【精品】流体力学实验指导书

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1、文丘里流量计校正实验一.实验目的和要求1.掌握文丘里流量计的原理2.2学习用比压计和体积法测量流量的技能3.利用测量后的水头差，根据理论公式计算管道流量，并与实测流量进行比较，从而对理论流量做出修正，得到流量计的流量系数。二、原理简介1・文丘里管是一种常用的量测有压管道流量的装置，见图1,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3-3和喉道断面4-4上设测压孔，并接上比压计，通过量测两个断面的测管水头差A力，就可计算管道的理论流量Q,

2、再经修正得到实际流量。3理论流量：水流从3-3断而到4-4断面，由于断面的收缩，流速增大,根据恒定总能量方程，若不考虑水头损失，速度水头的增加等于测管水头的减少，这样我们通过测量得到的A/?建立了2断而平均流速V/和*2的关系A/z=為_力4=（^3+_（?4+''PgP4）=込Pg2g^4V42g如果我们假设动能修正系数a】=a2=1.0则G+—)-(^4+卩°・Pg另一方而，由恒定总流连续方程J2g2g=（色）4V4“3[1_（色）4]2g2g2gd3于是：解：最终求得理论流量式中K=t4流量系

3、数流量计流过实际液体时由于两断面测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：其屮“<1.0称为流量计流量系数。流量系数还体现了渐变流假设是否得到了严格的满足这个因素。对于文丘里流量计，下游断面设置在喉道，可以说渐变流假设得到了严格的满足。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（流速佼高）时，流量系数基本不变。实验设备实验装置如附图1所示，在自循环恒定管道流上串联文丘里流量计，分别在文丘里流量计的收缩段进口断面和喉道断面设测压孔，并接上比压计，用于量测断面的测管水头

4、差。设置专用量水箱进行流量的量测。三实验步骤1、认真阅读实验目的要求、实验原理和注意事项。2、查阅用压差计量测压差和用体积法量测流量的原理和步骤。3、对照实物了解仪器设备的使用方法和操作步骤，做好准备工作后，启动抽水机，打开进水开关，给水箱充水，并保持溢流状态，使水位恒定。4、检查下游截门全关吋，比压计各个测压管水面是否处于同一水平面上。如不平，则需排气调平。5、核对设备编号，量测水温，记录断面管径等数据。6、实验要求改变儿次流量，为便于调节，可先从大流量开始做。先开启下游截门，使比压计上出现最大的

5、压差，待水流恒定后，再进行量测，并将数据记录到表屮相应位置。7、依次减小流量，待水流恒定后，重复上述步骤8次以上，并按序记录数据。8、整理实验结果，得出流量计在各种流量下的A/1,Qi,Q“Re和//。9、对实验结果进行分析讨论，阅读思考问题，作简要回答。U1实验数据记录居h4AA量水体积时间QsQiRe单位cmcmcmcm3scm/scm7s12345678Qs二量水体积/时间五、思考题1、文丘里流量计的实际流量与理论流量为什么会有差别，这种差别是由哪些因素造成的？2、文丘里流量计的流量系数为什么

6、小于1.0?3、文丘里流量计的流量系数是否与雷诺数有关?通常给出一个固定的流量计流量系数应该怎么理解？能量方程能量方程(伯诺里方程)是水力学三大基本方程之一，反映了水流在流动吋，位能、压能、动能之间的关系。一.实验目的和要求通过实验了解水流在不同管径、不同高程的管路中流动时上述三种能量之间的复杂变化关系。生在作本实验吋应着重掌握：(1)总水头线和测压管水头线在局部阻力和沿程阻力处的变化规律；(2)总水头线在不同管径段的下降梯度即水力梯度的变化规律；(3)用实测流暈计算流速水头去核对测压板上两线的正确

7、性；(4)不同管径流速水头的变化规律。二实验设备(见附图1)本实验台由水箱，水泵，测压板及多变经有机管道组成。三实验原理过水断面的能量由位能、压能、动能三部分组成。水流在不同管径、不同高程的管路中流动时，三种能量不断地相互转化，在实验管道各断面设置测压管及测速管即可演示出三中能量沿程变化的实际情况测压管中申水位显示的是位能和压能之和，即能量方程中P,之前两项：Z+—,测速管中水位显示的是位能•压能、动能之和。即能量方程中三项P8pV2之和z+—+——。pg2g将测压管中的水位连成一线，称为测压管水头

8、线，反映势能沿程的变化;将测速管屮V2的水位连成一线，称为总水头线，反映总能量沿程的变化，2线的距离为流速水头——本实2g验台在有机玻璃实验管道勺关键部位处，设置测压管及测速管，适当的调节流量，就可把总水头线和测压管水头线绘制于测压板上。四.实验步骤开动水泵，使水箱开始溢流后，调节阀门，测量不同流量下的测压管和测速管中液面高度，用体积法测出管内流量。五、数据处理1选管中任意截面，通过测压管和测速管之差计算该截面的流量，并与用体积法算出的流量比较。分析差别的原因。2画出