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不可压缩流体恒定流能量方程实验

实验目的

1.验证流体恒定总流的能量方程；

2.观察恒定流情况下，有压管流的能量转换特性；

3.测定并绘制管道的测压管水头线和总水头线。

二、 实验原理

对于有压管中的恒定流动，在实验管路中沿管内水流方向取n个满足渐变流条件的过水断面。可以列出进口断面（1）至另一断面(i=2,3,4)的能量方程式：

Z

1

+

P

1

ρg

+

V

1

2

2g

=

Z

i

+

P

i

ρg

+

V

i

2

2g

+

h

L1?i

式中：z—位置水头；

P

ρg

—压强水头；

v2

2g

—流速水头；

hL—进口断面（1）至另一个断面（i）的能量损失。

从已设置的各断面的测压管中读出测压管水头（z+P/ρg），通过体积时间法测出管路流量，计算出不同管段断面平均流速V和流速水头V2/2g，从而得到各断面的测压管水头和总水头。

三、实验装置

四、实验步骤

1.熟悉实验设备，分清哪些测管是普通测压管，哪些是毕托管测压管，以及两者功能的区别。测点依次记为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，测压管依次记为1、2、3、4、5、6、7、8。观察管道内径的大小，并记录各测点管径至表4中。

2.打开供水水箱开关，当实验管道充满水时反复开或关流量调节阀，排除管内气体或测压管内的气泡，并观察流量调节阀关闭时所有测压管水面是否平齐（水箱溢流时 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 ）

测压管编号

2

4

6

8

流量Q（m3/s）



第一组













第二组













第三组













表3 毕托管测点总水头

测压管编号

1

3

5

7

流量Q（m3/s）



第一组













第二组













第三组















表4 各断面速度水头

管径d（mm）

面积A（cm2）

第一组流量

Q= m3/s

第二组流量

Q= m3/s

第三组流量

Q= m3/s







V（m/s）

V2/2g（m）

V（m/s）

V2/2g（m）

V（m/s）

V2/2g（m）



d1=14

















d2=24



















表5 各断面总水头 （单位：m）

测点编号

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

流量Q（m3/s）



第一组













第二组













第三组















2. 根据最大流量时的数据分别绘制总水头线和测压管水头线。二者沿管道变化趋势有何不同？为什么？

3. 当流量增加时测压管水头线如何变化？为什么？

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