伯努利能量方程實驗

一、實驗目的

1、當流體在管內作定常流流動時，觀察壓力水頭（）和速度水頭（）的沿途變化規律，從而加深對能量方程的理解。

2、觀察測量流體流動時的水頭變化。

二、實驗設備

• 實驗設備：

實驗示教板如圖所示。示教板上裝有24根測壓玻璃管。水由水泵壓至穩壓水箱，穩壓水箱內的水靠溢流來維持穩定的液面，以保證管內的流體是定常的。測量管道由漸縮管與漸擴管連接而成，在管道上開有24個測壓孔，分別用策壓管測量他們的壓力。

在測量管道前安裝LW渦輪流量變送器，將流量變為脈沖電信號，送至XSF-40流量積算儀進行顯示或者累計。

2、實驗所需儀器

測量流量的流量指示積算儀（XSF-40型）

三、實驗步驟

1、熟悉實驗設備、儀器，了解各測壓管與各測點的對應關系。

2、啟動水泵向穩壓水箱充水，使穩壓水箱中始終保持溢流。

3、排除管道內以及測壓管內的空氣，測壓管上端加一定壓，使測壓管中水柱高度保持水平及適當位置。

4、進口閥門全開，出口閥門全關，觀察各測壓管的指示。略開出口閥門再觀察各測壓管的指示變化。

5、調節出口閥門待流量穩定時，記錄各測壓管的指示和實驗流量。

四、基本原理及計算公式

理想不可壓縮流體在重力場中管道作定常流動時，流體流動遵循伯努力能量方程式：

Z++=const

即單位重量流體的位勢能和沿流動為一常數。

式中Z——位置水頭，表示單位重量流體從一基準面算起的勢能。

——壓力水頭，表示單位重量流體從一基準面算起的壓力勢能。

——速度水頭，表示單位重量流體的動能。

實際上，流體都具有粘性，這使流體在流動過程中損失能量，對于實際的粘性流體，伯努力能量方程為：

式中：hw——單位重量流體的總能量損失。

——速度修正系數。

對于同*動平面的管道=，若取==1，伯努力能量方程式為：

如果在實驗管路中沿管內水流方向取若干斷面，則可從已設置的各斷面的測壓管中讀出值，測出通過管路的流量，即可算出斷面平均流速V及從而得到各斷面的壓力水頭和總水頭。

五、作業

1、取適當比例在同一坐標上繪出壓力水頭線和實際總水頭線。

2、試述流體流過測量管道時各種能量是如何變化的。