文档介绍：流体力学实验——,对实验中出现的现象进行分析,加深对能量方程的理解。。。;。,其受力情况如图1所示。微元体所受的重力为:微元体两端面所受压力差为:图1微元体在定常流动条件下的加速度为:(注:定常流动条件下速度不随时间变化)沿微元体速度方向建立受力平衡方程:因为:可得:,考虑到定常流动中,、、跟时间无关,仅与有关。所以有:上式即为重力场中,理想液体沿流线作定常流动时的运动方程,即欧拉运动方程。:或对流线上任意两点且两边同除以g可得:以上两式即为理想液体微小流束作定常流动的伯努利方程。第一式表明理想液体作定常流动时,沿同一流线对运动微分方程的积分为常数,沿不同的流线积分则为另一常数。这就是能量守恒规律在流体力学中的体现。第二式表明理想液体作定常流动时,液体微小流束中任意截面处液体的总比能(即单位重量液体的总能量)为一定值。,液体在流动过程中会因内摩擦产生能量损耗,将损耗考虑到理想液体伯努利方程中可得实际液体流束的伯努利方程::考虑到当截面的流动为缓流时为常数,用比较容易测量的截面平均流速代替,定义动能修正系数:定义平均能量损耗:可得:。其原理如下:弯成直角的玻璃管两端开口,一端开口面向来流,另一端的开口向上,管内液面上升到高出河面,水中的A端距离水面。A端形成一驻点,驻点处压强称为驻点压强,或称总压,它应等于玻璃管内单位面积上液柱的重力,即;另一方面,驻点A上游的B点未受测管影响,且和A点位于同一水平流线上。应用伯努利方程对B、A两点列出下式:式中,,所以有:事实上,在A点侧到的驻点压强是与未受扰动的B点的总压相同的,因此,只要测得某点的总压和静压,就可求得该点的流速。上述这种测总压的管子叫皮托管。需要注意的是,这里的静压并不是静止流体中的压强,而是流动流体中的压强,称其为静压只是用来区别动压。在测量封闭管道流体内静压时,如果流体的静压强沿管道横截面的变化可以忽略不计(例如气体在直管道内流动或者液体在直径不大的直管内流动),则可在管壁上开一小孔安装测压管,如图2所示。当流体静压强沿管道横截面的变化不能忽略时,变可用直角测压管测量,其外形和皮托管相仿,只是直角弯管的迎流端不开孔,而在迎流端之后的适当距离沿圆周开设测孔,以测流体静压。在工程应用中,常将静压管和皮托管组合成一体,称为皮托-静压管或动压管,其剖面示意图如图3所示。静压管包围着皮托管,在驻点之后适当距离的外壁上沿圆周钻几个小孔,称为静压孔。将静压管的通路和皮托管的通路分别连接于压差计的两端,压差计给出总压和静压的差值,从而可得测点流速。,等水充满管道后,关闭调节阀1,这时观察能量方程实验管上各个测压管的液柱高度是否相同,因为实验管内的水没有