实验一的具体说明(中文版)

实验一的具体说明
操作说明
1）选定一个转子流量计，可以选择量程最小的（2 LPM）。

2）设定至少6个不同的流速值，要求这几个数值基本涵盖整个量程（如从0.3 LPM开始，到最大量程2 LPM）
3）可以采用固定体积或固定时间方式进行测量（二选其一）
注意：体积或时间的选择需要保证流速误差小于转子流速计最大量程的3%，在理论说明部分有计算方式。

固定体积：设定收集体积，如800ml，采用不同的流速值（至少6个值），分别测量在收集该体积的水时需要的时间。

为了保证可重复性，每组数据测三次取平均值，（例如，在流速为1.5ml时，三次收集800ml的水，记录用时t1, t2, t2，并取其平均值）
固定时间：自行设定时间，如20s，测量采用不同流速时收集的水的体积。

同样每组数据测三次取收集体积的平均值。

理论说明：
收集体积collected volume：∀c
收集时间：t
流速flowrate：
，
流速的误差（不确定度）The uncertainty in ：
∀c和t是相应的测量标称值，即从量筒和计时器所读出的数据
是水的体积的误差，应该是量筒最小刻度的二分之一。

Δt 是计时时间误差，应该是计时器的误差和人的反应引起的误差之和。

计时器误差应该是最后一位数值对应位数的二分之一，如果计时器能够计时到0.1s，如2.3s，则计时器误差为0.05s；人的反应所引
起的误差因人而异，网上有测试反应速度的软件，感兴趣的同学可以通过软件确定，也可以估算。

注意事项：
在设定固定体积或固定时间时，要保证实验得到的流速误差小于转子流速计最大量程的3%（calibrate a 0.5 gpm rotameter to within 3% of its full-scale flowrate value）
根据，若选定体积∀c，则t越大，流速误差越小，因此若取流速为最大值，求相应的相对误差为3%时的时间，具体实验中应保证收集时间要大于该值才能充分保证每组数据流速误差小于转子流量计最大量程的3%。

如果选定时间，则∀c需要小于某一值，因此要保证流速取最大值时，∀c小于相应值。

这一部分的计算及分析要体现在实验报告上。

数据处理说明：
（1）列表：将所有数据通过表格列出，每组数据包括转子流量计示数（单位分别是LPM 升每分钟，mL/s毫升每秒），三次重复实验的数据，并且计算每组数据得到的流速、流速的误差以及百分比相对误差。

以固定体积∀c为例：
注：要给出表的标题，并要对于流速，流速误差的具体计算给出举例说明：（SAMPLE CALCULATIONS OF FLOW RATE），例如举例第二组数据，列式计算
（2）做图：做Experimental Volume Flow Rate（实验测得的体积流速）Vs Rotameter Volume Flow Rate（转子流速计流速示数）图。

The direct (rotameter) measurement should be on the y-axis and the indirect one should be on the x-axis。

（转子流速计示数为y轴，实验测量值为x轴。

例如，
注意，该图用Excel来做，如图所示采用散点图，需要标出Error bar （误差线），45°直线（相当于理论上流量计示数与测量值完全一致时的数据线），与实验数据相符的拟合直线，横轴和纵轴标注（包括单位），图例（包括收集体积或时间，图上各种线代表的意义等）。

实验一报告内容：
Note: Your lab report should include the following:
Title page（扉页，包括实验名称，实验组成员及每个成员的具体贡献）
∙Extended Abstract - The extended abstract should address the purpose, experimental procedure, and the theoretical basis (models) for your experiment and should summarize and discuss the
experimental data and results (ranges of values, comparison to
theoretical models).扩充摘要-包括实验的目的，内容，实验步骤，理论模型。

并概述你所得到的实验结果及结论。

Theory section showing your uncertainty equation derivation as well as your
determination of a collection time or collection volume that would
meet the accuracy requirements。

（理论部分包括误差计算的推导过程，以及如何确定合适的收集时间或收集体积）
∙Data table(s) that include your collected data (flowrate, volume, time, calculated flowrate, uncertainty, relative uncertainty)（数据表格，包括……，表格需要有相应标题），要有计算的举例说明。

∙Flowrate graph（流速曲线图，同样要有图标题）
∙Discussion of results and conclusions（结果讨论以及结论）：Comment on the results and discuss how the experimental
uncertainties associated with the method can be improved. Use your test results to provide a single calibration constant for the flow meter readings (i.e., a constant that would be multiplied with the rotameter reading to yield a more accurate flowmeter value). Explain how you determined this calibration constant.分析你的实验结果，并讨论怎样能够减少因实验方法而导致的误差。

通过你的实验结果来给出流量计的修正常数，也就是说将转子流量计的读数乘以该常数后得到一个更加准确的流速值，并解释你是怎样确定该常数的。

∙Appendix（附录，附上实验过程中的原始数据，并有每组四个同学的签名）
实验报告的的具体写法可参看英文版“Introduction to Thermal EngineeringGuide to Laboratory Report Writing”，第7页开始，是个实验报告例子的一部分（不是本实验），包括扉页的格式，及部分具体内容，最后两页是表与图的说明）。