柏努利方程演示實驗（流體轉能實驗）
一、實驗目的：
1、了解在穩定流動過程中，各種形式的機械能（動能，位能，靜壓能）之間相互轉化的關係和機械能的外部表現，並運用柏努利方程分析所觀察到的各種現象。
2、了解測壓點的布置，幾何結構對壓力示值的影響。
二、原理簡述：
當不可壓縮流體在管內做穩定流動（同一種連續流體，定常流動，截面速度分布正常）時，兩個截面1-1和2-2柏努利方程式為：
各點的靜壓強可直接由實驗裝置中測壓管內的水柱高度測得，即可分析管路中任意兩截面由於位置，速度變化以及兩截面之間的阻力所引起的靜壓強變化。
根據上bnl方程分析任意兩測點的壓力變化情況，再對比實際情況，進行分析。在分析過程中區別壓差與玻璃測壓管中液面差之間的區別。
三、實驗裝置（見上頁圖）
實驗裝置由迴圈幫浦、轉子流量計、有機玻璃管路、迴圈水池和實驗面板組成。管路上裝有進出口閥門和測壓玻璃管。管路中安裝了23個測壓點。
在φ40管的突擴和突縮處設定有兩個排氣點，在φ40管下設定有放淨口。
四、實驗方法與現象觀察：
迴圈水槽內無雜物，盡量灌滿水。
全開迴路閥，全關進口閥和出口閥，啟動幫浦；
全開出口閥，全開進口閥，逐漸關小迴路閥到全關，使管內水流量達到最大。此時可反覆調節出口閥，觀察系統內空氣是否排出。若最後粗管內剩餘氣泡可採用放氣孔排出。
排淨氣體後全開出口閥。此階段為排氣階段；
逐漸開大迴路閥，調節水流量。當調到合適水流量時，可進行現象觀察；建議，本實驗可進行大流量和小流量兩種情況演示。大流量以第1實驗測壓管內液面接近最大，小流量則以最後1個實驗測壓管內液面接近最低。
除注意由於位能，動能（擴大或縮小）、動能轉化為靜壓能、摩擦損失引起的靜壓示值變化外，還可注意由於引射，區域性速度分布異常而引起的示值異常，了解測壓點的布置，以及相對壓力示值的可能影響。
同一流速下現象觀察分析：
1、 由上向下流動現象（1-2點）；
2、 水平流動現象（3-4-5-6點）；
3、 突然擴大旋渦區壓力分布情況（6-7-8-9-10-11-12-13-15點）；
4、 畢託管工作原理（13-14點）；
5、 突然縮小的縮脈流區壓力分布情況（16-17-18-19-20點）；
6、 由下向上流動情況（22-23點）；
7、 直管阻力測定原理（1-2點，4-5-6點，18-19點，22-23點等）；
8、 區域性阻力測定原理（2-4點和21-22點的彎頭測定原理，6-12點突擴和16-19點的突縮測定原理）。
閥門調節現象觀察：
1、分別關小進、出口閥觀察各點靜壓強的變化情況；
2、關小進口閥並開大出口閥（或關小出口閥並開大進口閥）維持流量與閥門改變前後相同，觀察各點靜壓強的變化情況；
轉子流量計現象觀察：結構、原理、安裝注意
操作時的補充說明
1、排氣操作：當溢流管有溢流時，關出口閥，完全開大進口閥（讓水從各測壓點流出）；然後開出口閥排主管氣（可以關小，開大，反覆進行，直到排完為止），然後調節出口閥到合適位置；再關小進口閥到合適位置。
注意事項
1、使用勿碰撞裝置，以免玻璃損壞。
2、在冬季造成室內溫度達到冰點時，應從放水口將玻璃管內水放盡。水箱內嚴禁存水。
雷諾實驗
一、實驗目的
1、了解流體在圓管內的流動形態及其與雷諾數re的關係。
2、觀察流體在圓管內做穩定層流及湍流兩種情況下的速度分布。
3、觀察湍流時壁面處的層流內層。
二、實驗原理
雷諾數re=duρ/μ，一般情況下re<（2000~3000）時，流動形態為層流，re>4000時流動形態為湍流。
測出水流量q，可計算出對應的re。
re=2000時，管內水流量約為140l/h；
re=4000時，管內水流量約為280l/h；
三、實驗裝置
在300×400×500的有機玻璃溢流水箱內安裝有一根內徑為25、長為1330公釐的長有機玻璃管，玻璃管進口作成喇叭形以保證水能平穩地流入管內，在進口端中心處插入注射針頭，通過小橡皮管注入顯色劑——紅墨水。自來水源源不斷流入水箱，並從上部溢流口排出，管內水的流速可由管路下游的閥門控制。
本實驗消耗和自備設施：水和紅墨水：
四、實驗方法與現象觀察
1、開啟上水閥至溢流槽出現溢流，為保證水面穩定，應維持少量溢流（溢流越小越好）。
2、緩和開啟實驗出口閥門。開放氣閥放出玻璃管內空氣，調節紅墨水閥（調解顯示劑流速與管內水流速度一致）。
3、自小到大再自大到小調解流量，計算流型轉變的臨界雷諾數。
4、觀察層流和湍流時速度分布側形的差別。
5、觀察湍流時壁面處的層流內層。
操作時的補充說明
1、由於紅墨水的密度大於水的密度，因此為使從針頭出來的紅墨水線不發生沉降，需對紅墨水用水稀釋50%左右。
2、在觀察層流流動時，當把水量調足夠小的情況下（在層流範圍），禁止碰撞裝置，甚至周圍環境的震動、以及水面風的吹皺均會對線型造成影響。為防止上水時造成的液面波動，上水量不能太大，維持少量溢流即可。
3、紅墨水流量太大，超過管內實際水流速度，容易造成紅墨水的波動；太小，紅墨水線不明顯不易觀測。這需要教師的實際操作摸索。
4、在觀察層流速度分布時，需預先將流量調節到層流，然後用手堵住出口，在喇叭口內注入大量紅墨水，然後放開水流動，觀測紅墨水的形狀；在觀測湍流時的速度分布和層流底層現象時，需預先將流量調節到最大，方法同上。
注意事項
1、在移動該裝置時，注意平穩；雖然玻璃厚度較厚且經過鋼化處理，但畢竟是玻璃，嚴禁磕碰。
2、長期不用時，應將水放淨，並用濕軟布輕擦拭玻璃箱，防止水垢等雜物粘在玻璃上；用布將上口蓋住以免灰塵落入。
3、在冬季造成室內溫度達到冰點時，水箱內嚴禁存水。
過濾實驗
一、實驗目的
1、了解板框過濾機的構造和操作方法；學習定值調壓閥、安全閥的使用；
2、學習過濾方程式中恆壓過濾常數的測定方法；
3、測定洗滌速率與最終過濾速率的關係；
4、了解操作條件[壓力]對過濾速度的影響，並測定出比阻。
二、實驗裝置
實驗裝置由配漿槽、物料加壓罐、洗水罐、板框過濾機、計量槽等部分組成。流程如圖所示。
1、物料加壓罐
罐φ300×450的總容積為28公升，液面不超過進氣口位置，有效容積約21公升。
2、配漿槽
尺寸為φ350直筒高350錐高150，錐容積5公升。
為了配物料加壓罐中21公升，直筒內容積應為16公升，直筒內液體高為166mm。因此，直筒內液面到上沿高應為350-166=184mm。
為了配置約5%—7%的質量百分比輕質mgco3溶液，先將水加到一定，按21公升水約21kg，加mgco3約1.5kg。
3、洗水罐：
φ100×450容積為10公升。
4、板框過濾機
1#濾板（非過濾板）一塊；3#濾板（洗滌板）二塊；2#濾框四塊；以及兩端的兩個壓緊檔板，作用同1#濾板，因此也為1#濾板。
過濾面積
濾框厚度=12mm；
四個濾框總容積
5、計量筒
尺寸為φ133×2 ， 1個 8公升，橫截面=πd2/4=π*0.1292/4=0.01306m2
6、緩衝罐
φ133×300容積為4公升。
三、實驗操作
準備一：板框過濾機的濾布安裝。按板、框的號數以1－2－3－2－1－2－3－2—1的順序排列過濾機的板與框（順序、方位不能錯）。
把濾布用水濕透，再將溼濾布覆在濾框的兩側（濾布孔與框的孔一致）。然後用壓緊螺桿壓緊板和框。過濾機固定頭的4個閥均處於關閉狀態。
準備二：加水。在配漿槽內加水使水面到上沿180mm處，為配製一定濃度加水約21公升。在洗滌罐內加水約3/4，為洗滌做準備。
準備三：清理緩衝罐。開啟緩衝罐下的放液閥，將緩衝罐內積存的液體放入加壓罐內，然後關閉放液閥。
準備四：配原料濾槳。將固體粉末輕質碳酸鎂約1.
5kg倒入配漿槽內，加蓋。啟動壓縮機，逐漸開啟配漿槽內的氣動攪拌閥f3，使其氣動攪拌使液相混合均勻。後關閉f3，將物料加壓罐的放空閥f4開啟，開f5將配漿槽內配製好的濾漿放進物料加壓罐。
料放完後關閉f4和f5。
準備五：物料加壓。開啟f12。
先確定在什麼壓力下進行過濾，本實驗裝置可進行三個固定壓力下的過濾，分別由三個定值調壓閥併聯控制，從下到上分別是0.1、0.15、0.
2mpa。以實驗0.2 mpa為例，全開定值調壓閥前的f6-1，定值調壓閥工作，壓力指示在0.
2 mpa，約1/3開啟定值調壓閥後的f7-1（這裡一定要注意，若全開f7-1，會使定值調壓閥下游壓力急降而導致定值調壓閥無法正常工作）。使壓縮空氣進入物料罐內下部的氣動攪拌盤，使氣體鼓泡攪動物料罐內的物料保持濃度均勻，同時將密封的物料罐內的料液加壓。當物料加壓罐內的壓力維持在0.
2 mpa時，可準備過濾。
過濾：開上邊的兩個出濾液出口閥，全開下方的濾漿進入球閥，濾漿便被壓縮空氣的壓力送入板框過濾機過濾。濾液流入稱量筒，可測取一定體積的濾液量所需要的時間（本實驗建議每公升高50mm讀取時間資料）。
待濾渣充滿全部濾框後（此時濾液流量很小，但仍呈線狀流出）。關閉濾漿進入閥，停止過濾。
洗滌：物料洗滌時，關閉物料罐進氣閥，開啟連線洗水罐的壓縮空氣進氣閥，壓縮空氣進入洗滌罐，維持洗滌壓強與過濾壓強一致。關閉過濾機固定頭右上方的濾液出口閥，啟開其左下方的洗水進入閥，洗水經過濾渣層後流入稱量筒，測取有關資料。
卸料：洗滌完畢後，關閉進水閥，旋開壓緊螺桿，卸出濾渣，清洗濾布，整理板和框。板框及濾布重新安裝後，進行另乙個壓力操作。
過濾：由於物料罐內有足夠的同樣濃度的料液，可調節過濾壓力進行過濾操作，作出該壓力下的過濾資料。完畢後卸料，再清洗安裝，可作第三個壓力下的過濾資料。
結束一：全部過濾洗滌結束後，關閉洗滌進氣閥，開啟物料壓力罐進氣閥，蓋住配漿槽蓋，開啟放料閥f14，用壓縮空氣將物料罐內的剩餘懸浮液送回配漿槽內貯存，關閉物料進氣閥。
結束二：開啟物料罐放空閥。清理緩衝罐--將緩衝罐下閥開啟，將緩衝罐內積存的液體放入物料罐內，然後關閉閥門。
清洗物料罐及其液位計--開啟洗水罐進氣閥，使物料罐保持常壓。開啟物料罐液位計上部旋塞，開啟高壓清水閥f16，讓清水洗滌物料罐液位計，以免剩餘懸浮液沉澱，堵塞液位計、管道和閥門等。
結束三：關閉洗水罐進氣閥，停壓縮機。
四、實驗原理
1、恆壓過濾方程式為：（v+ve）2=ka2(τ+τ01）
式中：v――濾液體積，m3；
ve――過濾介質的當量濾液體積，即虛擬的濾液體積，m3；
k――過濾常數，m2/s；
a――過濾面積，m2；
τ――相當於得到濾液v所需的過濾時間，s；
τ0――相當於得到濾液v0所需的過濾時間，s；
上式也可以寫為：
(q+qe)2=k(τ+τ02)
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