一、实验目的
情天欲海 1.了解文丘里流量计的工作原理,掌握文丘里流量计的水力特性。 2.观察文丘里管压力水头、速度水头的沿程变化,加深对伯努利方程的理解。 3.测定文丘里管流量系数,掌握应用文丘里流量计量测管道流量和气—水多管压差计量测压差的技术。 二、实验装置
文丘里流量计实验装置如下图所示。
文丘里流量计实验装置图
1.自循环供水器 2.实验台 3.可控硅无级调速器 4.恒压水箱 5.溢流板 6.稳水孔板
7.文丘里管 8.测压计气阀(F1、F2) 9.测压计 10.滑尺 11.多管压差计 12.实验流量调节阀 三、实验原理
流体流径文丘里管时,根据连续性方程和伯努利方程
(常数)
(常数)
得不计阻力作用时的文丘里管过水能力关系式(1、2断面)
由于阻力的存在,实际通过的流量恒小于。引入一无量纲系数(称为流量系数),对计算所得的流量值进行修正。
在实验中,测得流量和测压管水头差,即可求得流量系数,一般在0.92~0.99之间。
上式中—仪器常数
—两断面测压管水头差
用气—水多管压差计或电测仪测得,气—水多管压差计测量原理如下图所示。
H3
气—水多管压差计原理图
根据流体静力学方程
得
则
由图可知
式中,、、、分别为各测压管的液面读数。
四、实验方法与步骤
1.测记各有关常数。
2.打开测压架上部排气阀F1、F2,往测压管2、3内注水至刻度值24.5cm左右,关闭(拧紧)排气阀F1、F2。
3.开启水泵电源,给恒压水箱供水。
4.排气。待溢流之后,对实验系统进行排气,方法为:连续开关实验流量调节阀12数次,排尽实验管道内气体;观测传感器一端连接管内是否有气泡,若有,关闭实验流量调节阀lg gt35012,打开电测仪端排气阀,待连续出水,管道内无气泡即可。排气完毕,关闭实验流量调节阀12。
5.测压架调平及电测仪调零。在恒压水箱内水位恒定(溢流)、关闭实验流量调节阀12状态下,打开测压架上部排气阀F1、F2,观测测管h1、h4读数是否相等,(允许有1mm误差),不平需调平,待调平之后,关闭(拧紧)排气阀F1、F2;同时对电测仪进行调零。
6.调节各测管水柱高度。在恒压水箱内水位恒定(溢流)状态下,全开实验流量调节阀12,此时测压架内测压管1、3水位上升,2、4水位下降。若h1比h3高,适当开启测压架上部排气阀F1,待h1≈h3,迅速拧紧排气阀F1,反之,重复步骤5;若h4比h2高,适当开启测压架上部排气阀光州事件F2,待h2≈h4,迅速拧紧排气阀F2,反之,重复步骤5;若在实验流量调节阀12全开状态下,测压管1、3水位过高,或者测压管2、4水位过低,导致读数不在滑尺读数范围之内,可适当关小实验流量调节阀12,保证测压管1、2、3、4读数都在滑尺读数范围之内。
7.实验开始,待水流稳定后,读取各测压管的液面读数h1、h2、h3、h4,并用体积法或重量法测定流量;逐次关小流量调节阀12,改变流量7~9次,重复上述步骤。注意调节阀门应缓慢,如测管内液面波动时,应取时均值。
五、实验记录及计算
1.记录计算有关常数 实验装置台号No.
cm cm
水温℃ 水运动粘度 cm 2/s
2.实验记录表
次数 | 测压管读数(cm) | 水量 (cm3) | 测量时间 (s) |
h1 | h2 | h3 | h4 |
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3.实验计算表 K=cm2.5/s
次数 | (cm3/s) | (cm) | Re | (cm3/s) | |
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4.绘制~与Re~曲线图。
Re
六、实验分析与讨论
1.本实验中,影响文丘里管流量系数大小的因素有哪些?哪个因素最敏感?对本实验的管道而言,若因加工精度影响,误将值取代值时,本实验在最大流量下的值将变为多少?
2.为什么计算流量与实际流量不相等?
3缪里森.文丘里流量计能否倾斜安装,为什么?