一、实验目的
- 通过实验加深对流体在管内流动中各种能量、压头的概念及各种能量之间相互转换关系的理解，在此基础上掌握机械能衡算方程；
- 观察流体通过扩大、收缩管段时，各截面上的静压头的变化；
- 了解流体通过某截面的动压头。
二、实验任务
- 测量几种情况下的压头，并作分析比较；
- 测定管中水的平均流速和不同管径处的点速度，并作比较。
三、基本原理
- 流动的流体具有位能、动能、压力能，它们可以相互转换。粘度为零的理想流体，因为不存在摩擦损失，因此在同一管路的任何截面上，尽管三种机械能彼此不一定相等，但这三种机械能的总和是相等的。
- 实际流体因为存在内摩擦，流动过程中总有一部分机械能因摩擦和碰撞，使部分能量转化为热能。转化为热能的机械能是不能恢复的，因而被损失掉。所以对实际流体来说，两个截面上的机械能的总和是不相等的，两者的差额就是流体在这两个截面之间因摩擦和碰撞损失了的机械能。因此，在进行机械能的衡算时，必须将这部分损失的机械能加到下游的截面上去，流体在两截面上的机械能总和才相等。
- 上述几种机械能都可以用测压管中的液体柱的高度来表示。在流体力学中，把表示各种机械能的流体柱高度称之为“压头”。表示位能的，称为位压头；表示动能的，称为动压头（或速度压头）；表示压力能的，称为静压头（或压强压头）；损失的机械能称为损失压头（或摩擦压头）。
- 当测压管上的小孔（即测压孔的中心线）与水流方向垂直时，测压管内液位高度（从测压孔算起）即为静压头，它反映测压点处液体压强的大小。测压孔处液体的位压头则由测压孔的几何高度决定。
- 当测压孔转为正对水流方向时，测压管内液位将因此上升，所增加的液位高度，即为测压孔处液体的动压头，它反映出该点水流动能的大小。这时测压管内液位总高度则为静压头与动压头之和。
- 任何两个截面之间，位压头、动压头、静压头三种总和的差值为压头损失，它表示液体流经这两个截面之间时的机械能的损失。
四、实验装置基本配置
- 操作平台 1个
- 回流水箱 1个
- 高位水箱 1个
- 循环管系 1套
- 循环水泵220V 1套
- 流量调节阀 1个
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