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文丘里流量计实验实验报告


文丘里流量计实验实验报告
实验日期:2011.12.22 一、实验目的: 1、学会使用测压管与 U 型压差计的测量原理; 2、掌握文丘里流量计测量流量的方法和原理; 3、掌握文丘里流量计测定流量系数的方法。 二、实验原理:
流体流径文丘里管时,根据连续性方程和伯努利方程

vA ? Q (常数)

v2 z? ? ? H

(常数) ? 2g p
得不计阻力作用时的文丘里管过水能力关系式(1、2 断面)

Q?

1 2 ?d 2 4 ?d 1? ? 2 ?d ? 1 ? ? ? ?
4

?? p ? ? p ?? 2 g ?? z1 ? 1 ? ? ? z 2 ? 2 ?? ? K ?h ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ??

由于阻力的存在,实际通过的流量 Q ? 恒小于 Q 。引入一无量纲系数 ? ? Q? Q( ? 称 为流量系数) ,对计算所得的流量值进行修正。

Q? ? ?Q ? ?K ?h

??

Q? K ?h

在实验中,测得流量 Q ? 和测压管水头差 ?h ,即可求得流量系数 ? , ? 一般在 0.92~ 0.99 之间。 上式中 K —仪器常数

K?

1 2 ?d 2 4 ?d 1? ? 2 ?d ? 1 ? ? ? ?
4

2g

?h —两断面测压管水头差

p ? ? p ? ? ?h ? ? z1 ? 1 ? ? ? z 2 ? 2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

?h 用气—水多管压差计或电测仪测得,气—水多管压差计测量原理如下图所示。

?h1
H3

?h2

H1
z1
气—水多管压差计原理图

H2
z2

根据流体静力学方程

p1

?

? H 1 ? H 3 ? ?h1 ? H 3 ? ?h2 ? H 2 ? p1 p2

p2

?



?

?

?

? H 1 ? ?h1 ? ?h2 ? H 2



p ? ? p ? p p ? ? z1 ? 1 ? ? ? z 2 ? 2 ? ? z1 ? ( 2 ? H1 ? ?h1 ? ?h2 ? H 2 ) ? ( z 2 ? 2 ) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ( z1 ? H1 ) ? ( z 2 ? H 2 ) ? ?h1 ? ?h2

由图可知

?h ? (h1 ? h2 ) ? (h3 ? h4 )

式中, h1 、 h2 、 h3 、 h4 分别为各测压管的液面读数。

三、实验数据记录及整理计算(附表) 文丘里流量计实验装置台号:2 d1=1.4cm d2=0.7cm 水 温 t=13.1 ℃ v=0.01226cm2/s 水箱液面标尺值▽0=38cm 管轴线高程标尺值▽=35.7cm 实验数据记录表见附表 四、成果分析及小结: 经计算 K=17.60cm2.5/s u=1.064 由实验计算结果看各组数据的相差较大,可以判断实验的精密度不高,实验 与理论值有偏差。 误差来源主要有实验测量值的不准确,人为造成的主管因 素较大。 五、问题讨论: 为什么计算流量 Q 理论与实际流量 Q 实际不相等? 答:因为实际流体在流动过程中受到阻力作用、有能量损失(或水头损失) , 而计算流量是假设流体没有阻力时计算得到的,所以计算流量恒大于实际 流量。


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