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1、中国石油大学（华东） 流量计实验 实验报告实验日期： 2011.4.18 成绩： 班级： 石工09-13班 学号：09021614 姓名： 石海山 教师： 同组者：尚斌 宋玉良 武希涛 杜姗姗实验三、流量计实验一、实验目的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，掌握两用式压差计的使用方法。二、实验装置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 ；
2、 V 阀门 ； K 局部阻力实验管路 图3-1 管流综合实验装置流程图三、实验原理1、 文丘利流量计文丘利管是一种常用的两侧有管道流量的装置，属压差式流量计（见图3-2）。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官道上。在收缩段进口断面1-1和喉道断面2-2上设测压孔，并接上压差计，通过测量两个断面的测压管水头差，可以计算管道的理论流量Q，再经修正即可得到实际流量。2、 孔板流量计 如图3-3所示，在管道上设置空板，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，并接上压差计，通过量测两个断面的测压管水头差，可以计算管道的理论流量Q，再经修正即可得到实际
3、流量。孔板流量计也属于压差式流量计，其特点是结构简单。图3-2 文丘利流量计示意图 图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（即压差计液面高差），因此，通过量测到的建立了两个断面平均流速和之间的关系：=-=（+）-（+）=- （3-1）如果假设动能修正系数=1.0,则最终得到理论流量为：=其中：=式中 -孔板锐孔断面面积； -分别为1-1，2-2截面的面积。4、 流量系数（1） 流量计流过实际液体时，由于断面测压管水头差中还包括因粘性而造成的水头损失，所以流量
4、应修正为： = (3-3)其中，1.0，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，还包括在推导理论流量时将断面动能修正系数，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. 8 孔板锐孔直径：= 2.7
5、44；面积：A= 5.914 ；系数：= 2.6181 2实验数据记录及处理见表3-1。表3-1 实验数据记录及处理表次数汞-水压差计汞柱差水头差流量133.70 95.59 61.89 779.81418.56 0.0073110.70517237.10 92.65 55.55 699.9317.50 0.0069260.701814340.00 89.88 49.88 628.48816.57 0.0065630.70127442.40 87.40 45.00 56715.76 0.0062340.702224545.25 84.50 39.25 494.5514.72 0.0058220
6、.702286648.40 81.60 33.20 418.3213.54 0.0053550.702386751.50 78.50 27.00 340.212.24 0.0048290.704086854.10 76.00 21.90 275.9410.99 0.0043490.701943956.75 73.20 16.45 207.279.56 0.0037690.7045321059.40 70.60 11.20 141.127.87 0.003110.7028971163.30 66.90 3.60 45.364.49 0.0017630.7073281265.00 65.00 0.
7、00 00.00 0013141516以其中一组数据写出计算实例。以第一组为例计算=-=95.59-33.70=61.89m-2=12.6=779.814m-2K=A=5.914*10-4*4.4272=2.6181*10-3m25/s =2.6181=0.0073m/s=(Q/3600)/ =(18.563600)0.0073=0.70233绘制孔板流量计的校正曲线图五、实验步骤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）；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 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；3 再打
8、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一水平面上。若不平，则需排气调平；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； 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；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。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
9、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。若不尽进管道中的空气会使流量测量不准确，若不排尽压差计中的空气会使压差测量不准确。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：不是，因为水相对于水银的密度不可忽略不计。PP=(水银)(水)g=(水银)(水)/ (水)=12.63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：实际流量比理论流量要小。水在流动过程中有能量损失；两个断面处动能修正系数也不等于1，实际中为大于1；在读数时若两个人配合不好，致使测量不准确。八、心得体会通过本次实验，掌握了孔板流量计和文丘里流量计的工作原理。了解了两用式压差计的结构及工作原理，掌握了两用式压差计的使用方法。同时感谢老师的悉心教导，才顺利完成了实验任务
