中国石油大学（华东）流量计 实验报告实验日期：—成绩： 班级： 学号：_姓名： 教师： 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 护 3/2；V4/3/F2 U/V5 4——/K XXX5T/V6/51、V12V13地下水池F1 文丘里流量计; F2 孑L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夕卜， 其它阀门用于调节流量另夕，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戲量的装置，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卫 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Ah ），因此，通过量测到的Ah建立了两断面平均流速V 和 v 之间的一个关系：a v22g2pAh = h — h = (z + i) 一 (z +1 2 1 y 2如果假设动能修正系数a =a = 1.0，则最终得到理论流量为:12°理=A/A、 /A、()2—( )2A A2 1式中K = A莎，卩= ，A为孔板锐孔断面面积。
/ A、 / A、'()2 — (—)2A A4．流量系数' 2 1(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虫性 而造成的水头损失，流量应修正为：Q宀=a心'加实其中« < 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，还包括了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1 2(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，流量系数取决于宜诺数，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. 4孔板锐孔直径：d二2.744 cm；面积:A= 5.914 cm2 ；系数：K = 261.81 cm2.5 / s2．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^Ah/ cms/sah /cm1h /cm2Q/ms/hAh' /cmAh /cmQ/cms/s120.8100.719.7679.91006.75488.898306.850.6608223.997.218.9873.3923.65272.227956.610.6626327.793.718.0066.0831.65000.007549.940.6623431.690.316.9658.7739.64711.117120.080.6617534.986.915.9852.0655.24438.896701.520.6624638.183.614.9745.5573.34158.336268.700.6633741.780.213.7438.5485.13816.675766.360.6619844.976.912.5332.0403.23480.565257.100.6621948.473.611.1225.2317.53088.894665.070.66211051.670.49.6118.8236.92669.444029.660.66251155.466.87.4911.4143.62080.563137.350.66311259.063.24.574.252.91269.441904.210.66651360.561.72.381.215.1661.111017.360.64941415163．以其中一组数据写出计算实例。
以下均以第一组数据为例(1) Ah 二 Ah' = h — h =100.7—20.8=79.9cm12(2) Ah = Ah' X12.6=1006.7cm(3) Q = Q/(3600s/h)*10飞=19.76/(3600s/h)*10飞=5488.89cm3/s(4) KjAh = A*sqrt(2*g)*sqrt( A h)=8306.85 cm3/s(5) a = Q/ (Kj'Ah =5488.89/8306.8=0.70234．绘制孔板流量计的校正曲线图五、实验步骤 正确排序（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，接通电磁流量计的电源（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；（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）；（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 3）．再打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 在同一水平面上若不平，则需排气调平；（ 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 排出管内的空气，待排气阀有水连续流出（说明空气已经排尽），关闭该阀；（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；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 阀门、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；因为管道中的空气排出一部分水，使测得的实际流量不准而 压差计中如果有空气会使压差测量不准，直接影响测量结果所以有必要排尽管 道和压差计中的空气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Ah'换算成相应的水头差Ah ?答：压差计的液面高度差不表示某两断面的测压管水头差因为汞和水的重度不同，且水相对于水银的密度不可忽略 不计P - P =[p （水银）一p12（水）]g Ah'Ah ={[ p （水银）一p （水）]/ p （水）} X Ah' =12.6 Ah'，即可以根据Ah = Ah'*12.6将汞水高度差换成水头差3．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：由于各种原因如：①水在流动过程中有能量损失；②两个断面处动能修 正系数也不等于1，实际中为大于1等等，会造成文丘利流量计和孔板流量计的 实际流量都比理论流量小，但是由于结构设计等方面的因素，造成文丘利流量计 和孔板流量计的实际流量与理论流量有差别，具体分析如下：文丘利流量计下游 断面设置在吼道，缓变流断面假设得到了严格满足；而孔板流量计，因下游的收 缩断面位置随流量而变，但下游的量侧断面位置是固定不变的，所以缓变流断面 的假设得不到严格满足。
另外，孔板流量计的对水流的阻力更大因此孔板流量 计实际流量与理论流量相差比文丘利流量计更大八、心得体会答:通过本次实验，将理论知识用到了实际的操作中，使我更加深刻的理解 了孔板流量计和文丘利流量计的工作原理和用途；学会了测定孔板流量计的流量 系数a,同时绘制流量计的校正曲线；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通过这次做实验,我更加明白了合作的重要性我们三个人分工完成实验, 相互配合,较快的完成了实验但是由于动手能力有限,没能很完美的做好实验, 幸好有老师的仔细讲解和正确指导,使得在实验过程中并没有出现不正当的操 作通过这次实验,我得的动手能力又有了很大的提高,这样以后的实验会更加 顺利；同时很感谢老师的讲解和正确的指导。