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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

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

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

图1-3-1

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

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：

4．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;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。P－P=[ρ(水银)－ρ(水)]g

={[ρ(水银)－ρ(水)]/ρ(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。①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；②两个断面处动能修正系数也不等于1，实际中为大于1；③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