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文丘里流量计的测定实验--流体力学实验装置

一、实验目的
1、掌握文丘里流量计的工作原理和修正系数的测量方法；
2、掌握压差计的使用方法和体积法测流量的实验技能；
3、掌握能量方程和连续性方程的使用原则；
二、实验原理
1、文丘里流量计是一种常用的管道流量的测量仪，见图1，属压差式流量计。它由“收缩段”、“喉部”、和“扩散段”三部分组成，安装在需要测定流量的管路上。在收缩段进口断面1-1和喉部断面2-2上设测压孔，并接上比压计，通过测量两个断面的测管水头差△h。就可计算管道的理论qv，再经修正得到实际流量qvs。

2、理论流量：不考虑水头损失，速度水头的增加等于测管水头的减小（即比压计液面高差△h）通过测得的△h，建立两断在平均流速 V1 和 V2 之间的一个关系：

如果我们假设动能修正系数α1=α2=1，则

另一方面，由恒定总流连续方程有

所以

于是

解得

最终得到理论流量为

式中

3、际流量：用量筒测量水的实际流量 qvs。
4、流量因数：

（1）流量计流过实际流体时，两断面测管水头差中包括了粘性造成的水头损失，这导致计算出的理论流量偏大。
（2）对于某确定的流量计，流量因数还取决于流动的雷诺数：Re=V2d2/ν，但当雷诺数较大（流速较高）时，流量因数基本不变。
5、孔板流量计的原理流体流过孔板时，孔板前后产生压差，其差值随流量而变，两者之间有确定的关系，因此可通过测量压差来测量流量。结构原理图如下：

式中：μ — 流量系数
△h — 压差计读数（㎜）
A — 空口截面积（㎜²）
μ为流量因素，不同孔板流量计μ值不同；△h为差

三、实验步骤
1、查阅用压差计量测压和用体积法测量流量的原理和方法；
2、对照实物了解仪器设备的使用方法和操作步骤；
3、启动水泵，给水箱充水，并保持溢流状态，使水位稳定；
4、检查下游阀门关闭时，压差计各个测压管水面是否处于同一平面上。如不平，则需排气调平；
5、录断面管径等数据；
6、先从大流量开始实验。开启下游阀门，使压差计上出现最大的值，待水流稳定后，再进行量测，并将数据记录入表中；
7、依次减小流量，待稳定后，重复上述步骤8次以上，并按序记录数据；
8、检查数据记录表是否有缺漏？是否有某组数据明显不合理？若有此情况，进行补测；
9、整理实验结果，得出流量计在各种流量下的△h，qv，qvs 和μ。
10、对实验结果进行分析讨论。
四、实验数据及整理有关常数文丘里管：d2=Φ6㎜ d1=Φ14㎜水温t= ℃

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