《建筑环境与能源应用工程专业综合实验》 教案 7-10 7.2.3文丘里流量计实验

文丘里流量计实验实验目的①学会使用测压管与U形差压计的量测原理。②掌握文丘里流量计测量流量的方法与原理。③掌握文丘里流量计测定流量系数的方法。实验原理文丘里流量计是一种测量有压管流中液体流量的仪器，它由渐缩段、喉管与渐扩段三部分组成，见REF_Ref9972\h图1。在渐缩段进口与喉管处分别安装一根测压管或连接一压差计。若测得测压管水头差△h或水银压差计的水银液面高差△hHg，由能量方程原理可计算得通过管道的流量和文丘里管的流量系数。设任选一基准面0-0，选取渐缩管的进口断面1-1与喉管断面2-2为计算断面。建立1-1、2-2断面的伯努利方程，并取两断面管轴中心点为计算点，有： （1）建立1-1、2-2断面的连续性方程： （2）由REF_Ref9534\h式（1）、REF_Ref9541\h式（2）可得： （3）式中z——被测点相对于基准面的位置高度，cm；p——被测点的静水压强，Pa；——液体容重，Kg/m3；hw——两断面间的水头损失，cm；——压强水头，cm；——流速水头，cm，为动能修正系数。其中，称为文丘里管常数，其值取决于文丘里管的结构尺寸。实际流量与理论流量之比称流量系数，即：。则实际流量为： （4）若测得测压管水头差，有，则 （5）实验系统及装置文丘里流量计实验仪由自循环供水器（循环水泵）、恒压水箱、溢流板、稳水孔板、可控硅无级调速器、实验管道、文丘里流量计、流量调节阀、接水盒、回水管、复式压差计、滑动测量尺等组成，如图1所示。图1文丘里流量计实验仪实验步骤及方法①启动电源供水，全开流量调节阀，排除管道内的气体。同时，观察复式压差计液面是否全部处于滑动测量尺标尺读数范围内，若是则进行步骤（三），否则按步骤（二）调整。②关闭流量调节阀，待复式压差计液面稳定后逐次松开压差计上的两气阀，使1、4测管液面大约为28.5cm，2、3测管液面大约为24.5cm后拧紧压差计气阀，然后全开流量调节阀，检查压差计液面在标尺上的读数范围，直至符合要求为止。③校关闭流量调节阀，检查复式压差计的压差和是否为零，即∆h=h1-h2+h3-h4=0。由于毛细现象的存在，容许校核时∆h≤0.2cm。④全开流量调节阀，待流量稳定后读取复式压差计读数，同时测算流量，并记入表1中。⑤改变流量调节阀的开度，调节流量，重复步骤（四），测取6个不同的流量。⑥实验完毕，关闭流量调节阀，再次校核复式压差计压差和是否在容许误差以内。若超过容许误差，则应当排除故障重新实验，确认无误后关闭电源，将仪器恢复到实验前状态。实验数据记录记录实验基本参数：恒定液面高程：0，管道轴线高程：，管道直径：d1，喉道直径：d2。实验数据记录表见REF_Ref10203\h表1。表1文丘里流量计数据记录表序号压差计读数（cm）体积V（cm3）时间t（s）h1h2h3h4123456实验数据处理及分析表2文丘里流量计数据计算表序号实际流量Q(cm3/s)压差(cm)理论流量(cm3/s)流量系数123456①根据测试与计算结果，在坐标纸上绘制流量压差曲