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文丘里流量計的測定實驗--流體力學實驗裝置

一、實驗目的
1、掌握文丘里流量計的工作原理和修正系數的測量方法；
2、掌握壓差計的使用方法和體積法測流量的實驗技能；
3、掌握能量方程和連續性方程的使用原則；
二、實驗原理
1、文丘里流量計是一種常用的管道流量的測量儀，見圖1，屬壓差式流量計。它由“收縮段”、“喉部”、和“擴散段”三部分組成，安裝在需要測定流量的管路上。在收縮段進口斷面1-1和喉部斷面2-2上設測壓孔，并接上比壓計，通過測量兩個斷面的測管水頭差△h。就可計算管道的理論qv，再經修正得到實際流量qvs。

2、理論流量：不考慮水頭損失，速度水頭的增加等于測管水頭的減小（即比壓計液面高差△h）通過測得的△h，建立兩斷在平均流速 V1 和 V2 之間的一個關系：

如果我們假設動能修正系數α1=α2=1，則

另一方面，由恒定總流連續方程有

所以

于是

解得

最終得到理論流量為

式中

3、際流量：用量筒測量水的實際流量 qvs。
4、流量因數：

（1）流量計流過實際流體時，兩斷面測管水頭差中包括了粘性造成的水頭損失，這導致計算出的理論流量偏大。
（2）對于某確定的流量計，流量因數還取決于流動的雷諾數：Re=V2d2/ν，但當雷諾數較大（流速較高）時，流量因數基本不變。
5、孔板流量計的原理流體流過孔板時，孔板前后產生壓差，其差值隨流量而變，兩者之間有確定的關系，因此可通過測量壓差來測量流量。結構原理圖如下：

式中：μ — 流量系數
△h — 壓差計讀數（㎜）
A — 空口截面積（㎜²）
μ為流量因素，不同孔板流量計μ值不同；△h為差

三、實驗步驟
1、查閱用壓差計量測壓和用體積法測量流量的原理和方法；
2、對照實物了解儀器設備的使用方法和操作步驟；
3、啟動水泵，給水箱充水，并保持溢流狀態，使水位穩定；
4、檢查下游閥門關閉時，壓差計各個測壓管水面是否處于同一平面上。如不平，則需排氣調平；
5、錄斷面管徑等數據；
6、先從大流量開始實驗。開啟下游閥門，使壓差計上出現最大的值，待水流穩定后，再進行量測，并將數據記錄入表中；
7、依次減小流量，待穩定后，重復上述步驟8次以上，并按序記錄數據；
8、檢查數據記錄表是否有缺漏？是否有某組數據明顯不合理？若有此情況，進行補測；
9、整理實驗結果，得出流量計在各種流量下的△h，qv，qvs 和μ。
10、對實驗結果進行分析討論。
四、實驗數據及整理有關常數文丘里管：d2=Φ6㎜ d1=Φ14㎜水溫t= ℃

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