伯努利流體測(cè)量?jī)x，自循環(huán)伯努利方程實(shí)驗(yàn)儀
2024-05-15 06:46 伯努利方程實(shí)驗(yàn)是在流體力學(xué)課程中進(jìn)行的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)，目的是為了驗(yàn)證伯努利方程的正確性以及理解流體在管道中流動(dòng)時(shí)能量的轉(zhuǎn)換和守恒。伯努利方程是描述流體在等熵過(guò)程中，不同截面上的壓強(qiáng)、速度和位置高度之間關(guān)系的方程。這個(gè)方程表明，在沒(méi)有質(zhì)量損失的情況下，流體在流動(dòng)過(guò)程中總能量（即位能、動(dòng)能和靜壓能）在沿程是守恒的。
實(shí)驗(yàn)一般包括以下幾個(gè)主要步驟：
實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需的設(shè)備和工具，如流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)、測(cè)壓管、流量計(jì)、水泵等。
測(cè)量數(shù)據(jù)：在不同的管道截面上安裝測(cè)壓管，測(cè)量各個(gè)截面的靜壓和動(dòng)壓，并通過(guò)流量計(jì)測(cè)量流速。
數(shù)據(jù)記錄與處理：記錄所有的測(cè)量數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算出各個(gè)截面的壓頭和機(jī)械能。
分析結(jié)果：將計(jì)算得到的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，看是否符合伯努利方程，同時(shí)分析影響壓頭損失的因素。
結(jié)論：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論，驗(yàn)證伯努利方程的正確性，并討論實(shí)驗(yàn)中存在的誤差和提高實(shí)驗(yàn)精度的方法。
通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以更好地理解流體動(dòng)力學(xué)的基本原理，為后續(xù)的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
多假設(shè)，例如不可壓縮流體、定常流動(dòng)、沒(méi)有摩擦損失等，這些都需要在實(shí)際應(yīng)用中加以考慮。
伯努里方程實(shí)驗(yàn)主要用于研究和驗(yàn)證伯努里方程的原理，該方程是流體力學(xué)中的基本方程之一，描述了流體在不同位置和不同時(shí)間的速度、壓力和高度之間的關(guān)系。以下是一個(gè)簡(jiǎn)化的伯努里方程實(shí)驗(yàn)步驟和原理說(shuō)明：
實(shí)驗(yàn)原理：
伯努里方程基于能量守恒原理，即流體在流動(dòng)過(guò)程中，其位能（高度）、動(dòng)能（速度）和靜壓能（壓力）之和保持不變。在沒(méi)有摩擦損失的自流管路中，任意兩截面處的機(jī)械能總和是相等的。而在有摩擦損失的自流管路中，任意兩截面處的總機(jī)械能之差為摩擦損失。
實(shí)驗(yàn)步驟：
實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備：關(guān)閉出水閥門，打開(kāi)進(jìn)水閥門，啟動(dòng)水泵向恒水位水箱上水。當(dāng)水箱接近放滿時(shí)，調(diào)節(jié)閥門使水箱達(dá)到溢流水平并保持一定的溢流。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程：適度打開(kāi)出水閥門使伯努里方程試驗(yàn)管出流，此時(shí)恒水位水箱仍能保持恒水位并有適當(dāng)溢流。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中都應(yīng)滿足這個(gè)要求。
觀察與記錄：觀察并記錄流體在不同管徑、不同位置測(cè)壓管中液面高度，這些高度反映了摩擦損失的存在及動(dòng)能、靜壓能之間的相互轉(zhuǎn)化。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與應(yīng)用：
伯努里方程實(shí)驗(yàn)可以觀察到流體在流動(dòng)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化和守恒。這個(gè)方程在流體力學(xué)、航空航天工程、水利工程、汽車工程等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。例如，它可以解釋和預(yù)測(cè)水流、風(fēng)速、空氣動(dòng)力學(xué)等現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)一般包括以下幾個(gè)主要步驟：
實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需的設(shè)備和工具，如流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)、測(cè)壓管、流量計(jì)、水泵等。
測(cè)量數(shù)據(jù)：在不同的管道截面上安裝測(cè)壓管，測(cè)量各個(gè)截面的靜壓和動(dòng)壓，并通過(guò)流量計(jì)測(cè)量流速。
數(shù)據(jù)記錄與處理：記錄所有的測(cè)量數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算出各個(gè)截面的壓頭和機(jī)械能。
分析結(jié)果：將計(jì)算得到的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，看是否符合伯努利方程，同時(shí)分析影響壓頭損失的因素。
結(jié)論：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論，驗(yàn)證伯努利方程的正確性，并討論實(shí)驗(yàn)中存在的誤差和提高實(shí)驗(yàn)精度的方法。
通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以更好地理解流體動(dòng)力學(xué)的基本原理，為后續(xù)的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
多假設(shè)，例如不可壓縮流體、定常流動(dòng)、沒(méi)有摩擦損失等，這些都需要在實(shí)際應(yīng)用中加以考慮。
伯努里方程實(shí)驗(yàn)主要用于研究和驗(yàn)證伯努里方程的原理，該方程是流體力學(xué)中的基本方程之一，描述了流體在不同位置和不同時(shí)間的速度、壓力和高度之間的關(guān)系。以下是一個(gè)簡(jiǎn)化的伯努里方程實(shí)驗(yàn)步驟和原理說(shuō)明：
實(shí)驗(yàn)原理：
伯努里方程基于能量守恒原理，即流體在流動(dòng)過(guò)程中，其位能（高度）、動(dòng)能（速度）和靜壓能（壓力）之和保持不變。在沒(méi)有摩擦損失的自流管路中，任意兩截面處的機(jī)械能總和是相等的。而在有摩擦損失的自流管路中，任意兩截面處的總機(jī)械能之差為摩擦損失。
實(shí)驗(yàn)步驟：
實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備：關(guān)閉出水閥門，打開(kāi)進(jìn)水閥門，啟動(dòng)水泵向恒水位水箱上水。當(dāng)水箱接近放滿時(shí)，調(diào)節(jié)閥門使水箱達(dá)到溢流水平并保持一定的溢流。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程：適度打開(kāi)出水閥門使伯努里方程試驗(yàn)管出流，此時(shí)恒水位水箱仍能保持恒水位并有適當(dāng)溢流。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中都應(yīng)滿足這個(gè)要求。
觀察與記錄：觀察并記錄流體在不同管徑、不同位置測(cè)壓管中液面高度，這些高度反映了摩擦損失的存在及動(dòng)能、靜壓能之間的相互轉(zhuǎn)化。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與應(yīng)用：
伯努里方程實(shí)驗(yàn)可以觀察到流體在流動(dòng)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化和守恒。這個(gè)方程在流體力學(xué)、航空航天工程、水利工程、汽車工程等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。例如，它可以解釋和預(yù)測(cè)水流、風(fēng)速、空氣動(dòng)力學(xué)等現(xiàn)象。
DB-BNL 伯努利實(shí)驗(yàn)裝置
| 分 項(xiàng) | 說(shuō) 明 | |||
| 裝置特點(diǎn) |
1、整個(gè)裝置美觀大方，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，整體感強(qiáng)，具備強(qiáng)烈的工程化氣息，能夠充分體現(xiàn)現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室的概念。 2、設(shè)備整體為自行式框架結(jié)構(gòu)，并安裝有禁錮腳，便于系統(tǒng)的拆卸檢修和搬運(yùn)。 3、本實(shí)驗(yàn)裝置主體部分采用透明優(yōu)質(zhì)有機(jī)玻璃制作，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象清晰，方便學(xué)生觀察。 4、本實(shí)驗(yàn)裝置可定性驗(yàn)證流體在流動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械能轉(zhuǎn)化；可驗(yàn)證流體連續(xù)性方程，測(cè)定直管阻力及測(cè)定點(diǎn)速度。 5、裝置設(shè)計(jì)可360度觀察，實(shí)現(xiàn)全方位教學(xué)與實(shí)驗(yàn)。 |
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| 裝置功能 |
1、測(cè)定分析流體流經(jīng)不同位置（管徑、高度）穩(wěn)定界面時(shí)的壓力變化情況。 2、了解流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，流體阻力的表現(xiàn)形式。 3、演示分析畢托管的工作原理。 4、觀察分析流體流經(jīng)不穩(wěn)定界面（突擴(kuò)和突縮）時(shí)的壓力變化情況。 5、可根據(jù)柏努利方程分析直管沿程阻力及局部阻力的測(cè)定原理。 |
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| 設(shè)計(jì)參數(shù) | 壓力范圍：10~400 mmH2O。液體流量：100~1000 L/h；常溫、常壓操作。 | |||
| 公用設(shè)施 |
水：裝置自帶水箱，實(shí)驗(yàn)時(shí)經(jīng)離心泵進(jìn)入實(shí)驗(yàn)導(dǎo)管并循環(huán)使用。 電：電壓AC220V，功率200W，標(biāo)準(zhǔn)單相三線制。 實(shí)驗(yàn)物料：清潔自來(lái)水。 |
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| 主要設(shè)備 |
1、優(yōu)質(zhì)有機(jī)玻璃實(shí)驗(yàn)管，上裝實(shí)驗(yàn)逐漸增大和逐漸縮小導(dǎo)管內(nèi)徑d=14-30mm。 2、演示板：表面噴塑鋁板，配水平坐標(biāo)線。優(yōu)質(zhì)有機(jī)玻璃測(cè)壓管，可測(cè)定分析各測(cè)壓點(diǎn)的壓力變化情況。 3、循環(huán)水箱，容積：約80L。 4、優(yōu)質(zhì)有機(jī)玻璃高位槽，容積：約40L。 5、水泵：功率260W。 6、液體轉(zhuǎn)子流量計(jì)：100～1000 L/h。 7、管路：透明材質(zhì)，壁厚≥2mm。 8、外形尺寸：1800×500×2000mm（長(zhǎng)×寬×高），外形為可移動(dòng)式設(shè)計(jì)，帶剎車輪，高品質(zhì)鋁合金型材框架，無(wú)焊接點(diǎn)，安裝拆卸方便，水平調(diào)節(jié)支撐型腳輪。 9、工程化標(biāo)識(shí)：包含設(shè)備位號(hào)、管路流向箭頭及標(biāo)識(shí)、閥門位號(hào)等工程化設(shè)備理念配套，使學(xué)生處于安全的實(shí)驗(yàn)操作環(huán)境中，學(xué)會(huì)工程化管路標(biāo)識(shí)認(rèn)知，培養(yǎng)學(xué)生工程化理念。 |
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| 測(cè)控組成 | 變量 | 檢測(cè)機(jī)構(gòu) | 顯示機(jī)構(gòu) | 執(zhí)行機(jī)構(gòu) |
| 壓力（差） | U型管 | 玻璃管壓差計(jì) | 無(wú) | |
| 中心速度 | 畢托管 | 液柱高度 | 無(wú) | |
| 液體流量 | 轉(zhuǎn)子流量計(jì) | 流量計(jì)就地顯示 | 管路出口閘閥（手動(dòng)） | |
