实验一柏努利方程实验一、实验目的：1、熟悉流体的流速、流量、点速度、雷诺准数和压头等有关概念。2、了解流动流体中各种能量及其相互转换关系，掌握柏努利方程。二、实验原理当流体稳态流动时，所具有的各种机械能的守恒及相互转化关系服从柏努利方程，对于每千克不可压缩的流体，柏努利方程可写成：（1）式中分别为每千克流体所具有的位能、静压能及动能，单位为J/kg，为克服流体流动时阻力而消耗的能量，单位与上述各项的单位相同。上式又可改写成：（2）式中各项的单位为(米流体柱)，工程上一般称为压头，称为位压头;称为动压头；称为静压头；则称为压头损失。它们的物理意义是指该项能量可将1kg该流体克服其重力而提升的高度。如果流体为理想流体，=0，则柏努利方程表示流体流经的任一截面上的机械能之和相等。对于实际流体>0，则各截面的机械能之和必随流过距离的增加而减小，之间的差值即为阻力损失压头。实际流体流动过程中的各种阻力均与流速有关，如果忽略流速对阻力系数的影响，当雷诺准数值较大时，摩擦阻力损失与流速的平方成正比，即：三、实验装置：实验装置如图所示。1.2.3—测压管4—计量槽5—高位水槽6—溢流堰7—活动摆头实验设备由玻璃管、测压管、活动测压头、高位水槽等组成。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，小管又与测压管相通，转动活动测压头手柄，就可以分别测量静压头或静压头与动压头之和（化工原理实验室的活动摆头为夹子控制）。管路分成三段，由两种内径不同玻璃管连接而成。管段E的内径约为()mm，其余部分的内径约为()mm。阀A供调节流量之用。四、实验方法：1．流体静止时各点静压头的测定开启水龙头阀门，并将流量调节阀A全闭，待高位槽水位稳定(溢流管有水溢流回水箱)时，排除测压管及试管内的气体，可利用上方的排气管吹气撞击使气体逸出。如果伯努利试管大管径上部有气体，则可打开其最高处的排气管排除。①转动手柄，先使测压孔正对水流方向，记录各测压管的液柱高度；②再转动手柄，使测压孔与水流方向垂直，记录各测压管的液柱高度。（注：化工原理实验室主要通过不同测压管来记录，观察测压口是否正对水流方向来区分，正对水流方向的测压管第①种情况，测压口与水流方向垂直为第②种情况。）2．小流量时流量与各压头的测定半开阀门A，待水流稳定(溢流管有水溢流回水箱)后，分别观察并记录测压管的液柱高度。用量筒在出口处收集约1000mL流体，并用秒表准确记录收集时间，测定流量。3．大流量时流量及各压头的测定全开阀门A，待水流稳定(溢流管有水溢流回水箱)后，用和小流量相同的方法进行大流量时流量及各压头的测定。关闭水龙头阀门，待高位糟内水全部流完后，关闭阀门A，实验结束。五、实验记录：1．流体静止时各点静压头的测定测量次数充水量V/(m3)时间t/(s)体积流量qv/(m3/s)测压管组Ⅰ测压管组Ⅱ测压管组Ⅲ静压头总压头动压头静压头总压头动压头静压头总压头动压头六、实验结果处理：l.流量及流速的计算：流量=收集水量/所需时间平均流速u=流量/管道截面积2.动压头的计算动压头=测压孔正对水流方向的液位–测压孔垂直水流方向的液位3.最大点速度的计算求得某—段在某一流量下的动压头，可按下式得出该处在一定流量下的最大点速度umax。4.不同流速下的阻力损失及其比值阻力损失为不同位置的液位之差（测压孔位于同一方向）。并比较大/小是否与u2大/u2小是否近似相等。七、实验结果讨论：⒈测压管中的水柱高度表示的是绝对压力还是表压力？如果管中任何地方有残存的气泡将会对测量压力带来什么影响？⒉从所绘制的水头曲线来看能否说明能量守恒定律？⒊你对该实验有何评价和建议？实验二雷诺实验一、实验目的：1、熟悉雷诺装置的结构和工作原理。2、观察并验证流体流动的状态。二、实验任务：1、通过调节流速，得出层流、过渡流和湍流。2、测量流体的流速和其它物性参数，计算临界雷诺数，并和理论值进行比较。三、实验原理：雷诺曾做过实验，得到流体的流动状态分为层流、过渡流和湍流三种。另外，流动状态和流体流速、密度、粘度、管径有关，并因此得到一个准数——雷诺数。经过总结，得到流体的流动状态只同雷诺数的大小有关，雷诺数小，则为层流，雷诺数大则为湍流。由层流变为湍流所对应的雷诺数，称为上临界雷诺数，约为4000～12000之间，工程上常用3000，一般大于此值可确定为湍流。由湍流变为层流所对应的雷诺数称为下临界雷诺数，约为2000左右，小于此值可定为层流。上、下临界雷诺数之间的流动状态为过渡流，由于过渡流不稳定，稍有干扰，就变为湍流，所以有时把它看成为湍流的延伸部分。由于Re和四个参数有关，通过改变这些参数来改变Re值，从