实验三、流量计实验

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1、实验三、流量计实验一、实验目的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α，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，掌握两用式压差计的使用方法。二、实验装置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——局部助力实验管路图3-1管流综合实验装置流程图三、实验原理1.文丘利流量计。文丘利管

2、是一种常用的量测有压管道流量的装置，属压差式流量计（见图3-2）。它包括收縮段、喉道和扩散段三部分，安装在需要测定流量的管道上。在收縮段进口断面1-1和喉道面2-2上设测压孔，并接上压差计，通过量测两个断面的测压管水头差，可以计算管道的理论流量Q，再经修正记可得到实际流量。2.孔板流量计。如图1-3-3所示，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，并接上压差计，通过测量两个断面的测压管水头差，可以计算管道的流量Q，再经修正即可得到实际流量。孔板流量计也属于压

3、差式流量计，其特点是结构简单。图3-2文丘利流量计示意图图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，流苏增大，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少（即压差计液面高叉△h），因此，通过量测到的△h建立两个断面的平均流速ν1和ν2之间的关系：（1-3-1）如果假设动能修正系数α1=α2=1.0，则最终得到的理论流量为：（1-3-2）其中：式中A———孔板睿控断面面积；A1，A2———分别为1-1，2-2截面的面积。4.流量系数。（

4、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因粘性而造成的水头损失，所以流量应修正为：（1-3-3）其中，α<1.0，成为流量计的流量系数。（2）流量系数除了反映粘性的影响外，还包括在推导理论流量时将断面动能修正系数α1，α2近似为1.0带来的误差。（3）流量系数体现了缓变流假设是否得到严格的满足这一因数。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，但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。（

5、4）对于某确定的流量计，流量系数取决于雷诺数，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.2孔板锐孔直径：=2.744；面积：A=5.914；系数：=2.6182．实验数据记录及处理见表3-1。表3-1实验数据记录及处理表次数汞-水压差计汞柱差水头差流量/（10-4m3/s）196.525.571.0894.618.9678.300.67293.728.665.1820.2618.2174.980.67390.630.859.8753.4817.3071.86

6、0.67487.535.052.5661.516.3567.330.67584.637.946.7588.4215.4563.510.68681.840.940.9515.3414.4759.430.68778.544.034.5434.713.2854.580.68875.547.328.2355.3212.0149.350.68972.849.922.9288.5410.8944.470.681069.553.316.2204.129.0837.400.671166.456.410.0126.07.242

7、9.390.681262.660.02.632.763.7114.980.6913141516以其中一组数据写出计算实例。解：依题，取第一次数据进行分析，得数据如下：=96.5×10-2m；=25.5×10-2m；=18.96m3/h所以：=—=96.5×10-2—25.5×10-2=71.0×10-2m；=（13.6—1）×=12.6×71.0×10-2=894.6×10-2m；=2.618×10-3×=78.40×10-4m3/s；由=，得：所以：所求的为0.67。3．绘制孔板流量计的校正曲线图答：由表3

8、-1可得孔板流量计的校正曲线图如下：图3-4孔板流量计的校正曲线图五、实验步骤1.熟悉管流实验装置，找出本次实验的实验管路（第4根、第6根实验管）。2.现将进水阀门V1完全打开，使实验管路充满水，然后打开排气阀V10，排除管内的空气，带排气阀有水连续流出（说明空气已经排尽）时关闭阀门V10.3.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。若不在同一水平面上，则需排气调平。