流量計實驗報告

1、中國石油大學(xué)（華東）工程流體力學(xué)實驗報告實驗日期： 成績： 班級：學(xué)號：姓名： 教師：李成華同組者： 實驗三、流量計實驗一、實驗?zāi)康模ㄌ羁眨?掌握孔板、文丘利節(jié)流式流量計的工作原理及用途；2測定孔板流量計的流量系數(shù)，繪制流量計的校正曲線；3了解兩用式壓差計的結(jié)構(gòu)及工作原理，掌握其使用方法。二、實驗裝置 1、在圖1-3-1下方的橫線上正確填寫實驗裝置各部分的名稱：本實驗采用管流綜合實驗裝置。管流綜合實驗裝置包括六根實驗管路、電磁流量計、文丘利流量計、孔板流量計，其結(jié)構(gòu)如圖1-3-1示。F1 文丘里流量計 ； F2 孔板流量計 ；F3電磁流量計 ；C 量水箱 ； V 閥門 ； K 局部阻力實驗管路

2、 圖1-3-1 管流綜合實驗裝置流程圖說明：本實驗裝置可以做流量計、沿程阻力、局部阻力、流動狀態(tài)、串并聯(lián)等多種管流實驗。其中V8為局部阻力實驗專用閥門，V10為排氣閥。除V10外，其它閥門用于調(diào)節(jié)流量。另外，做管流實驗還用到汞-水壓差計（見附錄A）。三、實驗原理 1文丘利流量計文丘利管是一種常用的量測有壓管道流量的裝置，見圖1-3-2屬壓差式流量計。它包括收縮段、喉道和擴散段三部分，安裝在需要測定流量的管道上。在收縮段進口斷面1-1和喉道斷面2-2上設(shè)測壓孔，并接上比壓計，通過量測兩個斷面的測壓管水頭差，就可計算管道的理論流量 Q ，再經(jīng)修正得到實際流量。2孔板流量計如圖1-3-3，在管道上設(shè)

3、置孔板，在流動未經(jīng)孔板收縮的上游斷面1-1和經(jīng)孔板收縮的下游斷面2-2上設(shè)測壓孔，并接上比壓計，通過量測兩個斷面的測壓管水頭差，可計算管道的理論流量 Q ，再經(jīng)修正得到實際流量?？装辶髁坑嬕矊賶翰钍搅髁坑嫞涮攸c是結(jié)構(gòu)簡單。圖1-3-2 文丘利流量計示意圖 圖1-3-3 孔板流量計示意圖3理論流量水流從1-1斷面到達2-2斷面，由于過水斷面的收縮，流速增大，根據(jù)恒定總流能量方程，若不考慮水頭損失，速度水頭的增加等于測壓管水頭的減?。幢葔河嬕好娓卟睿虼?，通過量測到的建立了兩斷面平均流速v1和v2之間的一個關(guān)系：如果假設(shè)動能修正系數(shù)，則最終得到理論流量為：式中 ，為孔板銳孔斷面面積。4流量系

4、數(shù)（1）流量計流過實際液體時，由于兩斷面測壓管水頭差中還包括了因粘性造成的水頭損失，流量應(yīng)修正為：其中，稱為流量計的流量系數(shù)。（2）流量系數(shù)除了反映粘性的影響外，還包括了在推導(dǎo)理論流量時將斷面動能修正系數(shù)、近似取為1.0帶來的誤差。（3）流量系數(shù)還體現(xiàn)了緩變流假設(shè)是否得到了嚴格的滿足這個因素。對于文丘利流量計，下游斷面設(shè)置在喉道，可以說緩變流假設(shè)得到了嚴格的滿足。而對于孔板流量計，因下游的收縮斷面位置隨流量而變，而下游的量測斷面位置是固定不變的，所以緩變流假設(shè)往往得不到嚴格的滿足。（4）對于某確定的流量計，流量系數(shù)取決于流動的雷諾數(shù)，但當雷諾數(shù)較大（流速較高）時，流量系數(shù)基本不變。四、實驗要求

5、 1有關(guān)常數(shù)： 實驗裝置編號：No. 02 孔板銳孔直徑：= 2.744 cm；面積：A= 5.914 ；系數(shù)：= 261.824 2實驗數(shù)據(jù)記錄及處理見表1-3-1。表1-3-1 實驗數(shù)據(jù)記錄及處理表次數(shù)汞-水壓差計流量汞柱差水頭差流量/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以其中一組數(shù)據(jù)寫出計算實例（包含公式、數(shù)據(jù)及結(jié)果）。（1）汞柱差：-=87.41-20.00=67.41 m-2（2）水頭差：=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）流量系數(shù):=Q/ =5180.55/7630.56=0.67894繪制孔板流量計的校正曲線圖 五、實驗步驟 正確排序 （4）將兩用式壓差計上部的球形閥關(guān)閉，并把V9完全打開，待水流穩(wěn)定后，接通電磁流量計的電源（接通電磁流量計前務(wù)必使管路充滿水）記錄電磁流量計、壓差計的讀數(shù)；（1）熟悉管流實驗裝置，找出本次實驗的實驗管路（第4、6根實驗管）；（6）實驗完畢后，依次關(guān)閉V9、孔板的兩個球形閥，打開兩用式壓差計上部的球形閥。（3）再打開孔板的兩個球形閥門，檢查汞-水壓差計左右兩汞柱液面

9、是否在同一水平面上。若不平，則需排氣調(diào)平； （2）進水閥門V1完全打開，使實驗管路充滿水。然后打開排氣閥V10排出管內(nèi)的空氣，待排氣閥有水連續(xù)流出（說明空氣已經(jīng)排盡），關(guān)閉該閥； （5）按實驗點分布規(guī)律有計劃地逐次關(guān)小V9，共量測12組不同流量及壓差；六、注意事項1本實驗要求2-3人協(xié)同合作。為了使讀數(shù)的準確無誤，讀壓差計、調(diào)節(jié)閥門、測量流量的同學(xué)要互相配合；2讀取汞-水壓差計的凸液面；3電磁流量計通電前，務(wù)必保證管路充滿水；4不要啟動與本實驗中無關(guān)的閥門。七、問題分析 1在實驗前，有必要排盡管道和壓差計中的空氣嗎？為什么？答：有必要。如果不排盡管道中的空氣，會使流量的測量不準確，影響實驗結(jié)果

10、;若不排盡壓差計中的空氣，汞柱上下浮動，影響讀數(shù)致使讀出來的汞柱高度會有誤差，會使壓差測量不準確，也會影響實驗結(jié)果。2壓差計的液面高度差是否表示某兩斷面的測壓管水頭差？怎樣把汞-水壓差計的壓差換算成相應(yīng)的水頭差？答：否，因為水相對于水銀的密度不可忽略不計。此高度差只是汞的液面高度差，沒有考慮水柱的影響。PP=(水銀)(水)g=(水銀)(水)/ (水)=12.6，通過此式進行換算。3文丘利流量計和孔板流量計的實際流量與理論流量有什么差別，這種差別是由哪些因素造成的？答：理論流量大于實際流量。當實際流體運動時，由于其具有粘性，流體與管壁、流體與流體之間均存在摩擦阻力，有局部損耗，所以實際流體在流動過程中有能量損失，而理論流量是假定流體運動時無能量損耗；兩個斷面處動能修正系數(shù)也不等于1，實際中為大于1；在讀數(shù)時若實驗者配合不好，致使測量不準確。八、心得體會通過本次實驗，掌握了孔板流量計、文丘里流量計的工作原理及用途。了解了兩