流体实验.doc

PAGE  PAGE 27 量测实验五 文丘里流量计及孔板流量计率定实验 （一）实验目的 1、了解文丘里流量计和孔板流量计的原理及其实验装置。 2、绘出压差与流量的关系曲线，确定文丘里流量计和孔板流量计的流量系数μ值。 （二）实验原理 文丘里流量计是工业管道中常用的流量计，它包括收缩段、喉管、扩散段三部分。由于过水断面的收缩，喉管断面水流动能加大，势能减小，造成收缩段前后断面压强不同而产生较大的势能差。此势能差可由压差计测得。 孔板流量计原理与文丘里流量计相同，根据能量方程以及等压面原理可得出不计水头损失时的文丘里流量计（孔板流量计）的流量计算公式： ， 其中： 对于文丘里流量计： 对于孔板流量计： 根据实验室设备条件，管道的实测测量Q实可由由体积法或由电子流量仪测出。 在实际液体流动中，由于阻力的存在，水流通过文丘里流量计（或孔板流量计）时有能量损失，故实际通过的流量Q实一般比Q理稍小，因此在实际应用时，上式应予以修正，实测流量与理想液体情况下的流量之比称为流量系数，即 故 实 （三）实验设备 实验设备与各部分名称如图II-5-1所示。 （四）实验步骤 1、熟悉仪器，记录管道直径D和d。 2、启动抽水机，使水进入水箱，并使水箱保持溢流，使水位恒定。 3、关闭尾阀K，检查压差计液面是否齐平，若不平，则需排气调平。 4、调节尾阀K，依次增大流量和依次减小流量。量测各次流量相应的压差值。共做10次。用体积法或电子流量仪测量流量。 图II-5-1 文丘里（孔板）流量计实验仪 （五）注意事项 1、在改变流量时，需待水流稳定至少3~5分钟后，方可记录。 2、当管内流量较大时，测压管内水面会有波动现象。应读取波动水面的最高与最低读数的平均值作为该次读数。 （六）实验结果及分析 1、有关常数。 圆管直径D= cm，圆管直径d= cm，实验装置台号： 2、记录及计算（见表5-1）。 3、成果分析：绘制Q~关系曲线。在坐标纸上，以为横坐标，以Q为纵坐标，分别点绘文丘里流量计和孔板流量计的Q~曲线。根据实测的值，计算文丘里流量计与孔板流量计的流量系数，并分析文丘里流量计与孔板流量计的流量系数不相同的原因。 （七）思考题 1、若文丘里流量计和孔板流量计倾斜放置，测压管水头差是否变化？为什么？ 2、收缩断面前与收缩断面后相比，哪一个压强大？为什么？ 3、孔板流量计的测压管水头差为什么是：? 4、实测的μ值是大于1还是小于1？ 5、流量系数μ值是否为常数？若不是则与哪些因素有关？  表5－1 记录与计算表 cm2.5/s 次序体积 cm3时间 s流量Q cm3/s测压管水头cm测压管水头差cm文丘里流量计系数μ孔板流量计系数μh1h2h3h4h5h6h1- h2h3- h4+h5- h612345678910 量测实验六 孔口与管嘴流量系数验证实验 （一）实验目的 1、了解孔口流动特征，测定孔口流速系数值和流量系数值。 2、了解管嘴内部压强分布特征，测定管嘴流量系数值。 （二）实验原理 当水流从孔口自由出流时，由于惯性的作用，水流经孔口后有收缩现象，约在处形成收缩断面c-c（图II-6-1）。收缩断面c-c的面积与孔口的面积的比值称为收缩系数。应用能量方程可推得孔口流量计算公式如下 或 式中，为流速系数，为流量系数，为孔口中心点以上的作用水头。已知收缩系数和流速系数或流量系数可求得孔口流量。本实验将根据实测的流量等数据测定流速系数或流量系数的值。 当水流经管嘴自由出流时，由于管嘴内部的收缩断面处产生真空，等于增加了作用水头，使得管嘴的过流能力大于孔口。应用能量方程可推得管嘴流量计算公式如下 或 式中，为流速系数，为流量系数，，为管嘴中心点以上的作用水头。已知流速系数或流量系数可求得管嘴流量。本实验将根据实测的流量等数据测定流速系数或流量系数。 根据系统理论和实验研究各系数有下列数值 孔口 管嘴 由于收缩断面位置不易确定，以及观测误