伯努利方程实验
实验目的：
1、 熟悉流体流动中各种能量和压头的概念及其相互转化关系，加深对伯努利方程的理
解。
2、 观察各项能量（或压头）随流速的变化规律。
基本原理：
不可压缩流体在管内作稳定流动时，由于管路条件的变化，会引起流动过程中三种机械能――位能、动能、静压能的相应改变及相互转换，对于理想流体，在系统内任一截面处，虽然三种能量不一定相等，但是能量之和是守恒的。而对于实际流体，由于存在内摩擦，流体在流动中总有一部分机械能随摩擦和碰撞转化为热能而损耗了。所以对于实际流体，任意两截面上机械能总和并不相等，两者的差值即为机械能损失。
2p1u12p2u2Z1Z2Hf
g2gg2g以上几种机械能均可用测压管中的液贮高度来表示，分别称为位压头、动压头、
静压头。当测压直管中的小孔与水流方向垂直时，测压管内液柱高度即为静压头；当测压孔正对水流方向时，测压管内液柱高度则为静压头和动压头之和。测压孔处流体的位压头由测压孔的几何高度确定。任意两截面间位压头、静压头、动压头总和的差值，则为损失压头。
装置与流程：
A B C D 泵
1为高位水槽； 2为玻璃管； 3为测压管； 4为循环水槽； 5为阀门；6为循环水泵；
操作步骤：
1、 关闭阀5，启动循环泵6，旋转测压孔，观察并记录各测压管中液柱高度h；
2、 将阀5开启到一定大小，观察并记录测压孔正对和垂直于水流方向时，测压管中心
的液柱高度h’和h’’。
3、 继续开大阀5，测压孔正对水流方向，观察并记录测压管中液柱高度h’’； 4、 在阀5开到一定时，用量筒、秒表测定液体的体积流量。
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实验数据记录与处理： 序号 1 2 3 4 阀5 关 开 保持一定开 操作 测压孔方向 旋转各方向 垂直水流方向 正对水流方向 液柱 高度 .h .h’ .h’’ .h’’’ A/mm 7.0 0.0 2.2 549.0 B/mm 4.5 635.5 636.0 505.5 C/mm 3.5 631.3 634.8 494.5 D/mm 639.0 623.5 628.5 451.0 再开大 同上 体积流量测定 次别 1 2 平均 体积/ml 904 869 886.5 时间/s 70.9 70.8 70.85 流量m3/s 1.28×10-5 1.23×10-5 1.25×10-5 流速计算 测压点 A D B 动压头m 0.0022 0.0050 0.0005 平均流速m/s 点流速m/s 0.25 0.03 0.21 0.31 0.10 问题讨论：
1、 关闭阀5时，各测压管内液位高度是否相同，为什么？
答：相同。因为流体静止时，u＝0，ΣHf＝0。所以有Z＋h＝常数。
根据上面的流程图，设ABC的高度为Z，其液体高度分别为hA、hB、hC，则有 hA+Z＝ hB＋Z＝ hC＋Z＝常数，所以hA＝hB＝hC＝h。
2、 阀5开度一定时，转动测压头手柄，各测压管内液位高度有何变化，变化的液位
表示什么？
答：当测压头手柄由正对水流向垂直水流方向转动时，液位高度下降，变化液位可表示动压头。
3、 同上题条件，A、C两点及B、C两点的液位变化是否相同，这一现象说明什么？
答：不相同。因为A、C两点的流速和B点的不一样，而动压头是与流速有关的。
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对于连续稳定流体，ud＝常数，B点的管径比A、C点的大，因此u比较小，因而动压头也比较小。
4、 同上题条件，为什么可能出现B点液位大于A点液位？
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答：因为B点的管径大，根据公式ud＝常数，所以B点的流速小，再根据伯努利方程：
22pAuApBuBZ2Hf ZAg2gg2g而ZA＝ZB，h＝p/ρg 所以hB－hA＝（uA2－uB2）/2g－ΣHf
所以hB> hA。
5、 阀5开度不变，且各测压孔方向相同，A点液位h，与C点液位高度h3之差表
示什么？
答：由伯努利方程：
22pCuCpAuAZCHf ZAg2gg2g而A点管径和C点管径相同，所以uA＝uC；同时ZA＝ZC
所以A点液位与C点液位之差就表示ΣH
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