流量計(jì)+中國(guó)石油大學(xué)(華東)流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、.中國(guó)石油大學(xué)（華東） 工程流體力學(xué) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)日期： 成績(jī)： 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 教師： 李成華 同組者： 實(shí)驗(yàn)三、流量計(jì)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ㄌ羁眨?掌握 孔板 、文丘利節(jié)流式流量計(jì)的工作原理及用途；2測(cè)定孔板流量計(jì)的流量系數(shù)，繪制流量計(jì)的 校正曲線 ；3了解 兩用式壓差計(jì) 的結(jié)構(gòu)及工作原理，掌握其使用方法。二、實(shí)驗(yàn)裝置 1、在圖1-3-1下方的橫線上正確填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)裝置各部分的名稱：本實(shí)驗(yàn)采用管流綜合實(shí)驗(yàn)裝置。管流綜合實(shí)驗(yàn)裝置包括六根實(shí)驗(yàn)管路、電磁流量計(jì)、文丘利流量計(jì)、孔板流量計(jì)，其結(jié)構(gòu)如圖1-3-1示。F1 文丘利流量計(jì) ； F2 孔板流量計(jì) ；F3 電磁流量計(jì) ；C 量水箱 ； V 閥

2、門 ； K 局部阻力實(shí)驗(yàn)管路 圖1-3-1 管流綜合實(shí)驗(yàn)裝置流程圖說(shuō)明：本實(shí)驗(yàn)裝置可以做流量計(jì)、沿程阻力、局部阻力、流動(dòng)狀態(tài)、串并聯(lián)等多種管流實(shí)驗(yàn)。其中V8為局部阻力實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)還用到汞-水壓差計(jì)（見(jiàn)附錄A）。三、實(shí)驗(yàn)原理 1文丘利流量計(jì)文丘利管是一種常用的量測(cè)有壓管道 流量 的裝置，見(jiàn)圖1-3-2屬壓差式流量計(jì)。它包括收縮段、喉道和擴(kuò)散段三部分，安裝在需要測(cè)定流量的管道上。在收縮段進(jìn)口斷面1-1和喉道斷面2-2上設(shè)測(cè)壓孔，并接上比壓計(jì)，通過(guò)量測(cè)兩個(gè)斷面的 測(cè)壓管水頭差，就可計(jì)算管道的理論流量 Q ，再經(jīng)修正得到實(shí)際流量。2孔

3、板流量計(jì)如圖1-3-3，在管道上設(shè)置孔板，在流動(dòng)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(cè)壓孔，并接上比壓計(jì)，通過(guò)量測(cè)兩個(gè)斷面的測(cè)壓管水頭差，可計(jì)算管道的理論流量 Q ，再經(jīng)修正得到實(shí)際流量?？装辶髁坑?jì)也屬壓差式流量計(jì)，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。圖1-3-2 文丘利流量計(jì)示意圖 圖1-3-3 孔板流量計(jì)示意圖3理論流量水流從1-1斷面到達(dá)2-2斷面，由于過(guò)水?dāng)嗝娴氖湛s，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(cè)壓管水頭的減?。幢葔河?jì)液面高差），因此，通過(guò)量測(cè)到的建立了兩斷面平均流速v1和v2之間的一個(gè)關(guān)系：如果假設(shè)動(dòng)能修正系數(shù)，則最終得到理論流量為：

4、式中 ，為孔板銳孔斷面面積。4流量系數(shù)（1）流量計(jì)流過(guò)實(shí)際液體時(shí)，由于兩斷面測(cè)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(jì)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(shí)將斷面 、近似取為1.0帶來(lái)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(yán)格的滿足這個(gè)因素。對(duì)于文丘利流量計(jì)，下游斷面設(shè)置在喉道，可以說(shuō)緩變流假設(shè)得到了嚴(yán)格的滿足。而對(duì)于 孔板流量計(jì) ，因下游的收縮斷面位置隨流量而變，而下游的量測(cè)斷面位置是固定不變的，所以緩變流假設(shè)往往得不到嚴(yán)格的滿足。（4）對(duì)于某確定的流量計(jì)，流量系數(shù)取決于流動(dòng)的 雷諾數(shù)，但當(dāng)雷諾數(shù)較大（流速較高

5、）時(shí)，流量系數(shù)基本不變。四、實(shí)驗(yàn)要求 1有關(guān)常數(shù)： 實(shí)驗(yàn)裝置編號(hào)：No. 8 孔板銳孔直徑：= 2.811 cm；面積：A= 6.02 ；系數(shù)：= 271.11 2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理見(jiàn)表1-3-1。表1-3-1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理表次數(shù)汞-水壓差計(jì)流量汞柱差水頭差流量/cm3/sh1/cmh2/cmQ/m3/h/cm/cmQ/cm3/s186.523.518.8863793.85244.4447638.3770.686591283.726.517.9657.2720.724988.8897278.2810.685449381.229.217.1152655.24752.7786939.5690

6、.684881478.831.616.2847.2594.724522.2226611.5280.683991576.533.915.5142.6536.764308.3336281.0990.6859267436.514.5237.5472.54033.3335893.1360.684412771.339.313.4432403.23733.3335443.8460.68579868.941.612.4127.3343.983447.2225028.1950.685578966.244.411.121.8274.683083.3334493.2340.6862171063.746.99.72

7、16.8211.6827003944.4410.6845081160.949.77.9511.2141.122208.3333220.6220.6856851257.153.54.473.645.361241.6671825.9210.680022131415163以其中一組數(shù)據(jù)寫(xiě)出計(jì)算實(shí)例（包含公式、數(shù)據(jù)及結(jié)果）。（1）汞柱差： h1- h2=63cm（2）水頭差：=(13.6-1) =793.8cm（3）流量（cm3/s）：=18.88*1000000/3600=5244.444cm3/s（4）=271.11*=7638.377 cm3/s（5）流量系數(shù)：=Q/()=0.6865914繪制

8、孔板流量計(jì)的校正曲線圖 五、實(shí)驗(yàn)步驟 正確排序 （4）將兩用式壓差計(jì)上部的球形閥關(guān)閉，并把V9完全打開(kāi)，待水流穩(wěn)定后，接通電磁流量計(jì)的電源（接通電磁流量計(jì)前務(wù)必使管路充滿水）記錄電磁流量計(jì)、壓差計(jì)的讀數(shù)；（1）熟悉管流實(shí)驗(yàn)裝置，找出本次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)管路（第4、6根實(shí)驗(yàn)管）；（6）實(shí)驗(yàn)完畢后，依次關(guān)閉V9、孔板的兩個(gè)球形閥，打開(kāi)兩用式壓差計(jì)上部的球形閥。（3）再打開(kāi)孔板的兩個(gè)球形閥門，檢查汞-水壓差計(jì)左右兩汞柱液面是否在同一水平面上。若不平，則需排氣調(diào)平； （2）進(jìn)水閥門V1完全打開(kāi)，使實(shí)驗(yàn)管路充滿水。然后打開(kāi)排氣閥V10排出管內(nèi)的空氣，待排氣閥有水連續(xù)流出（說(shuō)明空氣已經(jīng)排盡），關(guān)閉該閥； （5）

9、按實(shí)驗(yàn)點(diǎn)分布規(guī)律有計(jì)劃地逐次關(guān)小V9，共量測(cè)12組不同流量及壓差；六、注意事項(xiàng)1本實(shí)驗(yàn)要求2-3人協(xié)同合作。為了使讀數(shù)的準(zhǔn)確無(wú)誤，讀壓差計(jì)、調(diào)節(jié)閥門、測(cè)量流量的同學(xué)要 互相配合 ；2讀取汞-水壓差計(jì)的凸 液面；3電磁流量計(jì)通電前，務(wù)必保證管路 充滿水 ；4不要啟動(dòng)與本實(shí)驗(yàn)中 無(wú)關(guān) 的閥門。七、問(wèn)題分析 1在實(shí)驗(yàn)前，有必要排盡管道和壓差計(jì)中的空氣嗎？為什么？答：有必要，排凈管道中的空氣可以防止測(cè)得的流量和管道的壓力值存在誤差，排凈壓差計(jì)中的空氣，可以防止空氣因存在于壓差計(jì)中，造成讀數(shù)不準(zhǔn)確。2壓差計(jì)的液面高度差是否表示某兩斷面的測(cè)壓管水頭差？怎樣把汞-水壓差計(jì)的壓差換算成相應(yīng)的水頭差？答：不能，等于（p1-p2）與水重度的比值，然后（p1-p2）可以根據(jù)汞-水壓差計(jì)算出。3文丘利流量計(jì)和孔板流量計(jì)的實(shí)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(shí)際流量。實(shí)際流體在流動(dòng)過(guò)程中受到阻力的影響，會(huì)有一部分的能量損失，理論流量是按理想流體算得的，沒(méi)有能量損失。八、心得體會(huì)通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，了解了孔