沿程阻力实验报告

班级：核工程12

姓名：李汉臻

学号：2110302044

实验日期：20##-5-2

一、    实验任务及要求：

1.     用三角堰、涡轮流量计校正孔板流量计，实验测定流量计的流量系数

2.     作出流量μ系数与雷诺数Re之间的关系曲线，从而确定μ=常数的范围和数值

二、    设备简图：

表2-1  试验段参数

                           

三、    实验方法简述：

若按理想流体考虑，孔板流量计理论流量：A₂

  Q_理论 

实验中认为更为精确的仪器（三角堰、涡轮流量计）测得的数据更加接近真实值。从而借此校正孔板流量计，引入修正系数μ。

μ=

考虑粘性影响，则流量系数与雷诺数的关系为μ=f（Re）

其中：

  三角堰流量测量：

 实验数据处理及计算：

表4-1  实验测量数据

表4-2  数据处理结果

四、    附图：

五、    数据结果分析：

1、          用三角堰校正孔板流量计时，由图线看出在Re大于73000的范围内μ-Re曲线走势接近平稳，μ趋于常数0.596。从而可依据此曲线在一定雷诺数范围内对孔板流量计进行校正。

2、          用涡轮流量计校正孔板流量计时，由图线看出在Re大于48000的范围内μ-Re曲线走势接近平稳，μ趋于常数0.603。从而可依据此曲线在一定雷诺数范围内对孔板流量计进行校正。

六、    讨论及思考问题：

1.     测压管孔的设置位置对流量系数有什么影响？

由于测压管孔的设置的位置不同，在考虑关内沿程阻力损失的情况下，导致不同截面流量测得数据有差别，从而造成流量系数不同。

2.     流量计内摩擦损失对流量系数有什么影响？

造成流量计读数偏小，进而影响流量系数的测得值偏小。

第二篇：中国石油大学(华东) 流体力学实验 流量计

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，绘制流量计的矫正曲线；

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——   文丘利流量计   ； F2—— 孔板流量计  ；F3——  电磁流量计   ；

C——   量水箱     ；  V——   阀门     ； K——  局部阻力试验管路  

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），因此，通过量测到的建立了两断面平均流速v₁和v₂之间的一个关系：

如果假设动能修正系数，则最终得到理论流量为：

式中 ，，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：

其中，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。

（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.  3   

孔板锐孔直径：=2.744   cm；面积：A=  5.914   ；

系数：=   261.81     

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

3．以其中一组数据写出计算实例。

以第1组数据计算为例：

（1）汞柱差：h1—h2=91.2—20.8=70.4cm

（2）水头差：=Δh’×12.6=887.04 cm

（3）流量（cm³/s）：=18.47×1000000÷3600=5030.56cm³/s

（4） =261.81×√(887.04)=7797.54 cm³/s

(5)流量系数：=Q÷=5030.56÷7797.54=0.6580

4．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、测量流量的同学要相互配合  ；

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：在实验前，有必要排尽管道和压差计中的空气；因为当空气流经电磁流量计时，会使流量发生变化，同时当空气流经测量断面时，或压差计中存在空气时，也会使所测压强发生变化，从而使实验误差增大

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。水的相对密度为1相对于水银的密度为13.6， ，则，可以通过上式进行换算。

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：

实际流量小于理论流量。

造成实际流量小于理论流量的原因如下：

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。

八、心得体会

通过本实验的操作与测量，本人掌握了孔板、文丘利节流式流量计的工作原理及用途；知道如何测定孔板流量计的流量系数α以及绘制流量计的校正曲线；了解两用式压差计的结构及工作原理。总的来说，加深对流量计的了解和有关流量计算的多方面的内容。结合课本中学习到的理论知识，再与自己的实际操作相结合，知识的学习也有一种融会贯通的效果。同时，再次感谢老师的悉心指导！