流量计实验报告

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1、中国石油大学（华东）工程流体力学实验报告实验日期： 成绩： 班级：学号：姓名： 教师：李成华同组者： 实验三、流量计实验一、实验目的（填空）1掌握孔板、文丘利节流式流量计的工作原理及用途；2测定孔板流量计的流量系数，绘制流量计的校正曲线；3了解两用式压差计的结构及工作原理，掌握其使用方法。二、实验装置 1、在图1-3-1下方的横线上正确填写实验装置各部分的名称：本实验采用管流综合实验装置。管流综合实验装置包括六根实验管路、电磁流量计、文丘利流量计、孔板流量计，其结构如图1-3-1示。F1 文丘里流量计 ； F2 孔板流量计 ；F3电磁流量计 ；C 量水箱 ； V 阀门 ； K 局部阻力实验管路

2、 图1-3-1 管流综合实验装置流程图说明：本实验装置可以做流量计、沿程阻力、局部阻力、流动状态、串并联等多种管流实验。其中V8为局部阻力实验专用阀门，V10为排气阀。除V10外，其它阀门用于调节流量。另外，做管流实验还用到汞-水压差计（见附录A）。三、实验原理 1文丘利流量计文丘利管是一种常用的量测有压管道流量的装置，见图1-3-2属压差式流量计。它包括收缩段、喉道和扩散段三部分，安装在需要测定流量的管道上。在收缩段进口断面1-1和喉道断面2-2上设测压孔，并接上比压计，通过量测两个断面的测压管水头差，就可计算管道的理论流量 Q ，再经修正得到实际流量。2孔板流量计如图1-3-3，在管道上设

3、置孔板，在流动未经孔板收缩的上游断面1-1和经孔板收缩的下游断面2-2上设测压孔，并接上比压计，通过量测两个断面的测压管水头差，可计算管道的理论流量 Q ，再经修正得到实际流量。孔板流量计也属压差式流量计，其特点是结构简单。图1-3-2 文丘利流量计示意图 图1-3-3 孔板流量计示意图3理论流量水流从1-1断面到达2-2断面，由于过水断面的收缩，流速增大，根据恒定总流能量方程，若不考虑水头损失，速度水头的增加等于测压管水头的减小（即比压计液面高差），因此，通过量测到的建立了两断面平均流速v1和v2之间的一个关系：如果假设动能修正系数，则最终得到理论流量为：式中 ，为孔板锐孔断面面积。4流量系

4、数（1）流量计流过实际液体时，由于两断面测压管水头差中还包括了因粘性造成的水头损失，流量应修正为：其中，称为流量计的流量系数。（2）流量系数除了反映粘性的影响外，还包括了在推导理论流量时将断面动能修正系数、近似取为1.0带来的误差。（3）流量系数还体现了缓变流假设是否得到了严格的满足这个因素。对于文丘利流量计，下游断面设置在喉道，可以说缓变流假设得到了严格的满足。而对于孔板流量计，因下游的收缩断面位置随流量而变，而下游的量测断面位置是固定不变的，所以缓变流假设往往得不到严格的满足。（4）对于某确定的流量计，流量系数取决于流动的雷诺数，但当雷诺数较大（流速较高）时，流量系数基本不变。四、实验要求

5、 1有关常数： 实验装置编号：No. 02 孔板锐孔直径：= 2.744 cm；面积：A= 5.914 ；系数：= 261.824 2实验数据记录及处理见表1-3-1。表1-3-1 实验数据记录及处理表次数汞-水压差计流量汞柱差水头差流量/cm3/sh1/cmh2/cmQ/m3/h/cm/cmQ/cm3/s120.0087.4118.6567.41849.3665180.5567630.5680.6789 223.5083.9317.6260.43741.4184894.4447129.2040.6865 327.3380.2516.5152.92666.7924586.1116760.902

6、0.6783 430.5576.7515.4246.20582.1204283.3336317.070.6781 533.5473.5614.3340.02504.2523980.5565879.4040.6770 636.9270.1713.1233.25418.9503644.4445359.0840.6800 740.0266.8211.7926.80337.6803275.0004811.2970.6807 844.0762.839.8318.76236.3762730.5564025.4190.6783 946.2660.728.6514.46182.1962402.7783534.

7、1000.6799 1048.7557.936.859.18115.6681902.7782815.8920.6757 1151.9154.933.903.0238.0521083.3331615.0950.6708 1253.0453.801.840.769.576511.111810.21730.6308 1353.4553.3000.151.8900359.94850.0000 14 15 163以其中一组数据写出计算实例（包含公式、数据及结果）。（1）汞柱差：-=87.41-20.00=67.41 m-2（2）水头差：=12.6=849.366 m-2（3）流量（cm3/s）：=18.

8、65*1000000/3600=5180.55 cm3/s（4）=261.824*=7630.56 cm3/s（5）流量系数:=Q/ =5180.55/7630.56=0.67894绘制孔板流量计的校正曲线图 五、实验步骤 正确排序 （4）将两用式压差计上部的球形阀关闭，并把V9完全打开，待水流稳定后，接通电磁流量计的电源（接通电磁流量计前务必使管路充满水）记录电磁流量计、压差计的读数；（1）熟悉管流实验装置，找出本次实验的实验管路（第4、6根实验管）；（6）实验完毕后，依次关闭V9、孔板的两个球形阀，打开两用式压差计上部的球形阀。（3）再打开孔板的两个球形阀门，检查汞-水压差计左右两汞柱液面

9、是否在同一水平面上。若不平，则需排气调平； （2）进水阀门V1完全打开，使实验管路充满水。然后打开排气阀V10排出管内的空气，待排气阀有水连续流出（说明空气已经排尽），关闭该阀； （5）按实验点分布规律有计划地逐次关小V9，共量测12组不同流量及压差；六、注意事项1本实验要求2-3人协同合作。为了使读数的准确无误，读压差计、调节阀门、测量流量的同学要互相配合；2读取汞-水压差计的凸液面；3电磁流量计通电前，务必保证管路充满水；4不要启动与本实验中无关的阀门。七、问题分析 1在实验前，有必要排尽管道和压差计中的空气吗？为什么？答：有必要。如果不排尽管道中的空气，会使流量的测量不准确，影响实验结果

10、;若不排尽压差计中的空气，汞柱上下浮动，影响读数致使读出来的汞柱高度会有误差，会使压差测量不准确，也会影响实验结果。2压差计的液面高度差是否表示某两断面的测压管水头差？怎样把汞-水压差计的压差换算成相应的水头差？答：否，因为水相对于水银的密度不可忽略不计。此高度差只是汞的液面高度差，没有考虑水柱的影响。PP=(水银)(水)g=(水银)(水)/ (水)=12.6，通过此式进行换算。3文丘利流量计和孔板流量计的实际流量与理论流量有什么差别，这种差别是由哪些因素造成的？答：理论流量大于实际流量。当实际流体运动时，由于其具有粘性，流体与管壁、流体与流体之间均存在摩擦阻力，有局部损耗，所以实际流体在流动过程中有能量损失，而理论流量是假定流体运动时无能量损耗；两个断面处动能修正系数也不等于1，实际中为大于1；在读数时若实验者配合不好，致使测量不准确。八、心得体会通过本次实验，掌握了孔板流量计、文丘里流量计的工作原理及用途。了解了两用式压差计的结构及工作原理，掌握了两用式压差计的使用方法。熟悉了管流试验装置并学会操作。这次实验测量仪器体积较大，所以一个人很难完成。我们四个人分工明确，分别记录流量计读书，调节V9阀门，其余两人记录汞水压差计读数，所以完成的比较迅速。在这个过程中我也体会到了团结协作的重要性。同时感谢老师的悉心指导，才顺利完成了实验任务。7