文丘里流量实验,自循环文丘里流量实验台
2024-08-10 15:02
文丘里流量实验是一种用于测量管道流量的实验,它基于文丘里效应,通过测量文丘里管前后的压差来推算流量。以下是对文丘里流量实验的详细介绍:
一、实验目的
掌握文丘里流量计的原理:理解文丘里管的结构和工作原理,即流体在通过缩小的过流断面时流速增加、静压力降低的现象。
学习测量技术:学习使用比压计(如气—水多管压差计)测量压差,以及用体积法或其他方法测量流量的实验技能。
验证与修正:通过实验测得的压差和流量数据,验证文丘里流量计的理论流量,并进行必要的修正,得到流量计的流量系数。
二、实验装置
文丘里流量实验装置通常包括文丘里管、恒压水箱、自循环供水器、流量调节阀、测压计(如气—水多管压差计或电测仪)等部分。文丘里管由光滑的渐缩段、喉道及渐扩段三部分组成,在收缩段进口断面与喉道处分别安装测压管,用于测量两处的压强差。
三、实验原理
文丘里流量实验基于能量方程式和连续性方程式。根据伯努利原理(流体力学中的基本定律),流体在流动过程中,其压力能、动能和位能之和保持不变。在文丘里管中,流体流经渐缩段时流速增加,静压力降低;流经喉道时流速达到最大,静压力最低;流经渐扩段时流速逐渐减小,静压力逐渐恢复。因此,在文丘里管的喉颈前后会产生一定的压差。通过测量这个压差,并结合文丘里管的结构参数(如渐缩段和喉道的直径、长度等),可以推算出流体的流量。
四、实验步骤
准备阶段:检查实验装置是否完好,连接是否正确;向恒压水箱加水至适当水位;检查测压计是否充满水并排除气泡。
测量压差:打开电源开关和流量调节阀,调节流量至稳定状态;读取测压计上各测压管的液面读数(如h1、h2、h3、h4),计算压差Δh(通常Δh=h1-h2+h3-h4)。
测量流量:使用秒表和量筒或其他流量测量设备测量一定时间内通过文丘里管的流体体积V和时间t,计算实际流量Q(Q=V/t)。
重复实验:改变流量调节阀的开度,重复步骤2和步骤3,测量不同流量下的压差和流量数据。
数据处理:根据实验数据计算流量系数μ(μ=Q/Q',其中Q'为理论流量,可通过压差和文丘里管的结构参数计算得出);分析流量系数与雷诺数Re的相关性;绘制Q~Δh与Re~μ曲线图等。
五、实验注意事项
确保装置密封性:检查实验装置各连接处是否密封良好,防止漏水或漏气影响实验结果。
稳定水流:在测量压差和流量时,应确保水流稳定且连续,避免波动过大导致测量误差。
准确读数:读取测压计和流量测量设备的读数时应准确无误,避免人为误差。
注意安全:实验过程中应注意用电安全和用水安全,防止触电或溺水等事故发生。
六、实验意义
文丘里流量实验不仅有助于理解文丘里流量计的工作原理和流量测量技术,还通过实际操作加深了对流体力学基本定律的理解和应用。此外,该实验对于水利工程、给排水工程、环境工程等领域中的流量测量和流体控制具有重要意义。
一、实验目的
掌握文丘里流量计的原理:理解文丘里管的结构和工作原理,即流体在通过缩小的过流断面时流速增加、静压力降低的现象。
学习测量技术:学习使用比压计(如气—水多管压差计)测量压差,以及用体积法或其他方法测量流量的实验技能。
验证与修正:通过实验测得的压差和流量数据,验证文丘里流量计的理论流量,并进行必要的修正,得到流量计的流量系数。
二、实验装置
文丘里流量实验装置通常包括文丘里管、恒压水箱、自循环供水器、流量调节阀、测压计(如气—水多管压差计或电测仪)等部分。文丘里管由光滑的渐缩段、喉道及渐扩段三部分组成,在收缩段进口断面与喉道处分别安装测压管,用于测量两处的压强差。
三、实验原理
文丘里流量实验基于能量方程式和连续性方程式。根据伯努利原理(流体力学中的基本定律),流体在流动过程中,其压力能、动能和位能之和保持不变。在文丘里管中,流体流经渐缩段时流速增加,静压力降低;流经喉道时流速达到最大,静压力最低;流经渐扩段时流速逐渐减小,静压力逐渐恢复。因此,在文丘里管的喉颈前后会产生一定的压差。通过测量这个压差,并结合文丘里管的结构参数(如渐缩段和喉道的直径、长度等),可以推算出流体的流量。
四、实验步骤
准备阶段:检查实验装置是否完好,连接是否正确;向恒压水箱加水至适当水位;检查测压计是否充满水并排除气泡。
测量压差:打开电源开关和流量调节阀,调节流量至稳定状态;读取测压计上各测压管的液面读数(如h1、h2、h3、h4),计算压差Δh(通常Δh=h1-h2+h3-h4)。
测量流量:使用秒表和量筒或其他流量测量设备测量一定时间内通过文丘里管的流体体积V和时间t,计算实际流量Q(Q=V/t)。
重复实验:改变流量调节阀的开度,重复步骤2和步骤3,测量不同流量下的压差和流量数据。
数据处理:根据实验数据计算流量系数μ(μ=Q/Q',其中Q'为理论流量,可通过压差和文丘里管的结构参数计算得出);分析流量系数与雷诺数Re的相关性;绘制Q~Δh与Re~μ曲线图等。
五、实验注意事项
确保装置密封性:检查实验装置各连接处是否密封良好,防止漏水或漏气影响实验结果。
稳定水流:在测量压差和流量时,应确保水流稳定且连续,避免波动过大导致测量误差。
准确读数:读取测压计和流量测量设备的读数时应准确无误,避免人为误差。
注意安全:实验过程中应注意用电安全和用水安全,防止触电或溺水等事故发生。
六、实验意义
文丘里流量实验不仅有助于理解文丘里流量计的工作原理和流量测量技术,还通过实际操作加深了对流体力学基本定律的理解和应用。此外,该实验对于水利工程、给排水工程、环境工程等领域中的流量测量和流体控制具有重要意义。
YUY-WQL自循环文丘里流量实验仪
实验目的:
1、了解文丘里流量计的原理及其实验装置。
2、通过测出的压差与流量关系曲线,确定文丘里流量计的流量系数μ值。
3、可定量测量管道流量,给出流量系数与Re数的相关性。
主要配置:
有机玻璃恒定水箱、水泵、文丘里管、测压架、移动标尺、蓄水箱、计量水箱、刻度标尺、秒表、玻璃温度计、连接管道阀门、不锈钢支架。
技术参数:
1、运行环境:温度0-40℃,相对湿度:≤90%RH,电源:220V/50Hz,可连续操作。
2、实验水箱:容积30L,透明有机玻璃制作,并带有稳压溢流口。
3、文丘里管:直径φ20(内径14)mm,总长1000mm,文丘里流量计喉径φ6.5mm,有机玻璃制作。
4、计量水箱:容积6L,透明有机玻璃制作,带计量刻度。
5、蓄水箱:500×400×400mm,材质PVC。
6、静音环保型水泵:扬程:10m,流量:12L/min,功率:90W。
7、测压计由2根长650mm直径φ8mm的有机玻璃管固定在测压架上,测压架上粘有标尺方便读数,压差计内的指示液为水,无毒、操作安全。
8、实验所用的流体--水为全循环设计,充分节约水资源。
9、框架及台面均为304不锈钢材质,结构紧凑,外形美观,操作方便。
10、外形尺寸:1600×500×1700mm(长×宽×高),框架为可移动式设计,带脚轮及禁锢脚。