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-1-实验一伯努利实验一、实验目的1、观察阀门开度不同时各测压管水头和总水头值;2、绘制实验管路测压管水头线与总水头线沿程变化规律曲线,进一步理解位能、压能、动能及能量损失之间的相互转化关系;3、掌握流速、流量、压强等水力学要素的实验测量技能。二、实验装置及基本原理1、水箱2、水泵3、回流阀4、供水管5、回水管6、摆头7、调节阀8、活动测头9、水位计10、标尺11、上水管12、上水箱14、排污16、大透试管17、弯管18、小透明管水泵将水送到上水箱,然后流经小透明管18、大透明管16、弯管17,最后回到下水槽,水泵为单向电机驱动的漩涡,在整个试验过程中,上水箱都必须保证有溢出,以使流动系统的进口水位保持稳定,测压管的流量用阀7进行调节,阀7全开时流量可能过大,以致测压管负压,吸入空气,因此在阀7前端的管口内有一塑料节流孔,利用这节流孔的节流作用,限制最大流量。因为采用的水泵是旋涡泵,这种水泵不能关小出口阀的办法控制流量而需用回流的方法控制,回流通过阀3调节。实验时先将阀3全开,此时去上水箱的流量最小,然后逐步关小阀3,使测管最大流量时上水箱的溢流口仍有少量溢流即可,以后阀3的开度固定不必-2-每次都调节。测压管各点上的压强,有活动测头8、水位计9测量,活动测头有一小管伸入透明测管内,小管末端封闭,而管身上钻有一个小测压孔,该孔处于透明测压管的中心线上,试验时,当小孔正对水流方向时,测得的是总压;而垂直水流方向测得的是测压管水头。测压管的流量通过活动摆头6用体积法进行测量。三、实验步骤1、实验前的准备(1)检查零流速时,各水位记高度是否一致,如不一致,可能是测管内有汽泡或者安装高度不一致,应采取相应措施进行处理。(2)合上水泵电源开关,如水泵不动,应即停电检查。(3)检查当阀7全开时,上水箱是否仍有溢出,如无溢出,应适当关小阀3。(4)检查摆头是否灵活。2、实验进行(1)首先记录调节阀全关时的水位,即零流量水位及实验水温。(2)调节阀7使流动系统处于某一稳定进行状态。(3)测量各测点总压和静压,并将数据计入附表。(4)利用秒表和量筒测量该状态下通过测压管的流量(5)若要几个状态的值,重复上述步骤(6)实验结束时,先关阀7后关泵。四、实验报告要求1、实验目的2、实验原理3、实验步骤4、由记录的原始数据,画出能量(水头)沿测量的变化的曲线图,并用伯努利方程分析各点能量的变化情况(变化的原图及大小)五、成果分析及讨论1、测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同?为什么?2、流量增加,测压管水头线有何变化?为什么?-3-原始数据记录表实验水温:零流量水位:序号测头指向各测头水位(mm)流量(升/秒)123456体积(升)时间(秒)1正对流垂直流2正对流垂直流3正对流垂直流附图不同流量下的能量(水头)线(用------表示总水头)(用表示测压管水头)-4-实验二阻力实验一、实验目的掌握沿程阻力系数和弯头局部阻力系数的测定方法。二、实验装置及原理采用离心泵性能测试装置做该实验因为:gcdlhf22;gchj22所以:只要测出L、d、c、fh和jh就能求出和的值。流量用涡轮流量计测取,fh和jh用门形压差计测得。具体使用方法参考实验有关章节。为了得到不同流动状态的和值,改变流量的大小并计算出相应状态下的雷诺数。则可以绘出-eR及-eR的关系曲线。三、实验步骤离心泵性能测试装置:1、的测量(1)将直管段测点压力信号引至门形压差计(2)启动水泵,投入正常运转。(3)开大水泵出口阀至某一开度,将该状态下流量计、门形压差计读数记入表1。(4)重复步骤(3),分别测出八组不同流量下的有关数值。2、的测定(1)将弯头两侧点压力信号引至门形压差计。(2)调节水泵出口阀,使水泵处于不同状态下运转,并记下各状态流量计、门形压差计的读数,填入表2。(3)停止水泵运转四、计算公式1、流量及流速的计算根据涡轮流量计原理可知:-5-1000fQsm3式中:f――――流量计示值,赫兹――――流量系数,1/升因为:cdQ241所以:24dQcsm式中:d――――管内径,m2、和的计算22lcgdhf22cghj式中:L――――直管段两测点距离,m3、雷诺数的计算cdRe五、数据处理整理表1及表2,并根据计算出eR、和的在双对数坐标纸上绘制-eR及-eR的关系曲线。数据处理及计算所需原始数据如下:实验管子:公称直径D=40mm,实际直径=36.50mm;直管段两测点距离L=2.00m流量计用10档时,=69.981/升六、报告要求1、整理出表1及表2的结果-6-2、在双对数坐标纸上绘出-eR及-eR的关系曲线。3、试叙述实验管装得不水平,对实验结果的正确性有没有影响。4、通过本实验:你有什么新认识表1:沿程阻力系数测试记录表序号流量计压差测定值计算结果备注示值高压测低压测压差eR12345678表2:弯头的局部阻力系数测试记录表序号流量计压差测定值计算结果备注示值高压测低压测压差eR12345678-7-阻力实验(2)一、实验目的沿程阻力系数和局部阻力系数是管道系统中用以计算能量损耗的重要参数,它的数值大小遵循着一定的规律,实验目的是通过测定和了解和掌握这些参数的规律。二、实验装置及原理采用伯努利方程仪测试装置做该实验装置:主要有水泵、水箱、玻璃管组成。流程:水泵把下水箱的水送入高位槽口,然后流经透明管进行测定最后回到下水箱。原理:根据公式:22lcgdhf22cghjcdRe三、数据的测量1、损失用两玻璃管之间的高度差来测量;2、平均流速:用秒表和量筒先测出流量,再换算出流速。3、测温度查表四、实验准备工作1、检查零流速时各水位计高度是否一致;2、合上水泵电源开关;3、检查流量调节阀全开时上水箱是否仍有溢出,若无溢流应适当关小回流阀。五、实验进行1、调节阀7使流体流动处于某一稳定状态;-8-2、测量各测点水位并记入表中;3、利用秒表和量筒测量该状态下通过测量管的流量;4、若要几个状态的值,则重复上步骤5、实验结束时先关调节阀再关泵。六、实验报告要求1、实验目的、原理、装置2、整理出表1的结果记入表2表1的结果根据以下公式整理251210103.12lQhdf24910103.12Qhdj1、2号测头距离0.25米,3.4号测头距离0.5米,大管内径21.2mm,左小管内径12.9mm,右小管内径13.4mm表1实验水温:零流速水位:序号各测头水位流量123456体积(升)时间(秒)1234表2序号1、2号测头3、4号测头5、6号测头QeReReR1234-9--10-实验三离心泵性能测定实验一、实验目的1、了解离心泵的特性和结构及工作原理。2、掌握离心泵的特性曲线的测定方法;制出该泵在恒定转速下的扬程—流量(H-Q)曲线;轴功率—流量(P-Q)曲线及泵效率—流量(η-Q)曲线;3、学会离心泵操作方法和泵特性曲线的应用。4、了解流量仪表、测功装置的原理及操作使用方法,进一步巩固离心泵的有关知识。二、实验装置介绍本实验用离心泵进行实验,其装置如图所示,离心泵用三相电动机带动,水从水池吸入,经整个管线返回水池。在吸入管进口处装有进口阀2,在泵的吸入口和出口分别装有真空表4和压力表5,以测量离心泵的进出口处压力;泵的出口管路装有流量计用做流量测量,并装有出口阀3以调节流量。本实验用马达-天平测功器测定轴功率。1、离心泵2、泵进口阀3、泵出口阀4、真空表5、压力表6、转速表7、转速传感器8、冷却风扇9、加水旋塞10、测压法兰11、弯头12、流量显示仪表13、流量变送器14、计量槽15、水槽16、温度计三、实验原理水从水槽经阀门吸入水泵,工作后由摆头式出水管排出水槽。水槽通大气,此装置称为“开式实验台”。进行实验时,通过改变出口阀的开度以达到逐渐改-11-变水泵的流量,从而使扬程、轴功率和效率相应的逐渐发生改变。在各流量下记录各有关表记的示值,并经换算,汇成图表,便可以得到随流量的改变而变化的一组性能曲线。离心泵的主要性能参数有流量Vq、扬程H、效率η和轴功率P,通过实验测出在一定的转速下H-Vq、P-Vq及η-Vq之间的关系,并以曲线表示,该曲线称为离心泵的特性曲线。特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用离心泵的重要依据。1、流量的测量:用涡轮流量变送器感应流量的变化,并经流量计显示仪表将流量值显示出来。)/(6.3)/(3hmfsLfqv式中:f――――流量计显示仪表(频率计)示值赫兹――――流量系数1/升2、扬程H的计算:由进口真空表和出口压力表的读数换算出。105.73512ppH(m)式中:2p――――出口压力表示值kgf/cm21p――――进口真空表示值mmHg3、轴功率P的计算:采用马达—天平式测功机,测得天平的荷重后再计算出轴功率20001npp(kw)式中:P1-―――加入的砝码重量(kg)n――――马达转速(r/min)-12-4、效率η计算式:PHqv1025、换算为指定转速下的数值mvmvnnqq2mmnnHH3mmnnPP四、注意事项:1、水泵启动前不要忘记先取下天平的砝码盘。2、马达-天平的平衡锤位置调好后,不要随便移动。3、注意水泵的转动方向是否正确。4、检查水泵填料处滴水是否正常(以60滴/分左右为宜)。5、流量计读数从0开始先用×5档,到读数达到200时,换用×10档。五、实验步骤:1、先取下天平的砝码盘,将计量槽装满水,关闭进口阀,开旋塞,打开出口阀,待水泵灌满水后,关闭出口阀,用手盘动联轴器,看有否卡住现象及杂音。2、合闸起动电动机。缓慢开启进口阀,让水泵空转。测定流量Q=0时的有关数据,但空转不能超过4分钟。3、挂上马达-天平的砝码盘,将准星转至实验位置。在砝码盘上家入合适的砝码,使测功臂的针尖正对准星。4、读出流量计、进口真空表、出口压力表、转速表及天平里砝码总重量的数值,并计入表1。5、缓慢开启出水阀门(开度很小),读数75左右,将水泵投入正常运行,并打开水封管阀门。将进口阀水槽灌满后,即关闭水封管阀。6、在天平的砝码盘内再加入合适的砝码,使测功臂臂指向零位。7、读出并记下流量计示值。进口真空、出口压力、转速天平荷重的数值。8、稍微开大出口阀门,重复上两步。9、重复上步,测出并记下8组不同流量下的有关参数值(注意流量计换挡)。10、先关闭水泵出水阀门,再停止起动机。11、整理数据,绘制性能曲线。六、数据记录及处理:-13-测试对象:1.5BA-6型离心泵(佛山水泵厂产品)叶轮直径:129mm,实验水温:0-40℃测功机测功臂长:0.4809m流量系数:=68.9(1/升)(5档)=70.53(1/升)(10档)表1序号流量计示值f(赫)进口真空1p(mmHg)出口压力2p(kgf/cm2)转速(r/m)天平荷重p(g)备注12345678-14-表2描绘特性曲线图序号实测值换算到n=2900时的值vq(l/s)H(m)P(kw)(%)vmq(l/s)vmq)/(3hmmH(m)Pm(kw)(%)12345678-15-附录:马达――天平测功原理对图中1、2两截面列伯努利方程;2211221222wupupzHzhgggg由于两测点之间管路很短,摩擦阻力损失可以忽略不计。将两测点处管径看作一致,流速12uu,于是:2121()ppHzzgg或2121()ppHzzH----扬程或压头(m)2z、1z------1、2两点高度----流体的重度(kgf/3m)2p、1p------测点压强22210apphp2p------出口测点压力表示值(2kgfcm),ap-------大气压强(20mH)112010735.6apPphh(120hhh)-16-1p-----进口测点真空表示值(mmHg)210zzh12()10735.6PHp
本文标题:实验一---伯努利实验
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