流体力学实验 文丘里实验报告单

文丘里流量计实验

一、实验目的和要求

1．通过测定流量系数，掌握文丘里流量计量测管道流量的技能； 2．掌握气一水多管压差计量测压差的技能；

3．通过实验与量纲分析，了解应用量纲分析与实验结台研究水力学问题的途径，进而掌握文丘里流量计水力特征。

二、实验原理

根据能量方程式和连续性方程式，可得不计阻力作用时的文丘里管过水能力关系式

h K p Z p Z g d d

d q V ∆=+-+-=

)]/()/[(21)(4221142

12

1γγπ

‘

(6-9) 1)/(/24

42121-=

d d g d K π

)()(2

21

1γ

γp Z p Z h +

-+

=∆

式中：h ∆为两断面测压管水头差,m 。

由于阻力的存在，实际通过的流量V q 恒小于'

V q 。今引入一无量纲系数’

V V q q =μ (μ称为流量系数)，对计算所得的流量值进行修正。

即 h K q q V V ∆='

=μμ (6-10) 另外由水静力学基本方程可得气—水多管压差计的h ∆为

4321h h h h h -+-=∆

三、实验装置

本实验的装置如图6-10 所示。

在文丘里流量计的两个测量断面上，分别有4个测压孔与相应的均压环连通，经均压环均压后的断面压强由气-水多管压差计9测量（亦可用电测仪量测）。

1.自循环供水器；

2.实验台

3.可控硅无级调速器

4.恒压水箱

5.有色水水管

6.稳水孔板

7.文丘里实验管段

8.测压计气阀

9.测压计10.滑尺11.多管压差计12.实验流量调节阀 图6—10文丘里流量计实验装置图

四、实验方法与步骤 1.测记各有关常数。 2.开电源开关，全关阀12，检核测管液面读数 4321h h h h -+-是否为0，不为0时，需查出原因并予以排除。

3.全开调节阀12检查各测管液面是否都处在滑尺读数范围内？否则，按下列步骤调节：拧开气阀8，将清水注入测管2、3，待2432≈=h h cm ，打开电源开关充水，待连通管无气泡，渐关阀12，并调开关3至5.2821≈=h h cm ，即速拧紧气阀8。

4.全开调节阀门，待水流稳定后，读取各潮压管的液面读数1h 、2h 、3h 、4h ，并用秒表、量筒测定流量。

5.逐次关小调节阀，改变流量7～9次，重复步骤4，注意调节阀门应缓慢。

6.把测量值记录在实验表格内，并进行有关计算。

7.如测管内液面波动时，应取时均值。

8.实验结束，需按步骤2校核压差计是否回零。 五、实验结果处理及分析

1.记录计算有关常数。 实验装置台号No____

=1d m ， =2d m ， 水温=t ℃， =ν m 2/s ，

水箱液面标尺值=∇0 cm ， 管轴线高程标尺值=∇ cm 。 2 整理记录计算表6-9 6-10

表6-9 记录表

2.5

3用方格纸绘制h q V ∆~与μ~

Re 曲线图。分别取h ∆、μ为纵坐标

六、实验思考题

1．本实验中，影响文丘里管流量系数大小的因素有哪些？哪个因素最敏感？对本实验的管道而言，若因加工精度影响，误将01.02-d m 值取代上述2d 值时，本实验在最大流量下的μ值将变为多少？

2．为什么计算流量'

V q 实际流量V q 不相等? 3．试证气一水多管压差计有下列关系：)()(2211g

p

z g p z h ρρ+-+

=∆4321h h h h -+-=

4文氏管喉颈处容易产生真空，允许最大真空度为6～7mmH2O。工程中应用文氏管时，应检验其最大真空度是否在允许范围内。据你的实验成果，分析本实验流量计喉颈最大真空值为多少?