
伯努利方程流体宏观运动机械能守恒原理的数学表达式。
1738年瑞士数学家D.伯努利在《水动力学──关于流体中力和运动的说明》中提出了这一方程。
它可由理想流体运动方程（即欧拉方程）在定态流动条件下沿流线积分得出；也可由热力学第一定律导出。
它是一维流动问题中的一个主要关系式，在分析不可压缩流体的定态流动时十分重要，常用于确定流动过程中速度和压力之间的相互关系。
方程的形式 对于不可压缩的理想流体，密度不随压力而变化，可得：Zg+22u P +ρ＝常数式中Z 为距离基准面的高度;P 为静压力;u 为流体速度;ρ为流体密度;g 为重力加速度。
方程中的每一项均为单位质量流体所具有的机械能，其单位为N ·m/kg ，式中左侧三项，依次称为位能项、静压能项和动能项。
方程表明三种能量可以相互转换，但总和不变。
当流体在水平管道中流动时Z 不变，上式可简化为：ρPu +22＝常数 此式表述了流速与压力之间的关系:流速大处压力小,流速小处压力大。
对于单位重量流体,取管道的1、2两截面为基准,则方程的形式成为：gu g P Z g u g P Z 2222222111++=++ρρ 式中每一项均为单位重量流体的能量，具有长度的因次，三项依次称为位头、静压头和动压头（速度头）。
对于可压缩理想流体，密度随压力而变化。
若这一变化是可逆等温过程，则方程可写成下式：1211222211ln 22P PP u gZ u gZ ρ++=+若为可逆绝热过程，方程可写为：1211222211ln 22P PP u gZ u gZ ρ++=+式中γ为定压比热容Cp 和定容比热容Cv 之比，即比热容比，也称为绝热指数。
对于粘性流体，流动截面上存在着速度分布，如用平均流速u 表达动能项，应对其乘以动能校正系数d ο。
此外,还需考虑因粘性引起的流动阻力,即造成单位质量流体的机械能损失h f ，若在流体流动过程中，单位质量流体又接受了流体输送机械所做的功W ，在这些条件下,若取处于均匀流段的两截面1和2为基准，则方程可扩充为：α值可由速度分布计算而得, 流体在圆管内作层流流动时α=2；作湍流流动时，α≈1.06。
化工原理实验一柏努利方程实验
实验一、柏努利方程实验一、实验目的：1．通过实验，加深对流动流体中各种能量或压头及其相互转化概念的理解，在此基础上熟练掌握柏努利方程；2．观察流速的变化规律，从而理解流体流动的连续性方程；3．观察各项压头变化的规律。
二、实验原理：不可压缩的流体在管路中做稳定流动时，由于管路条件改变（如位置高低、管径大小、距离远近），引起各种机械能之间自行转化，其关系可由流动过程中能量衡算式——柏努利方程式描述，即（2-2）1．对于无粘性的理想流体，则流体质点之间无摩擦和碰撞就无机械能的损失，即，管路上任意两个截面上每种机械能并不一定相等，但机械能的总和是相等的。
2．对于实际流体而言，因为有粘性存在内摩擦，流动过程中消耗部分机械能，此机械能转化为热能而不可恢复。
对实际流体的两个截面上的机械能总是不相等，两者差额就是这部分转化为热能的机械能，因此进行机械能衡算时，就必须将这部分消失的机械能加到第二个截面上去。
3．上述几种机械能都可以用测量管中的一段流体柱的高度来表示。
该流体柱高度称为“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）；表示压力能的，称为静压头（或压强压头）；消失的机械能称为损失压头（或摩擦压头）。
4．静压测量管与水流方向垂直，测量管内液位高度（从测量管算起）即为静压头,它反映测压点处液体静压强的大小。
测量管处液体的位压头则由测量管的几何高度决定。
5．测量管的测压孔正对水流方向，所测得的液位高度称为冲压头，冲压头即为静压头和动压头之和。
6．任意两个截面上，位压头、动压头、静压头、三者总和之差即为损失压头，即表示流体流经这两个截面之间时机械能的消耗。
三、实验装置及流程：实验装置示意图及流程：图2-4柏努利方程实验——实验装置示意图及流程1．贮水箱；2．离心泵；3．回流阀；4．调节阀；5．溢流管；6．高位槽；7、9、11、13．静压测量管；8、10、12、14．冲压测量管；15．出口调节阀实验装置由测试玻璃管、测量管、不锈钢离心泵、高位槽、贮水箱等组成。
- 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)。
4、关闭调节阀8，准备完毕。
（二）实验步骤及思考题
1、调节阀8全闭，旋转取压孔，观察并记录各取压管液 位高度Ha。
▪ 思考题：
（1）旋转取压孔时，液位高度有无变化？这一现象说明什么？ Ha的物理意义是什么？
（2）各测压管高度是否相同？应不应该相同？
2、开动水泵，将调节阀开至某一较小开度，将取压孔正 对水流方向，观察并记录各测压管液位Hb，并将摆头9旋转， 用量筒和秒表测定此时水的体积流量，测量二次，取其平均 值。
Bernoulli方程取如下形式：
式中各项能量均以单位质量流体为衡算基准，单位为J/kg
▪ 如果以单位重量流体为衡算基准
式中z称为位压头，
称为静压头，
称为动压头，
三者合计为总压头，Hf称为压头损失。它们都可以用测压管
某一段液柱高度来表示，单位为m。
三、实验装置
整个装置由高位槽、透明测量管和测压管三部分组成。
4、将调节阀开至最大，取压孔正对水流方向，观察并 记录测压管液位Hd，并测量此时水的体积流量（方法同2）。 ▪ 思考题：
（1）与Hb比较，流速增加，动压头应增大，为什么液位反而下 降？
（2）比较同一点的(Ha－Hb)和(Ha－Hd)的大小，可以说明什么 问题？
5、调节阀开度不变，取压孔垂直于水流方向，观察并 记录测压管内液位He。 ▪ 思考题：
一、实验目的
1、熟悉流动流体中各种形式机械能及其相 互转换的关系；
2、掌握伯努利方程； 3、了解压头损失与流速的关系。
二、基本原理
流体流动时具有三种形式的机械能，即位能、静压能和 动能。这三种形式的能量是可以相互转换的。
对于不可压缩的理想流体管内定态流动，如没有外功 加入，任一截面上，尽管三种形式的机械能会因管路条件改
变而有所不同，但其总和是相等的。Bernoulli方程描述了
这一关系。
式中各项能量均以单位质量流体为衡算基准，单位为J/kg
如果管内流动的是实际流体，由于存在粘性， 流动过程中有一部分机械能将用于克服流动阻力而 转化为热，这部分机械能是不能恢复的，因而任两 个截面间机械能总和不等，其差额就是流体因克服 流动阻力而损耗的机械能（能量损失），此时，
▪ 思考题：
（1）Hb的物理意义是什么？ （2）为什么同一点Ha>Hb？为什么距离高位槽越远，差值(Ha-
Hb)越大？这一差值的物理意义是什么？
3、阀门开度不变，将取压孔旋至与水流方向垂 直，观察并记录各测压管液位Hc。 ▪ 思考题： （1）阀门开度未变，为什么各测压管液位下降？
(Hb－Hc)代表什么压头？ （2）比较各点的(Hb－Hc)，可以说明什么问题？ （3）H2c可能大于H1c，如何解释？
对同一点，比较(Hb－Hc)和(Hd－He)的大小，说明什么问题？
五、实验结果分析
1、在直角坐标纸上，以纵坐标表示压头，横坐 标表示测点距离，把各点在不同流量下的位能、势 能（位能+静压能）和总能（位能+静压能+动能）以 及能量损失以压头形式表示出来。
2、运用Bernoulli方程分析各项能量变化情况。
▪ 小管内径d1=16mm，大管内径d2=22mm，弯管内径d3=16mm。 第4个取压点位置比第3个低70mm。
四.实验方法
（一）准备工作
1、检查流体静止时，各测压管的水位是否一致，
如有气泡，应用吸球吸去，如标尺读数不一致，应 予调整。
2、合闸开泵，如水泵不转动或有异声，应即停电 检查。
3、将调节阀全开，高位槽应仍有溢流，如无溢流， 应将回流阀3适当关小，以保证液位恒定。
透明测量管由小透明管、大透明管和弯管三段组成。在 测量管的适当位置安装了四根测压管10，测压管与透明管的 连接采用活动测头12，活动测头一端伸入透明测量管，端部 的取压小孔中心线与透明管的中心线处于同一水平面，其另 一端与测压管相连接，活动测头可以旋转，使取压孔可以在 水平面上旋转360度，以便测取同一截面上的静压头和动压 头。