文丘里管实验设计方案.doc

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1、文丘里管实验设计方案一、实验原理1＞在文丘里管收缩段和扩张段，观察压力水头、速度水头沿程的变化规律，加深对伯努利方程的理解。2、了解文丘里流量计的工作原理。3、掌握文丘里管流量系数的测定方法。二、实验原理1、理想流体伯努利方程的验证文丘里管是在管路屮安装一段断瓯急速变小，而后又逐渐恢复原來断面的异径管，如图3所示。「：：：：：：…三三三三三三三f2H-g,_三三三二三三三三二三一一三喉管图3理想流体伯努利方程示意图在收缩段，由于流体流动断面减小，因而流速增加，测压管水头连续下降，喉管处断面最小，流速最大，测压管水头因而最低；相反，在渐扩管屮流体流动截面逐渐扩大，流速减小，测

2、压管水头也不断得到恢复。这些现象都是由于流体流径文丘里管时，遵导连续性方稈(1)vA=Q(常数)和们努利方程以上两个方程表明，无论流体流动过稈屮断面儿何参数如何变化，所有断面上的总水头H和流量都保持不变，也就是说流体流动一直遵守肴能量守恒和物质守恒这两个基木定律。上述现象和规律将在实验中通过11根测压管的液面变化加以验证。为了便于实验分析，现将公式(2)作如下变换,并以下标i表示测压管序号,例如,=4表示第四根测压管即喉管。公式(2)可以写成/?.+——=h.+2g2g两边同除以必，并移项得公式(1)可以写成吶=v4A4=吶所以代入公式⑶得公式(3)和公式(4)表明，测压管

3、水头变化的相对值，完全决定于流动断面的几何比例，从而进一步揭示了断面流速与测压管水头Z间的关系。我们根据公式(4)曲出测压管水头相对变化的理论曲线和实际曲线(分别为上式右项和左项)，通过比较，两者应当是一致的(横坐标为测压管序号，纵坐标分别为以上两项)。2、流暈系数的测定将公式(1)、⑵应用于1、4两断面，可以得到V499V：fV；f——+/?]=—+/?42g'2g4前式代入品式得2g(力]力4)流量为若以流量系数“表示阻力损失的影响，上式可以写成式中c——仪器常数，为定值因此，在实验屮,0.92〜0.99之间。三、实验步骤测得流量Q和测压管水头勺(cm25/s)(6)九

4、，即可求得流量系数“，“一般在1、缓缓打开进水阀和针阀，使测压管1、4的水面差达到最大，并适当调节，观察测压管水头的变化，理解伯努利方程的含义。2、读取各测压管水头刻度，并按测压管编号为序记入表内。3、在读取测压管水头的同时，用体积法测量流量，记入表内。4、调节进水阀和针阀，改变各测压管读数，并记录各读数和流量。5、实验结束后，关闭进水阀门。二、实验装置设计由于文丘里管的制作工艺比较复杂，标准材料的文丘里管定制价格比较昂贵，经过综合考虑，我们打算制作一个简易文丘里管，具体设计如下：装詈图材料：玻璃管或者舉料管，软件管用于连接，刻度尺用于测量水柱高度，量筒和秒表用于测量流速，

5、水泵，支架，水槽。制作方法：自行设计，买齐上述材料Z示按装置图加工