实验一伯努利方程实验报告 2

液压传动实验报告

姓名：陈国庆

学号：0806110902

班级：机械1107班

实验一 伯努利方程实验

一、实验目的要求

1．验证流体恒定流动时的总流伯努利方程； 2．进一步掌握有压管流中，流动液体能量转换特性；

3．掌握流速、流量、压强等动水力学水流要素的实际量测技能。 二、实验原理

实际流体在做稳定管流时的总流伯努利方程为：

22

111222

12f12p p z z h g 2g g 2g

-αυαυ++=+++ρρ

选测压点⑴～⒁，从相应各测压管的水面读数测得z+p/r 值，并分别计算各测点速度水头，并将各过流断面处速度水头与z+p/r 相加，据此，可在管流轴线图上方绘制出测压管水头线P-P 和总水头线E-E (见图2-1)。液体流动时的机械能，以位能、压力能和动能三种形式出现，这三种形式的能量可以互相转换，在无流动能量损失的理想情况下，它们三者总和是一定的。伯努利方程表明了流动液体的能量守恒定律。对不可压缩流体恒定流动的理想情况，总流伯努利方程可表示为：

22

111222

12p P z z C g 2g g 2g

αυαυ++=++=ρρ (C 为常数)

对实际液体要考虑流动时水头损失，此时方程变为：

22111222

12f12p p z z h g 2g g 2g

-αυαυ++=+++ρρ

2f1h -为1、2两个过流断面间单位重量流体的水头损失。

三、实验方法和步骤：

1．选择实验管B 上的⑴～⒁十四个过流断面，每个过流断面对应有一根测压管。

2．开启水泵。使恒压水箱溢流杯溢流，关闭节流阀31后，检查所有测压管水面是否平齐(以工作台面为基准)。如不平，则应仔细检查，找出故障原因(连通管受阻、漏气、有气泡) ，并加以排除，直至所有测压管水面平齐。

3．打开节流阀31，观察测压管○1～○14的水位变化趋势，观察流量增大或减小时测压管水位如何变化。 4．当节流阀31的开度固定后，记测各测压管液位高度(即p

z g

+ρ的值)，同时测量出实验管B 中的流量。 5．测记恒压水箱实验水温(以备计算ν用)。 6．改变流量再做一次。

五、实验结果，数据整理

1．装置常数：细圆管内径d 细=0.0136(m),粗圆管内径d 粗=0.0202（m ）;圆管材质为有机玻璃管；管内壁绝对粗糙度0.001mm)∆=（，细管相对粗糙度

0.0010.000074d 13.6∆==细，粗管相对粗糙度0.0010.0000495d 20.2

∆==粗。 2．记录有关常数

实验管B 各测点水平方向间的距离 (mm)

小管内径 Φ0.0136 (m)，大管内径 Φ0.0202 (m)，测点⑶喉管内径Φ0.01(m)。 3．记录水温，查表或计算运动粘度：

水温t= 23.5 (C 0)；

运动粘度 42

0.01775

1010.0337t 0.000221t -ν=

⨯++ (s m /2)。(注：也可查表) 4．量测各测点的(p

z g

+ρ)值，并记录于表2-1：

5．计算各测压点速度水头22g αυ和总水头2

p z g 2g

αυ++ρ，将计算值记入表2-1：上式中各测点的α值(动能修正系数)可参考附表根据雷诺数Re 的范围确定。

6．绘制两次不同流量时的测压管水头线P-P 和总水头线E-E (见图2-1)。

附表：水力光滑管紊流速度分布规律及动能修正系数

表1-1

图1-1

六、思考题

1．测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？

答：从所画的各测压点速度水头线P-P的变化趋势可以看出P-P测压管水头线高度沿路径可能上升，可能下降。这是因为测压管水头线是沿水流方向各个测点的测压管液面的连线，它反应的是流体的势能，测压管水头线可能沿线可能下降，也可能上升（当管径沿流向增大时）,由液体的连续方程可知，管径增大时流速减小，动能与势能相互转换，动能减小而压力能增大，如果压能的增大大于水头损失时，水流的势能就增大，测压管水头就上升。而从总水头线E-E的变化趋势不难看出实验总水头线的高度沿路径只有下降，不可能上升。总水头线是在测压管水头线的基线上再加上流速水头，它反应的是流体的总能量，由于沿流向总是有水头损失，能量损失是不可逆的，所以变化趋势一直下降

2．流量增大时，测压管水头线有何变化？为什么？

答：（1）流量正价，测压管水头线（p-p）总降落趋势更显著。这是因为测压管水头=,,任一断面其实水头E及管道过流断面面积A为定值，Q增大速度水头增大则p

p+

H/

Z

r

z+p/r必减少。而且随流量的增加，阻力损失也增大，管道任一过水断面的总水头E相应减小，故z+p/r的较少更加显著

（2）测压管水头线（p-p）的起落变换更加显著。因为对于两个直径乡音的过流断面

有

式中ξ为两个断面之间的损失系数。观众水流为紊流时ξ接近于常数，又管道断面为定值，故