能量方程实验

伯努利能量方程实验指导书

一、实验目的

1、观察流体流经能量方程试验管的能量转化情况，对实验中出现的现象进行分析，加深对能量方程的理解。

2、掌握一种测量流体流速的方法。

3、验证静压原理。

二、实验装置

实验装置如图1所示，在实验桌上方放有稳压水箱、实验管路、毕托管、测压管、压差板、控制阀门和计量水箱。实验桌的侧下方则放置有供水箱及水泵。

图 1

三、实验原理

不停运动着的一切物质，所具有的能量也在不停转化。在转化过程中，能量只能从一种形式转化为另一种形式，即遵守能量守恒定律。流体和其他物质一样，也具有动能和势能两种机械能，流体的动能与势能之间，机械能与其它形式的能量之间，也可互相转化，其转化关系，同样遵守能量转换守恒定律。

当理想不可压缩流体在重力场中沿管线作定常流动时，流体的流动遵循伯努力里能量方程。即

常数

=2

u 2g +γp +

Z

式中：z —位置水头

压力水头

速度水头p γ

2g u 2

实际流体都是有粘性的，因此在流动过程中由于磨擦而造成能量损失。此时的能量方程

变为：

其中能量损失hw是由沿程磨擦损失hf和局部能量损失hj两部分组成。

本实验就是通过观察和测量对流体在静止与流动时上述的能量转化与守恒定律的验证。

四、实验操作

1、验证静压原理：启动水泵，等水罐满管道后，关闭两端阀门，这时观察能量方程实验管上各个测压管的液柱高度相同，因管内的水不流动没有流动损失，因此静止不可压缩均布重力流体中，任意点单位重量的位势能和压力势能之和保持不变，测点的高度和测点的前后位置无关。

2、测速：能量方程实验管上的每一组测压管都相当于一个皮托管，可测得管内任意一点的流体点速度，本实验台已将测压管开口位置设在能量方程实验管的轴心，故所测得动压为轴心处的，即最大速度。

根据以上公式计算某一工况各测点处的轴心速度和平均流速添入表格，可验证出连续性方程。对于不可压缩流体稳定的流动，当流量一定时，管径粗的地方流速小，细的地方流速大。

3、观察和计算流体、流径，能量方程实验管对能量损失的情况：在能量方程实验管上布置四组测压管，每组能测出全压和静压，全开阀门，观察总压沿着水流方向的下降情况，说明流体的总势能沿着流体的流动方向是减少的，改变给水阀门的开度，同时计量不同阀门开度下的流量及相应的四组测压管液柱高度，进行记录和计算。

能量方程实验管工况点实验数据记录：

五、数据处理、讨论分析

1、绘制工况2总水头趋势线。

2、绘制工况3压强水头趋势线。

3、计算C点在三个工况下的流速。

4、测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？

5、为什么急变流断面不能被选作能量方程的计算断面？

6、实验开始前测压管水头线不在同一水平线上的原因有什么？

伯努利方程综合实验【能量方程实验】——推荐优质的流体力学实验仪器之一

以下是杭州源流科技毛根海教授团队研发的一系列实验仪器的简单介绍。 名称：自循环伯努利方程综合实验（能量方程实验） 型号：MGH-ZN 2-2-3 一、主要功能： 1、流量电测实时显示与手测功能并存，实验内容多功能。 2、定量测量实验——验证伯努利方程。 3、定性分析实验——演示测压板直接显示的总水头线与测压管水头线，均匀流与非均匀流断面上动压强分布以及沿程能量转换规律等。 4、设计性实验——变水位对喉管真空度影响。 5、验证等Re数下达西公式；验证局部水头损失公式；展示断面平均流速与点流速之间关系；文丘里流量计应用机理及实践。 二、主要配置及技术参数： 1、美国原装进口精密传感器，教学专用实时数显管道式流量仪，经重量法标定误差1%FS。 2、计算机型实验桌。 3、水泵采用ABS全封闭防水绝缘安全外壳，抗腐蚀机芯，安全耐用，功率

30W,扬程2m。有机玻璃蓄水箱与恒压供水器。 4、测流速毕托管7只，有12测点的变高程变管径的实验管道，强化了位能、压能、动能之间能量转换的直观效果。 5、自循环管阀，有滑尺与校准镜面的可调式19管测压计。 6、配套高教社出版的，并由公司董事长及技术领衔人毛根海教授主编的配套教材。 7、能自动绘制水头线的数据处理软件。 8、拥有原创自主知识产权。提供实验报告测试样本（可作调试验收标准）。 9、配套能量（伯努利）方程实验WEB网络版实验虚拟仿真CAI软件，基于互联网+，电脑、IPAD、手机都可通过其上的WEB浏览器访问做实验，不需下载APP，网上实验真正做到了24小时全开放，方便学生实验虚实结合，真实具有网络虚拟仿真测量，记录，后台强大的逻辑计算功能，随时随地进行实验预习和复习。 公司针对毛根海教授在浙江大学期间发明的系列流体力学水力学实验仪器

伯努利方程实验

伯努利方程实验 一、目的和要求 1、 熟悉流体流动中各种能量和压头的概念及其相互转换关系，在此基础上，掌握柏努利方程； 2、 观察流速变化的规律； 3、观察各项压头变化的规律。 二、实验原理 1、流体在流动中具有三种机械能：位能、动能、静压能。当管路条件如管道位置高低、管径大小等发生变化时，这三种机械能就会相应改变以及相互转换。 2、如图所示，不可压缩流体在导管中做稳态流动，由界面1-1’流入，经粗细不同或位置高低不同的管道，由截面2-2’流出：以单位质量流体为基准，机械能衡算式为： 式中：u l 、u 2一分别为液体管道上游的某截面和下游某截面处的流速，m ／s ； P 1、P 2一分别为流体在管道上游截面和下游截面处的压强，Pa ； z l 、z 2一分别为流体在管道上游截面和下游截面中心至基准水平的垂直距离，m; ρ一流体密度，Kg ／m 3 ； g 一重力加速度，m ／s 2 ； ∑h f 一流体两截面之间消耗的能量，J ／Kg 。 3、∑h f 是流体在流动过程中损失的机械能，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损耗（不能恢复），因此各截面上的机械能总和不相等，两者之差就是流体在这两截面之间流动时损失的机械能。 4、对于理想流体（实际上并不存在真正的理想流体，而是一种假设，对解决工程实际问题有重要意义），不存在因摩擦而产生的机械能损失，因此在管内稳定流动时，若无外加能量，得伯努利方程： 22112212 22u p u p z g z g ρρ ++=++式② 表示1kg 理想流体在各截面上所具有的总机械能相等，但各截面上每一种形式的机械能并不一定相等，各种形式的机械能可以相互转换。式①时伯努利方程的引伸，习惯上也称为伯努利方程（工程伯努利方程）。 5、流体静止，此时得到静力学方程式： 1 2 1221 () p p z g z g P P gh ρρ ρ + =+ =+或式③ 所以流体静止状态仅为流动状态一种特殊形式。 6、将式①中每项除以g ，可得以单位重量流体为基准的机械能守恒方程： 22 112212 22f u p u p z g z g h ρρ ++=+++∑式① 22112212 f u p u p z z H ++=+++式④

水力学实验报告思考题答案(供参考)

水力学实验报告 实验一流体静力学实验 实验二不可压缩流体恒定流能量方程（伯诺利方程）实验 实验三不可压缩流体恒定流动量定律实验 实验四毕托管测速实验 实验五雷诺实验 实验六文丘里流量计实验 实验七沿程水头损失实验 实验八局部阻力实验 实验一流体静力学实验 实验原理 在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程 或 (1.1) 式中：z被测点在基准面的相对位置高度； p被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同； p0水箱中液面的表面压强； γ液体容重； h被测点的液体深度。 另对装有水油（图1.2及图1.3）U型测管，应用等压面可得油的比重S0有下列关系： (1.2) 据此可用仪器（不用另外尺）直接测得S0。 实验分析与讨论

1.同一静止液体内的测管水头线是根什么线？ 测压管水头指，即静水力学实验仪显示的测管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测压管液面的连线。实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2.当P B<0时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。 ，相应容器的真空区域包括以下三部分： (1)过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。 (2)同理，过箱顶小水杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区域。 (3)在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。 3.若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定γ0。 最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度h和h0，由式，从而求得γ0。 4.如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？ 设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算 式中，为表面张力系数；为液体的容量；d为测压管的内径；h为毛细升高。常温(t=20℃)的水，=7.28dyn/mm，=0.98dyn/mm。水与玻璃的浸润角很小，可认为cosθ=1.0。于是有 (h、d单位为mm)

伯努利方程-实验报告

伯努利方程仪实验报告 实验人 XXX 合作者 XXX 合作者 XXX XX年X月XX日 一、实验目的 1.观察流体流经能量方程试验管的能量转化情况，对实验中出现的现象进行分析，加深对能量方程的理解； 2.掌握一种测量流体流速的原理； 3.验证静压原理。 二、实验设备 本实验台由压差板、实验管道、水泵、实验桌和计量水箱等组成。 图- 1伯努利方程实验台 1.水箱及潜水泵 2.上水管 3.电源 4.溢流管 5.整流栅 6.溢流板 7.定压水箱 8.实验细管 9. 实验粗管10.测压管11.调节阀12.接水箱14回水管15.实验桌 1

三、 实验前的准备工作： 1．全开溢流水阀门 2．稍开给水阀门 3．将回水管放于计量水箱的回水侧 4．接好各导压胶管 5．检验压差板是否与水平线垂直 6． 启动电泵，使水作冲出性循环,检查各处是否有漏水的现象。 四、 几种实验方法和要求： 1. 验证静压原理： 启动电泵，关闭给水阀，此时能量方程试验管上各个测压管的液柱高度相同，因管内的水不流动没有流动损失，因此静水头的连线为一平行基准线的水平线，即在静止不可压缩均匀重力流体中，任意点单位重量的位势能和压力势能之和（总势能）保持不变，测点的高度和测点位置的前后无关，记下四组数据于表-2的最下方格中。从表-2中可以看出，当水没有流动时，测得的的静水压头基本上都是35.5cm ，验证了同一水平面上静压相等。 2. 测速： 能量方程试验管上的四组测压管的任一组都相当于一个毕托管，可测得管内任一点的流体点速度，本试验已将测压管开口位置在能量方程试验管的轴心，故所测得的动压为轴心处的，即最大速度。 毕托管求点速度公式： gh V B 2= 利用这一公式和求平均流速公式（F Q V /=）计算某一工况（如表中工况2平均速度栏）各测点处的轴心速度和平均流速得到表-1 表- 1 注：该表中数据由表-2中第一行数据计算得到 从表-1中我可以看到在细管测得的速度大，在粗管测得的速度小；在细管中测得的点速度比平均速度小，这可能是比托管的管嘴没有放在玻璃管管中心，或者比托管管嘴没有正对液体流向，使得总压与静压的差值小于实际值；在粗管测得的点速度比平均速度大，可能是因为在粗管，比托管更容易放在玻璃管中心，测得的点速度比平均速度大是正常的，因为如果是层流的话，流速沿半径方向呈抛物线分布。

伯努利方程实验报告

不可压缩流体能量方程(伯努利方程)实验 一、实验目的要求： 1、掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技术； 2、验证流体定常流的能量方程； 3、通过对动水力学诸多水力现象的实验分析研究，进一步掌握有压管流中动水力学的能量转换特性。 本实验的装置如图所示，图中： 1.自循环供水器； 2.实验台； 3.可控硅无级调速器； 4.溢流板； 5.稳水孔板； 6.恒压水箱； 7.测压计； 8.滑动测量尺； 9.测压管；10.实验管道；11.测压点；12.毕托管;13.实验流量调节阀 三、实验原理： 在实验管路中沿水流方向取n个过水截面。可以列出进口截面(1)至截面(i)的能量方程式 1

2 （i=2,3,.....,，n) W i h g g p Z g g p Z i i i -+++=++1222 2111νρν ρ 选好基准面，从已设置的各截面的测压管中读出 g p Z ρ+ 值,测出通过管路的流量,即可计 算出截面平均流速ν及动压g 22 ν，从而可得到各截面测管水头和总水头。 四、实验方法与步骤： 1、熟悉实验设备，分清各测压管与各测压点，毕托管测点的对应关系。 2、打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流后，检查泄水阀关闭时所有测压管水面是否齐平，若不平则进行排气调平(开关几次）。 3、打开阀13，观察测压管水头线和总水头线的变化趋势及位置水头、压强水头之间的 相互关系，观察当流量增加或减少时测压管水头的变化情况。 4、调节阀13开度，待流量稳定后，测记各测压管液面读数，同时测记实验流量(与毕托管相连通的是演示用，不必测记读数)。 5、再调节阀13开度1～2次，其中一次阀门开度大到使液面降到标尺最低点为限，按第4步重复测量。 五、实验结果及要求： 1、把有关常数记入表2.1。 2、量测( g p Z ρ+ )并记入表2.2。 3、计算流速水头和总水头。 表2．1 有关常数计录表水箱液面高程0?___cm ，上管道轴线高程z ?_____cm ．

能量方程(伯努利方程)实验

. . . . 第3章 能量方程（伯努利方程）实验 3.1 实验目的 1) 掌握用测压管测量流体静压强的技能。 2) 验证不可压缩流体静力学基本方程， 通过对诸多流体静力学现象的实验分析，进一步加深对基本概念的理解，提高解决静力学实际问题的能力。 3) 掌握流速、流量等动水力学水力要素的实验量测技能。 3.2 实验装置 能量方程（伯努利方程）实验装置见图3.1。 图3.1 能量方程（伯努利方程）实验装置图 说明：本实验装置由供水水箱及恒压水箱、实验管道（共有三种不同径的管道）、测压计、实验台等组成，流体在管道流动时通过分布在实验管道各处的7根皮托管测压管测量总水头或12根普通测压管测量测压管水头，其中测点1、6、8、12、14、16和18均为皮托管测压管（示意图见图 3.2），用于测量皮托管探头对准点的总水头H ’（=2g u 2 ++r p Z ），其余为普通测压管（示意图见 图3.3），用于测量测压管水头。

- 2 - 图3.2 安装在管道中的皮托管测压管示意图 图3.3安装在管道中的普通测压管示意图 3.3 实验原理 当流量调节阀旋到一定位置后，实验管道的水流以恒定流速流动，在实验管道中沿管水流方向取n 个过水断面，从进口断面（1）至另一个断面（i ）的能量方程式为： 2g v 2111++r p Z =f i i h r p Z +++2g v 2 i =常数 （3.1） 式中：i=2，3，······ ，n ； Z ──位置水头； r p ──压强水头； 2g v 2 ──速度水头； f h ──进口断面（1）至另一个断面（i ）的损失水头。 从测压计中读出各断面的测压管水头（r p Z + ），通过体积时间法或重量时间法测出管道流量，计算不同管道径时过水断面平均速度v 及速度水头2g v 2 ，从而得到各断面的测压管水头和总水头。 3.4 实验方法与步骤 1) 观察实验管道上分布的19根测压管，哪些是普通测压管，哪些是皮托管测压管。观察管道径的大小，并记录各测点管径至表3.1。 2) 打开供水水箱开关，当实验管道充满水时反复开或关流量调节阀，排除管气体或测压管的气泡，并观察流量调节阀全部关闭时所有测压管水面是否平齐（水箱溢流时）。如不平，则用吸气球将测压管中气泡排出或检查连通管是否有异物堵塞。确保所有测压管水面平齐后才能进行实验，否则实验数据不准确。 3) 打开流量调节阀并观察测压管液面变化，当最后一根测压管液面下降幅度超过50%时停止调节阀门。待测压管液面保持不变后，观察皮托管测点1、6、8、12、14、16和18的读数（即总水头，取标尺零点为基准面，下同）变化趋势：沿管道流动方向，总水头只降不升。而普通测压管2、3、4、5、7、9、10、11、13、15、17、19的读数（即测压管水头）沿程可升可降。观察直管均匀流同一断面上两个测点2、3测压管水头是否相同？验证均匀流断面上静水压强按动水压强规律分布。弯管急变流断面上两个测点10、11测压管水头是否相同？分析急变流断面是否满足能力方程应用条件？记录测压管液面读数，并测记实验流量至表3.2、表3.3。 4) 继续增大流量，待流量稳定后测记第二组数据（普通测压管液面读数和测记实验流量）。 5) 重复第4步骤，测记第三组数据，要求19号测压管液面接近标尺零点。 6) 实验结束。关闭水箱开关，使实验管道水流逐渐排出。 7) 根据表3.1和表3.2数据计算各管道断面速度水头2g v 2和总水头(2g v 2 ++r p Z )（分别记录 于表3.4和表3.5）。 ★操作要领与注意事项：①、实验前必须排除管道及连通管中气体。②、流量调节阀不能完全打开，要保证第7根和第8根测压管液面在标尺刻度围。 3.5 实验成果与分析 1) 记录有关常数

流体力学-伯努利方程实验报告

中国石油大学（华东）工程流体力学实验报告 实验日期：2014.12.11成绩： 班级：石工12-09学号：12021409姓名：陈相君教师：李成华 同组者：魏晓彤，刘海飞 实验二、能量方程（伯诺利方程）实验 一、实验目的 1．验证实际流体稳定流的能量方程； 2．通过对诸多动水水力现象的实验分析，理解能量转换特性； 3．掌握流速、流量、压强等水力要素的实验量测技能。 二、实验装置 本实验的装置如图2-1所示。 图2-1 自循环伯诺利方程实验装置 1.自循环供水器； 2.实验台； 3.可控硅无极调速器；4溢流板；5.稳水孔板； 6.恒压水箱； 7.测压机；8滑动测量尺；9.测压管；10.试验管道； 11.测压点；12皮托管；13.试验流量调节阀 说明 本仪器测压管有两种： （1）皮托管测压管（表2-1中标﹡的测压管），用以测读皮托管探头对准点的总水头； （2）普通测压管（表2-1未标﹡者），用以定量量测测压管水头。 实验流量用阀13调节，流量由调节阀13测量。

三、实验原理 在实验管路中沿管内水流方向取n 个过水断面。可以列出进口断面（1）至另一断面（i ）的能量方程式（i =2,3,…,n ） i w i i i i h g v p z g p z -++ + =+ + 1222 2 111 1αγυαγ 取12n 1a a a ==???==，选好基准面，从已设置的各断面的测压管中读出 z+p/r 值，测 出透过管路的流量，即可计算出断面平均流速，从而即可得到各断面测压管水头和总水头。 四、实验要求 1．记录有关常数实验装置编号 No._4____ 均匀段1d = 1.40-210m ?；缩管段2d =1.01-210m ?；扩管段3d =2.00-2 10m ?； 水箱液面高程0?= 47.6-2 10m ?；上管道轴线高程z ?=19 -2 10m ? （基准面选在标尺的零点上） 2．量测（p z γ + ）并记入表2-2。 注：i i i p h z γ =+ 为测压管水头，单位：-2 10m ，i 为测点编号。 3．计算流速水头和总水头。

伯努利方程实验实验报告

伯努利方程实验 一、实验目的： 1.通过实验，加深对伯努利方程式及能量之间转换的了解。 2.观察水流沿程的能量变化，并了解其几何意义。 3.了解压头损失大小的影响因素。 二、实验原理： 在流体流动过程中，用带小孔的测压管测量管路中流体流动过程中各点的能量变化。当测压管的小孔正对着流体的流动方向时，此时测得的是管路中各点的 动压头和静压头的总和，即 以单位质量流体为衡算基来研究流体流动的能量守恒与转化规律。对于不可压缩流体，在导管内作稳态流动时，则对确定的系统即可列出机械能衡算方程： ∑+++=+++f e h p gZ p u Z ρ ωρ22 2212112u 2g 当测压管的小孔垂直于流体的流动方向时，此时测得的是管路中各点的静压 头的值，即 。 将在同一流量下测得的hA 、hB 值描在 坐标上，可以直观看出流速与管径的关系。 比较不同流量下的hA 值，可以直观看出沿程的能量损失，以及总能量损失与流量、流速的关系。通过hB 的关系曲线，可以得出在突然扩大、突然缩小处动能与静压能的转换。 三．实验装置

四．实验步骤 1.将低位槽灌有一定数量的蒸馏水，关闭离心泵出口上水阀及实验测试导管出口流量调节阀和排气阀、排水阀，打开回水阀和循环水阀而后启动离心泵。 2.逐步开大离心泵出口上水阀当高位槽溢流管有液体溢流后，利用流量调节阀出水的流量。 3.流体稳定后读取并记录各点数据。 4.关小流量调节阀重复步骤。 5.分析讨论流体流过不同位置处的能量转换关系并得出结果。 6.关闭离心泵，实验结束。 五．实验注意事项： 1.测记压头读数时，必须保持水位恒定。 2.注意测压管内无气泡时，方可开始读数。 3.测压管液面有波动时，读数取平均值为宜。 4.阀门开关要缓慢，否则影响实验结果。 六．数据处理

能量方程实验报告

姓名：邹志焱学号： 25 班级： 实验装置台号：7 时间：2014年4月9日11时21分 实验名称：能量方程实验 一、实验目的 １、验证流体恒定总流的能量方程； ２、通过对动水力学诸多水力现象的实验分析研究，进一步掌握有压管流中动水力学的能量转换特性； ３、掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技能。 二、实验方法与步骤 １、熟悉实验设备，分清哪些测管是普通测压管，哪些是毕托管测压管，以及两者功能的区别。 ２、打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流，检查调节阀关闭后所有测压管水面是否齐平。如不平 则需查明故障原因（例连通管受阻、漏气或夹气泡等）并加以排除，直至调平。 ３、打开阀１３，观察思考（１）测压水头线和总水头线的变化趋势；（２）位置水头、压强水头之 间的相互关系；（３）测点（２）、（３）测管水头同否为什么（４）测点（１２）、（１３）测管水头是否不同为什么（５）流量增加或减少时测管水头如何变化 ４、调节阀１３开度，待流量稳定后，测计各测压管液面读数，同时测计实验流量（毕托管供演示用， 不必测记读数）。 ５、改变流量２次，重复上述测量。其中一次阀门开度大到使１９号测管液面接近标尺零点。 三、实验数据 位置高度1：0cm 位置高度2：0cm 位置高度3：0cm 管径1： 14cm 管径2： 30cm 管径3： 14cm 四、实验结论

12 22 21(72.15813010)3.8910 6.55229.8v h cm g --?+=?+=? 2 222 2 2(15.71443710)3.8010 3.93229.8v h cm g --?+=?+=? 222 233(72.15813010)3.4510 6.11229.8v h cm g --?+=?+=? 在不考虑水头损失的情况下，1,2,3处的总水头约相等。加上水头损失，1,2,3处的水头相 等，即能量守恒:2 12P v Z g γ++=常数

维纳-霍夫方程实验报告

大理大学实验报告 课程名称生物医学信号处理实验名称维纳-霍夫方程 专业班级 姓名羽卒兰cl 学号 实验日期2016年5月20日实验地点 2015—2016学年度第 3 学期

%load eegdata; %导入脑电信号的数据 %load icpdata; %导入颅内压信号的数据 %load respdata; %导入个呼吸信号的数据 %s = ecgdata(1:M)'; %取生成心电信号(1:M)的逆矩阵 %s = eegdata(1:M)'; %取生成脑电信号(1:M)的逆矩阵 %s = icpdata(1:M)'; %取生成颅内压信号(1:M)的逆矩阵 %s = respdata(1:M)'; %取生成呼吸信号(1:M)的逆矩阵 w = 0.4*randn(1,M); %白噪声，系数代表噪声相对强度 x = s+w; %仿真信号 Rss = xcorr(s,s); %估计信号自相关函数 Rww = xcorr(w,w); %估计噪声自相关函数 [h,e] = WH(Rss,Rww,M); ss = filter(h,1,x); %用维纳滤波器滤波 figure; subplot(2,2,1);plot(n,s);title('信号');%生成两行两列窗口，在第一个窗口画图，并标题 subplot(2,2,2);plot(n,w);title('噪声');%生成两行两列窗口，在第二个窗口画图，并标题 subplot(2,2,3);plot(n,x);title('观测值');%生成两行两列窗口，在第三个窗口画图，标题 subplot(2,2,4);plot(n,ss);title('信号估计');%生成两行两列窗口，在第四个窗口画图标题 figure;plot(n,ss-s);title('估计误差');%画估计误差图 error=mean((ss-s).^2)%求最小均方误差 思考题： 观察实验结果，对于几种不同的信号，维纳滤波是否都取得了较好的效果？如果效果不好，试分析原因。 1.只改变数据长度，观察其对信号的影响 1.1仿真信号，噪声强度w=0.4，阈值取 ，M 分别取1024，2000，3000，4000 500 1000 1500 -1-0.500.51信号 500 1000 1500 -2-1012噪声 500 1000 1500 -2-1012观测值 50010001500 -1-0.500.51信号估计 500 10001500 2000 -1 -0.500.51信号 500 10001500 2000 -2 -1012噪声 500 1000 1500 2000 -2 -1 012观测值 500 1000 1500 2000 -1 -0.5 00.51信号估计 信号的长度M=1024 N=103 error=0.0092 信号的长度M=2000 N=114 error=0.0079 1000 2000 3000 -1 -0.5 00.5 1信号 1000 2000 3000 -2 -1012噪声 1000 2000 3000 -2 -1012观测值 1000 2000 3000 -1 -0.5 00.5 1信号估计 0 1000 20003000 4000 -1 -0.5 00.5 1信号 1000 2000 3000 4000 -2 -1012噪声 1000 2000 3000 4000 -2 -1 012观测值 1000 2000 3000 4000 -1 -0.5 00.5 1信号估计 信号的长度M=3000 N=200 error=0.0044 信号的长度M=4000 N=204 error=0.0050 图1 仿真信号的维纳滤波图（数据长度M 分别为1024，2000,3000,4000） 答：从图1可以看出，随着仿真信号长度M 分别为1024，2000,3000,4000的增大，N 值也逐渐增大，最小均方误差error 有下降的趋势，因此信号估计图越接近原信号，主要是因为M 越大，

能量方程实验报告

姓名：邹志焱学号：1002123125班级：10021231 实验装置台号：7时间：2014年4月9日11时21分 实验名称：能量方程实验 一、实验目的 １、验证流体恒定总流的能量方程； ２、通过对动水力学诸多水力现象的实验分析研究，进一步掌握有压管流中动水力学的能量转 换特性； ３、掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技能。 二、实验方法与步骤 １、熟悉实验设备，分清哪些测管是普通测压管，哪些是毕托管测压管，以及两者功能的区 别。 ２、打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流，检查调节阀关闭后所有测压管水面是否齐平。 如不平 则需查明故障原因（例连通管受阻、漏气或夹气泡等）并加以排除，直至调平。 ３、打开阀１３，观察思考（１）测压水头线和总水头线的变化趋势；（２）位置水头、压强水头之 间的相互关系；（３）测点（２）、（３）测管水头同否？为什么？（４）测点（１２）、（１３） 测管水头是否不同？为什么？（５）流量增加或减少时测管水头如何变化？ ４、调节阀１３开度，待流量稳定后，测计各测压管液面读数，同时测计实验流量（毕托管 供演示用， 不必测记读数）。 ５、改变流量２次，重复上述测量。其中一次阀门开度大到使１９号测管液面接近标尺零点。 三、实验数据 位置高度 1 ：0cm位置高度2： 0cm位置高度3： 0cm 管径 1：14cm管径 2：30cm管径 3：14cm 点速度 (cm/s)平均速度 (cm/s)序号总压 (cm)静压 (cm) h(cm) 1 4.150000 3.8900000.26000022.57432272.158130 2 3.840000 3.8000000.0400008.85437715.714437 3 3.750000 3.4500000.30000024.24871172.158130

能量方程伯努利方程实验

第3章 能量方程（伯努利方程）实验 3.1 实验目的 1) 掌握用测压管测量流体静压强的技能。 2) 验证不可压缩流体静力学基本方程， 通过对诸多流体静力学现象的实验分析，进一步加深对基本概念的理解，提高解决静力学实际问题的能力。 3) 掌握流速、流量等动水力学水力要素的实验量测技能。 3.2 实验装置 能量方程（伯努利方程）实验装置见图3.1。 图3.1 能量方程（伯努利方程）实验装置图 说明：本实验装置由供水水箱及恒压水箱、实验管道（共有三种不同内径的管道）、测压计、实验台等组成，流体在管道内流动时通过分布在实验管道各处的7根皮托管测压管测量总水头或12根普通测压管测量测压管水头，其中测点1、6、8、12、14、16和18均为皮托管测压管（示意图见图3.2），用于测量皮托管 探头对准点的总水头H ’（=2g u 2 ++r p Z ），其余为普通测压管（示意图见图3.3），用于测量测压管水头。 图3.2 安装在管道中的皮托管测压管示意图 图3.3安装在管道中的普通测压管示意图 3.3 实验原理 当流量调节阀旋到一定位置后，实验管道内的水流以恒定流速流动，在实验管道中沿管内水流方向取n 个过水断面，从进口断面（1）至另一个断面（i ）的能量方程式为： 2g v 2111++r p Z =f i i h r p Z +++2g v 2 i =常数 （3.1） 式中：i=2，3，······ ，n ； Z ──位置水头； r p ──压强水头； 2g v 2 ──速度水头； f h ──进口断面（1）至另一个断面（i ）的损失水头。 从测压计中读出各断面的测压管水头（r p Z + ），通过体积时间法或重量时间法测出管道流量，计算不同管道内径时过水断面平均速度v 及速度水头2g v 2 ，从而得到各断面的测压管水头和总水头。 3.4 实验方法与步骤 1) 观察实验管道上分布的19根测压管，哪些是普通测压管，哪些是皮托管测压管。观察管道内径的大小，并记录各测点管径至表3.1。 2) 打开供水水箱开关，当实验管道充满水时反复开或关流量调节阀，排除管内气体或测压管内的气泡，并观察流量调节阀全部关闭时所有测压管水面是否平齐（水箱溢流时）。如不平，则用吸气球将测压管中气泡排出或检查连通管内是否有异物堵塞。确保所有测压管水面平齐后才能进行实验，否则实验数据不准确。 3) 打开流量调节阀并观察测压管液面变化，当最后一根测压管液面下降幅度超过50%时停止调节阀门。待测压管液面保持不变后，观察皮托管测点1、6、8、12、14、16和18的读数（即总水头，取标尺零点为基准面，下同）变化趋势：沿管道流动方向，总水头只降不升。而普通测压管2、3、4、5、7、9、10、11、13、15、17、19的读数（即测压管水头）沿程可升可降。观察直管均匀流同一断面上两个测点2、3测压管水头是否相同？验证均匀流断面上静水压强按动水压强规律分布。弯管急变流断面上两个测点10、11测压管水头是否相同？分析急变流断面是否满足能力方程应用条件？记录测压管液面读数，并测记实验流量至表3.2、表3.3。

能量的转换实验报告

能量的转换实验报告 篇一：能量的转换实验报告单 解释能量的转换实验通知单 篇二：能量方程实验报告 姓名：邹志焱学号： 25班级： 实验装置台号：7 时间：XX年4月9日11时21分实验名称：能量方程实验 一、实验目的 １、验证流体恒定总流的能量方程； ２、通过对动水力学诸多水力现象的实验分析研究，进一步掌握有压管流中动水力学的能量转换特性； ３、掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技能。 二、实验方法与步骤 １、熟悉实验设备，分清哪些测管是普通测压管，哪些是毕托管测压管，以及两者功能的区别。 ２、打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流，检查调节阀关闭后所有测压管水面是否齐平。如不平 则需查明故障原因（例连通管受阻、漏气或夹气泡等）并加以排除，直至调平。 ３、打开阀１３，观察思考（１）测压水头线和总水头线的变化趋势；（２）位置水头、压强水头之

间的相互关系；（３）测点（２）、（３）测管水头同否？为什么？（４）测点（１２）、（１３） 测管水头是否不同？为什么？（５）流量增加或减少时测管水头如何变化？ ４、调节阀１３开度，待流量稳定后，测计各测压管液面读数，同时测计实验流量（毕托管供演示用， 不必测记读数）。 ５、改变流量２次，重复上述测量。其中一次阀门开度大到使１９号测管液面接近标尺零点。 三、实验数据 位置高度1：0cm位置高度2：0cm 位置高度3：0cm 管径1：1(本文来自：小草范文网:能量的转换实验报告)4cm管径2： 30cm 管径3：14cm 四、实验结论 (72.158130?10?2)2 h1??3.89?10??6.55cm 2g2?9.8?2v12 (15.714437?10?2)2 h2??3.80?10??3.93cm 2g2?9.8?2 2v3(72.158130?10?2)2 ?2h3??3.45?10??6.11cm 2g2?9.82v2 在不考虑水头损失的情况下，1,2,3处的总水头约相等。加上水头损失，1,2,3处的水头相等，

伯努力方程实验实验指导书

伯努利方程仪 实 验 指 导 书 深圳大学土木工程学院 2011.05

伯努利方程仪（LBN-19） 实验指导书 一、实验目的 1、观察流体流经能量方程试验管的能量转化情况，对实验中出现的现象进行分析，加深对能量方程的理解。 2、掌握一种测量流体流速的方法。 3、验证静压原理。 二、实验装置 实验装置如下图所示，在实验桌上方放有稳压水箱、实验管路、毕托管、测压管、压差板、控制阀门和计量水箱。实验桌的侧下方则放置有供水箱及水泵。 测压板三、实验原理 不停运动着的一切物质，所具有的能量也在不停转化。在转化过程中，能量只能从一种形式转化为另一种形式，即遵守能量守恒定律。流体和其他物质一样，也具有动能和势能两种机械能，流体的动能与势能之间，机械能与其它形式的能量之间，也可互相转化，其转化关系，同样遵守能量转换守恒定律。 当理想不可压缩流体在重力场中沿管线作定常流动时，流体的流动遵循伯努力里能量方程。即 常数 =2 u 2g +γp + Z 式中：z —位置水头

压力水头 速度水头p γ 2g u 2 实际流体都是有粘性的，因此在流动过程中由于磨擦而造成能量损失。此时的能量方程变为： 其中能量损失hw 是由沿程磨擦损失hf 和局部能量损失hj 两部分组成。 本实验就是通过观察和测量对流体在静止与流动时上述的能量转化与守恒定律的验证。 四、实验操作 1、验证静压原理：启动水泵，等水罐满管道后，关闭两端阀门，这时观察能量方程实验管上各个测压管的液柱高度相同，因管内的水不流动没有流动损失，因此静止不可压缩均布重力流体中，任意点单位重量的位势能和压力势能之和保持不变，测点的高度和测点的前后位置无关。 2、测速：能量方程实验管上的每一组测压管都相当于一个皮托管，可测得管内任意一点的流体点速度，本实验台已将测压管开口位置设在能量方程实验管的轴心，故所测得动压为轴心处的，即最大速度。 根据以上公式计算某一工况各测点处的轴心速度和平均流速添入表格，可验证出连续性方程。对于不可压缩流体稳定的流动，当流量一定时，管径粗的地方流速小，细的地方流速大。 3、观察和计算流体、流径，能量方程实验管对能量损失的情况：在能量方程实验管上布置四组测压管，每组能测出全压和静压，全开阀门，观察总压沿着水流方向的下降情况，说明流体的总势能沿着流体的流动方向是减少的，改变给水阀门的开度，同时计量不同阀门开度下

不可压缩流体恒定流能量方程实验分析

中图分类号.. TV313 文献标识码.. A 文章编号.. 1672-4801 2007 01-79-030 前言体的各种能量之间的相互转换关系和规律而伯 流体动力学方程是研究流体的流动状态运努利方程实验的验证是理工科及相关专业实验 动规律能量转换以及流体与固体壁面间的相互课程必开的实验之一对于实验学生往往只侧作用力等问题的方程包括连续性方程伯努利重实验数据测量和记录忽略了对实验成果的分方程和动量方程等三大方程他们分别解释了流析讨论为便于教师指导和学生参考本文对 体的质量能量及动量的关系与规律其中伯以实验测量数据构成的图表进行分析帮助引 努利方程采用能量守恒定律解决了液体的流动导学生从更深层面去理解和掌握该方程所体现问题在液体动力学中占据十分重要的地位在的规律性 我系主要的专业基础课流体力学中讲述伯1 实验 努利方程占有相当多的篇幅该方程用来描述流1.1 实验装置.. 4 5 6 7 8 1 1 1 1 2 机电技术.. 2007年第.. 1期经验交流.. 不可压缩流体恒定流能量方程实验分析 蔡礼权 (福建工程学院环境与设备工程系福建福州 350007) 摘要通过自循环伯努利方程实验仪进行实验将测量的实验数据进行计算处理绘制测压管水头线和总水 头线并对实验成果进行分析指导和帮助学生实验更好地理解和掌握能量方程 关键词流体力学伯努利方程实验装置测压管水头总水头流速水头 123913 1.自循环供水器 2.实验台 3.可控硅无级调速器 4.溢流板 5.稳水孔板 6.恒压水箱 7.测压计8.滑动测量尺9.测压管.. 10.实验管道11.测压点12.毕托管13.实验流量调节阀图.. 1 自循环伯努利方程实验装置示意图

不可压缩流体恒定流能量方程

（二）不可压缩流体恒定流能量方程 （伯诺里方程）实验及问题分析 一、实验目的要求 1．验证流体恒定总流的能量方程； 2．通过对动水力学诸多水力现象的实验分析研讨，进一步掌握有压管流中动水力学的能量转换特性； 3．掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技能。 二、实验装置 本实验的装置如图2.1所示。 图2—1自循环伯诺里方程实验装置图 1.自循环供水器； 2.实验台； 3.可控硅无级调速器； 4.溢流板； 5.稳水孔板； 6.恒压水箱； 7.测压计；8.滑动测量尺；9.测压管；10.实验管道；11.测压点；12.毕托管；13.流量调节阀； 说明 本仪器侧压管有两种： 1．毕业托管测压管（表2.1中标*的测压管），用以测读毕托管探头对准点的

总水头g u p Z H 22 ++='γ，须注意一般情况下H '与断面总水头 )2(2 g v p Z H ++=γ不同（因一般u υ≠），它的水头线只能定性表示总水头变化 趋势； 2．普通测压管（表2.1未标*者），用以定量量测测压管水头。 实验流量用阀13调节，流量由体积时间法（量筒、秒表另备）、重量时间法（电子称另备）或电测法测量（以下实验类同）。 三、实验原理 在实验管路中沿管内水流方向取n 个过水断面。可以列出进口断面（1）至另一断面（i ）的能量方程式（i=2，3，……，n ） 22 1 111122i i i i i p a p a Z Z hw g g υυγγ-++=+++ 取，121===n αααΛ，选好基准面，从已设置的各断面的测压管中读出 γ p Z +值，测出通过管路的流量，即可计算出断面平均流速v 及g v 22 α，从而即可 得到各断面测管水头和总水头。 四、实验方法与步骤 1．熟悉实验设备，分清哪些测管是普通测压管，哪些是毕托管测压管，以及两者功能的区别。 2．打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流，检查调节阀关闭后所有测压管水面是否齐平。如不平则需查明故障原因（例连通管受阻、漏气或夹气泡等）并加以排除，直至调平。 3．打开阀13，观察思考1）测压管水头线和总水头线的变化趋势；2）位置水头、压强水头之间的相互关系；3）测点（2）、（3）测管水头同否？为什么？4）测点（12）、（13）测管水头是否不同？为什么？5）当流量增加或减少少测管水头如何变化？ 4．调节阀13开度，待流量稳定后，测记各测压管液面读数，同时测记实验流量（毕托管供演示用，不必测记读数）。 5．改变流量2次，重复上述测量。其中一次阀门开度大到使19号测管液面接近标尺零点。

伯努利方程实验实验报告

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。 f H g u g p Z g u g p Z ∑+++=++222 2 222111ρρ 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。 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。 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，ΣH f ＝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h A 、h B 、h C ，则有 h A +Z ＝ h B ＋Z ＝ h C ＋Z ＝常数，所以h A ＝h B ＝h C ＝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。对于连续稳定流体，ud 2 ＝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 答：因为B 点的管径大，根据公式ud 2 ＝常数，所以B 点的流速小，再根据伯努利方程： f B B A A A H g u g p Z g u g p Z ∑+++=++ 222 22ρρ

能量方程(伯努利方程)实验

能量方程（伯努利方程）实验姓名：史亮 班级：9131011403 学号：913101140327 - 1 -

第3章 能量方程（伯努利方程）实验 3.1 实验目的 1) 掌握用测压管测量流体静压强的技能。 2) 验证不可压缩流体静力学基本方程， 通过对诸多流体静力学现象的实验分析，进一步加深对基本概念的理解，提高解决静力学实际问题的能力。 3) 掌握流速、流量等动水力学水力要素的实验量测技能。 3.2 实验装置 能量方程（伯努利方程）实验装置见图3.1。 图3.1 能量方程（伯努利方程）实验装置图 说明：本实验装置由供水水箱及恒压水箱、实验管道（共有三种不同内径的管道）、测压计、实验台等组成，流体在管道内流动时通过分布在实验管道各处的7根皮托管测压管测量总水头或12根普通测压管测量测压管水头，其中测点1、6、8、12、14、16和18均为皮托管测压管（示意图见图 3.2），用于测量皮托管探头对准点的总水头H ’（=2g u 2 ++r p Z ），其余为普通测压管（示意图见图 3.3），用于测量测压管水头。

- 3 - 图3.2 安装在管道中的皮托管测压管示意图 图3.3安装在管道中的普通测压管示意图 3.3 实验原理 当流量调节阀旋到一定位置后，实验管道内的水流以恒定流速流动，在实验管道中沿管内水流方向取n 个过水断面，从进口断面（1）至另一个断面（i ）的能量方程式为： 2g v 2111++r p Z =f i i h r p Z +++2g v 2 i =常数 （3.1） 式中：i=2，3，······ ，n ； Z ──位置水头； r p ──压强水头； 2g v 2 ──速度水头； f h ──进口断面（1）至另一个断面（i ）的损失水头。 从测压计中读出各断面的测压管水头（r p Z + ），通过体积时间法或重量时间法测出管道流量，计算不同管道内径时过水断面平均速度v 及速度水头2g v 2 ，从而得到各断面的测压管水头和总水头。 3.4 实验方法与步骤 1) 观察实验管道上分布的19根测压管，哪些是普通测压管，哪些是皮托管测压管。观察管道内径的大小，并记录各测点管径至表3.1。 2) 打开供水水箱开关，当实验管道充满水时反复开或关流量调节阀，排除管内气体或测压管内的气泡，并观察流量调节阀全部关闭时所有测压管水面是否平齐（水箱溢流时）。如不平，则用吸气球将测压管中气泡排出或检查连通管内是否有异物堵塞。确保所有测压管水面平齐后才能进行实验，否则实验数据不准确。 3) 打开流量调节阀并观察测压管液面变化，当最后一根测压管液面下降幅度超过50%时停止调节阀门。待测压管液面保持不变后，观察皮托管测点1、6、8、12、14、16和18的读数（即总水头，取标尺零点为基准面，下同）变化趋势：沿管道流动方向，总水头只降不升。而普通测压管2、3、4、5、7、9、10、11、13、15、17、19的读数（即测压管水头）沿程可升可降。观察直管均匀流同一断面上两个测点2、3测压管水头是否相同？验证均匀流断面上静水压强按动水压强规律分布。弯管急变流断面上两个测点10、11测压管水头是否相同？分析急变流断面是否满足能力方程应用条件？记录测压管液面读数，并测记实验流量至表3.2、表3.3。 4) 继续增大流量，待流量稳定后测记第二组数据（普通测压管液面读数和测记实验流量）。 5) 重复第4步骤，测记第三组数据，要求19号测压管液面接近标尺零点。 6) 实验结束。关闭水箱开关，使实验管道水流逐渐排出。 7) 根据表3.1和表3.2数据计算各管道断面速度水头2g v 2和总水头(2g v 2 ++r p Z ) （分别记录于表3.4和表3.5）。