伯努利方程实验

伯努利方程实验

冰川作用-校易收

2023年2月17日发(作者：西宁海关)

液压传动实验报告

姓名：陈国庆

学号：

班级：机械1107班

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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：

22pp211212zzh212f1g2gg2g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：

22pP211212zzC(C为常数)

21g2gg2g对实际液体要考虑流动时水头损失，此时方程变为：

22pp212211zzh212f1g2gg2gh为1、2两个过流断面间单

位重量流体的水头损失。2f1

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。

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○○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。1～3．打开节流阀

31，观察测压管pz的值)，同时测量出实验管B31的开度固定后，记测各测压管液位高度(即中

的流量。4．当节流阀g)。5．测记恒压水箱实验水温(以备计算用6．改变流量再做一

次。五、实验结果，数据整理mm)（0.001，细圆管材质为有机玻璃管；管内壁绝对粗糙度

d=0.0202（m）;d1．装置常数：细圆管内径=0.0136(m),粗圆管内径粗细

0.0010.0010.0000740.0000495。管相对粗糙度，粗管相对粗糙度

13.6d20.2d粗细2．记录有关常数

(mm)实验管B各测点水平方向间的距离

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：

0)；(水温t=23.5C0.017754102)运动粘度)。(注：也可查表(s/m

20.000221t0.0337t1pz4．量测各测点的(：)值，并记录于表

2-1g22pz可参考附表根据雷诺)(α值和总水头5．计算各测压点速度水头动能修正系

数2-1，将计算值记入表：上式中各测点的2gg2g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)。

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附表：水力光滑管紊流速度分布规律及动能修正系数

1.112.雷诺Re

11.1ma最大速度与平均速度之1.261.241.221.171.03

1.11

动能修正系1.061.07

表1-1

次

序

恒压水箱实验

位水

量流测点测量及计算

值目项

⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽

第

一

次

H=0.370

(m)

(m

V0.00196(s)t34

.09

V0.0000575Qt

pz(m)3)g0.360.360.3250.3430.3430.3410.3280.3150.3150.32

2(m)

2g3(m/s)

0.0090.0090.0300.0090.0090.0090.0090.0090.0090.00

2pz(m)2gg0.3690.3690.3550.3520.3520.3500.3370.3240.3240.32

第

二

次

H=0.390

(m)

3)(m0.002

V(s)t

33.12V0.0000604

Qmt

pz(m)g0.380.3790.3380.3600.3610.3590.3440.3280.3280.33

2(m)

2g3/s

0.0100.0100.0330.0100.0100.0100.0100.0100.0100.00

2pz(m)2gg0.3900.3890.3710.3700.3710.3690.3540.3380.3380.33

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1-1图

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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HpZp/r,,

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Q

增大△H也增大，p-p线的起落变化更加显著

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