伯努利方程实验思考
题
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答案
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1(测 压 管 水 头 线 和 总 水 头 线 的 变 化 趋 势 有 何 不 同 ,为 什 么 ,
答:测 压 管 水 头 线(P-P)沿 程 可 升 可 降 。而 总 水 头 线(E-E)沿 程 只 降 不 升 。这 是 因 为 水 在 流 动 过 程 中 ，依 据 一 定 边 界 条 件 ，动 能 和 势 能 可 相 互 转 换。 测 点5 至 测 点7， 管 收 缩， 部 分 势 能 转 换 成 动 能， 测 压 管 水 头 线 降 低。 测 点7至 测 点9，管 渐 扩，部 分 动 能 又 转 换成 势 能 ，测 压 管 水 头 线 升 高 。而 据 能 量 方 程E1=E2+hw1-2, hw1-2为 损 失 能 量 ，是 不 可 逆 的 ，即 恒 有 hw1-2>0，故 E2恒 小 于E1，(E-E)线 不 可 能 回 升。(E-E) 线 下 降 的 坡 度 越 大 ，即J越 大 ，表 明 单 位 流 程 上 的 水 头 损 失 越 大 ，如 图2.3的 渐 扩 段 和 阀门 等 处 ，表 明 有 较 大 的 局 部 水 头 损 失 存 在 。
2(流 量 增 加 ，测 压 管 水 头 线 有 何 变 化 ,为 什 么 ,答:有 如 下 二 个 变 化 :
(1)流 量 增 加 ，测 压 管 水 头 线(P-P)总 降 落 趋 势 更 显著。这 是 因 为 测 压 管 水 头， 管 道 过 流 断 面 面 积A为 定 值 时 ，Q增 大 ，就 增 大 ，而 且 随 流 量 的 增 加 阻 力损 失 亦 增 大 ，管 道 任 一 过 水 断 面 上 的 总 水 头 E相 应 减 小 ，故 的 减 小 更 加 显 著 。
(2)测 压 管 水 头 线(P-P)的 起 落 变 化 更 为 显 著 。 因 为 对 于 两 个 不 同 直 径 的 相 应 过 水 断 面 有
式 中 为 两 个 断 面 之 间 的 损 失 系 数 。管 中 水 流 为 紊 流 时 ， 接 近 于 常 数 ，又 管 道 断 面 为 定 值 ，故Q增 大 ，H亦 增 大 ，(P-P)线 的 起 落 变 化 就 更 为 显 著 。
3(测 点2、3和 测 点10、11的 测 压 管 读 数 分 别 说 明 了 什 么 问 题 ,
答:测 点2、3位 于 均 匀 流 断 面 (如图) ，测 点 高 差0.7cm，HP=均 为 37.1cm(偶 有 毛 细 影 响 相 差0.1mm)，表 明 均 匀 流同 断 面 上 ，其 动 水 压 强 按 静 水 压 强 规 律 分 布 。测 点10、11在 弯 管 的 急 变 流 断 面 上 ，测 压 管 水 头 差 为7.3cm，表 明 急 变流 断 面 上 离 心 惯 性 力 对 测 压 管 水 头 影 响 很 大 。 由 于 能 量 方 程 推 导 时 的 限 制 条 件 之 一 是“质 量 力 只 有 重 力”，而在 急 变 流 断 面 上 其 质 量 力 ，除 重 力 外 ，尚 有 离 心 惯 性 力 ，故 急 变 流 断 面 不 能 选 作 能 量 方 程 的 计 算 断 面 。在 绘制 总 水 头 线 时 ，测 点10、11应 舍 弃 。
4(由 毕 托 管 测 量 显 示 的 总 水 头 线 与 实 测 绘 制 的 总 水 头 线 一 般 都 有 差 异 ， 试 分 析 其 原 因 。
答:与 毕 托 管 相 连 通 的 测 压 管 有1、6、8、12、14、16和18管 ，称 总 压 管 。总 压 管 液 面 的 连 续 即 为 毕 托 管 测 量 显 示 的 总 水 头 线 ，其 中 包 含 点 流 速 水 头 。而 实 际 测 绘 的 总 水 头 是 以 实 测 的 值 加 断 面 平 均 流 速 水 头v2/2g绘 制 的 。据 经 验 资 料 ，对 于 园 管 紊 流 ，只 有 在 离 管 壁 约 0.12d的位 置 ，其 点 流 速 方 能 代 表 该 断 面 的 平 均 流 速 。由 于 本 实验 毕 托 管 的 探 头 通 常 布 设 在 管 轴 附 近 ，其 点 流 速 水 头 大 于 断 面 平 均 流 速 水 头 ，所 以 由 毕 托 管 测 量 显 示 的 总 水 头线 ，一 般 比 实 际 测 绘 的 总 水 线 偏 高 。
因此，本实验由1、6、8、12、14、16和18管所显示的总水头线一般仅供定性分析与讨论，只有按实验原理与方法测绘总水头线才更 准 确 。
浙公网安备 33021202002483