流体力学泵与风机实.pdf

流体力学泵与风机实验指导 朱翠兰 编 实验一? 静止液体压力分布规律演示?.............................................?2? 实验二? 伯努利方程演示实验?.........................................................?3? 实验三? 流体流动型态及临界雷诺数的测定?.................................?6? 实验四? 管路流体阻力的测定?.........................................................?8? 实验五? 离心泵特性曲线的测定?...................................................?12? 实验一 静止液体压力分布规律演示 一 实验目的 1 加深对静力学的基本方程式及等压面概念的理解； 2 观察封闭容器内静止液体表面压力及其液体内部某空间点上的压力； 3 观察压力传递现象。 二 演示原理 对密封容器的液体表面加压时，设其压力为 P0，即 P0Pa，从 U 形管可以看到有压差 产生，U 形管与密封容器上部连通的一面，液面下降，而与大气相通的一面，液面上升，由 此可知液面下降的表面压力 P0，即 P0=Pa+ρgh，h 是 U 形管液面上升的高度。当密封容器内 压力 P0 下降时，U 形管内的液面呈现相反的现象，即 P0Pa，这时密封容器内液面压力 P0=Pa-gh，h 为液面下降的高度。 如果对密封容器的液体表面加压时，其容器内部的压力向各个方向传递，在右侧的测压 管中，可以看到由于 A、B 两点在容器内的淹没深度 h 不同，在压力向各点传递时，先到 A 点后到 B 点，在测压管中反应出的是 A 管的液柱先上升而 B 管的液柱滞后一点也在上升、 当停止加压时，A、B 两点在同一水平面上。即静止液体中任一点上的压力，在任何方向上 的大小都相等。 三 实验装置简介 本实验装置主要由密封容器、加压器、两支测压管及一 支 U 形管等组合而成，实验装置如图所示。 四 演示步骤 1 关闭排气阀，用加压器缓慢加压，U 形管出现压差， 加压的同时，观测右侧 A、B 管的液柱上升情况。 2 打开排气阀，使液面恢复到同一水平面上，关闭排气阀打 图 1 实验装置图 开密封容器底部水门，放出部分水，造成容器内压力下降。 五 讨论 1 为什么 P0 为表压或真空值？ 2 用该设备是否可以测出其它液体的密度或比重？为什么？ 实验二 伯努利方程演示实验 一 实验目的 流动流体所具有的总能量，是由各种形式的能量所组成，并且各种形式的能量之间又可 相互转换，当流体在导管内作定向流动时，在导管的各截面之间的各种形式机械能的变化规 律，可由机械能衡定基本方程来表达。这些规律对于解决流体流动过程的管路计算，流体压 强、流速与流量的测量，以及流体输送等问题，都有着十分重要的作用。 本实验采用一种称之为伯努利实验仪的简单装置，实验观察不可压缩流体在导管内流动 时的各种形式机械能的相互转换现象，并验证机械能衡定方程（伯努力方程）。通过实验， 加深对流体流动过程基础原理的理解。 二 实验原理 对于不可压缩流体，在导管内作定常流动，系统与环境又无功的交换时，若以单位质量 流体为考察对象，则对确定的系统即可列出机械能守恒方程： 若以单位重量流体为考察对象，则又可以表达为： Pu22 Pu gZ ++11 =gZ ++ 2 2 +h J ? kg ?1 (1)