流量计实验报告

流量计实验报告

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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名称:

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示。

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 管流综合实验装置流程图

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 孔板流量计示意图

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h

因此，通过量测到的h ∆建立了两断面平均流速v 1和ｖ2之间的一个关系：

22

1

2

22

111212()()=

22p p v v h h h z z g

g

ααγ

γ

∆=-=+

-+

-

如果假设动能修正系数1210.αα==,则最终得到理论流量为：

2221

2()()A Q g h K h A A A A μ=

∆=∆-理

式中 2K A g =,2221

1(

)()A A A A μ=

-,A 为孔板锐孔断面面积。

4．流量系数

（１）流量计流过实际液体时，由于两断面测压管水头差中还包括了因粘性造成的水

头损失，流量应修正为：

ΔQ K h α=实

其中 1.0α<，称为流量计的流量系数。

(２）流量系数除了反映粘性的影响外,还包括了在推导理论流量时将断面动能修正系

数1α、2α近似取为1．０带来的误差。

(3)流量系数还体现了缓变流假设是否得到了严格的满足这个因素。对于文丘利流量计，下游断面设置在喉道，可以说缓变流假设得到了严格的满足。而对于孔板流量计，因下游的收缩断面位置随流量而变，而下游的量测断面位置是固定不变的,所以缓变流假设往往得不到严格的满足。

（4)对于某确定的流量计,流量系数取决于流动的雷诺数，但当雷诺数较大(流速较高）时,流量系数基本不变。 四、实验要求 1.有关常数:

实验装置编号：No. 0２

孔板锐孔直径：d = 2.744 ｃm;面积：Ａ= 5.9１4 2

cm ； 系数：K = 261．８24 2.5

cm

/s

2．实验数据记录及处理见表1-3-1。

表1-３-1 实验数据记录及处理表

次 数 汞-水压差计

流量

汞柱差

水头差

流量

K h ∆

/ｃm ３

/s

α

h 1/cm h ２/cm

Ｑ／m 3／

h

h'∆/cm h ∆／c ｍ Q ／cm 3/s １ 20.00

8７．41 １8.65 67.41

８49.366 ５1８

0.55６ 7６30.5６8 0.678９

２ ２３．5０ 8３.93 １7.62 60.４3 741.418 4８9４.４44 7129.20

４ 0.6865 ３ 2７．3３ 80.25 16.51 5２.92 ６66.79２ 4586.１11 6７６0.9０２ 0．6783 4 3０.55

76．75 15.4２ ４6.20 ５８2．120 ４２83.333 6317.07

0.678１ 5 3３.5４ ７３.5

６ １4.３３ ４０．02 504.２5２ 398０.５５6 5879．404 ０.６７

７０ 6 36．９2 7０．1７ 1３.12

3３.25

418.95０ ３64４.44４ 5359.0８4 ０.６8０0 7 ４０.02

66.82 １１.79 ２6．80 337.6８0 3２75.0

０0 4811.297 ０.6807 8 ４4.07

62.83 9．83 １8.7６ ２36.376 2730.5５6 40２5.419 ０.678３ 9 4６.26 60．７2 8．6５ 14.46 182.196

２402.778 ３５3４.100 0.6799 1０ 4８.７５ ５7.93 6.85 9．18 115.668 1９02.778 2815.8９２ 0.675７ 11 ５１.９1 54.９3 3.90 ３.02 38.05２

10８3.３33

16１5.095 0.6７0８ 1２ 53.0４ 53.80 1.84 ０.7６ 9．576 511.1１1810.２173 0.6３0８ １3 ５３.4５

53.30 0 0.１５

１.89０ 0

3５9.9４85 0.０00０

14

15

16

3．以其中一组数据写出计算实例（包含公式、数据及结果）。

（1)汞柱差：h '∆=2h -1h ＝８7.41－20.０0=６７.41 m

－２

(2）水头差：h ∆＝h'∆×１２.６＝849.36６ m -2

（3)流量（ｃｍ３

/s):Q =18.６5＊100００00/3６00=５1８0.55 cm ３

／s

(4)K h ∆＝26１.8２4*m 2

10366.849-⨯=7６30.56 cm 3

/s

(5）流量系数:α＝Q/ K h ∆=5180.５5/７630.56=０.67８９