中国石油大学(华东)流量计实验报告

1、中国石油大学华东工程流体力学实验报告18-19-2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、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局部的名称：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.溢流口.上水管线箱小水箱地下水飓F1文丘利流量计F2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、喉道和扩散段三局部,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.一一2

3、 .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,假设不考虑 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Ah建立了两断面平均流速 V1和V2之间的一个关系：-2.22亿今及包尸苗一端

4、如果假设动能修正系数 % =a2 =1.0 ,那么最终得到理论流量为:Q理=2gi h =K - h式中K =A 药,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黏性造成的水头损失,流量应修正为：其中口 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%、0(2近似取为1.0带来的误差.(3)流量系数还表达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

5、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,流量系数根本不变.四、实验要求1.有关常数：实验装置编号：No. 6 孔板锐孔直径： d = 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Kh /cm3/sah1/cmh2/cmQ/m3/hh /cmh /cmQ/cm3/s179.5024.9016.6454.60687.964622.22

6、6867.010.67277.4026.9016.0450.50636.304455.566604.150.67375.3029.0015.3546.30583.384263.896323.570.67473.2031.1014.6342.10530.464063.896029.930.67571.1533.1013.9038.05479.433861.115732.560.67668.8535.3013.0533.55422.733625.005382.920.67766.6537.5012.2029.15367.293388.895017.540.68864.5039.6011.2724.

7、90313.743130.564637.360.68962.4041.6010.2920.80262.082858.334238.410.671060.3043.709.1816.60209.162550.003786.390.671158.3045.707.9812.60158.762216.673298.810.671256.2547.806.528.45106.471811.112701.470.671354.2049.804.604.4055.441277.781949.390.661453.2050.803.412.4030.24947.221439.720.6615163.以其中一

8、组数据写出计算实例(包含公式、数据及结果)(1)汞柱差：Ah=79.50-24.90= 54.60 cm(2)水头差：Ah=54.60 12.6= 687.96 cm(3)流量(cm3/s) : Q = 4622.22 cm3/s=6867.01 cm3/s(5)流量系数：口 =0.674.绘制孔板流量计的校正曲线图孔板流量计的流量校正曲戌100200300400500600700水头走Ah (cm)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完全翻开,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

9、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,翻开两用式压差计上部的球形阀.(3).再翻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.假设不平,那么需排气调平；(2).进水阀门V1完全翻开,使实验管路充满水.然后翻开排气阀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方案地逐次关小V9,共量测12组不同流量及压差；六、考前须知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、测量流量的同学要相配合二2 .读取汞-水压差计的

10、4液面；3 .电磁流量计通电前,务必保证管路 工满水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：有必要排空,假设是管道与压差计中存在空气,会导致压差计读数不准,使实验产生误 差.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换算成相应白水头差 Ah ?答：不表示测压管水头差,由于汞-水压差计的低液面上部也存在高度为的水柱.故汞 水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异,这种差异是由哪些因素造成的？答：理论流量大于实际流量.当实际流体运动时,由于其具有粘性,流体与管壁、流体与 流体之间均存在摩擦阻力,有局部损耗,所以实际流体在流动过程中有能量损失,而理论流量是假定流体运动时无能量损耗；两个断面处动能修正系数也不等于1,实际中为大于1;八、心得体会答：通过本次实验,掌握了孔板流量的工作原理及用