流量计+石工1001+09+李庆超.docx

中国石油大学（华东） 流体力学实验 实验报告实验日期： 2012-4-12 成绩： 班级： 石工10-1 学号： 10021028 姓名： 李庆超 教师： 李成华 同组者： 鲁钟强 、 苏勇 实验三、流量计实验一、实验目的（填空）1掌握 孔板 、文丘利节流式流量计的工作原理及用途；2测定孔板流量计的流量系数，绘制流量计的 校正曲线 ；3了解两 用式压差计 的结构及工作原理，掌握其使用方法。二、实验装置 1、在图1-3-1下方的横线上正确填写实验装置各部分的名称：本实验采用管流综合实验装置。管流综合实验装置包括六根实验管路、电磁流量计、文丘利流量计、孔板流量计，其结构如图1-3-1示。F1 文丘利流量计 ； F2 孔板流量计 ；F3 电磁流量计 ；C 量水箱 ； V 阀门 ； K 局部阻力实验管路 图1-3-1 管流综合实验装置流程图说明：本实验装置可以做流量计、沿程阻力、局部阻力、流动状态、串并联等多种管流实验。其中V8为局部阻力实验专用阀门，V10为排气阀。除V10外，其它阀门用于调节流量。另外，做管流实验还用到汞-水压差计（见附录A）。三、实验原理 1文丘利流量计文丘利管是一种常用的量测有压管道 流量 的装置，见图1-3-2属压差式流量计。它包括收缩段、喉道和扩散段三部分，安装在需要测定流量的管道上。在收缩段进口断面1-1和喉道断面2-2上设测压孔，并接上比压计，通过量测两个断面的 测压管水头差 ，就可计算管道的理论流量 Q ，再经修正得到实际流量。2孔板流量计如图1-3-3，在管道上设置孔板，在流动未经孔板收缩的上游断面1-1和经孔板收缩的下游断面2-2上设测压孔，并接上比压计，通过量测两个断面的 测压管水头差 ，可计算管道的理论流量 Q ，再经修正得到实际流量。孔板流量计也属压差式流量计，其特点是结构简单。图1-3-2 文丘利流量计示意图 图1-3-3 孔板流量计示意图3理论流量水流从1-1断面到达2-2断面，由于过水断面的收缩，流速增大，根据恒定总流能量方程，若不考虑 水头损失 ，速度水头的增加等于测压管水头的减小（即比压计液面高差），因此，通过量测到的建立了两断面平均流速v1和v2之间的一个关系：如果假设动能修正系数，则最终得到理论流量为：式中 ，为孔板锐孔断面面积。4流量系数（1）流量计流过实际液体时，由于两断面测压管水头差中还包括了因 粘性 造成的水头损失，流量应修正为：其中，称为流量计的流量系数。（2）流量系数除了反映粘性的影响外，还包括了在推导理论流量时将断面动能修正系数 、近似取为1.0带来的误差。（3）流量系数还体现了缓变流假设是否得到了严格的满足这个因素。对于文丘利流量计，下游断面设置在喉道，可以说缓变流假设得到了严格的满足。而对于 孔板流量计 ，因下游的收缩断面位置随流量而变，而下游的量测断面位置是固定不变的，所以缓变流假设往往得不到严格的满足。（4）对于某确定的流量计，流量系数取决于流动的 雷诺数 ，但当雷诺数较大（流速较高）时，流量系数基本不变。四、实验要求 1有关常数： 实验装置编号：No. 10 孔板锐孔直径：= 2.744 cm；面积：A= 5.914 ；系数：= 8195.95 2实验数据记录及处理见表1-3-1。表1-3-1 实验数据记录及处理表次数汞-水压差计流量汞柱差水头差流量/cm3/sh1/cmh2/cmQ/m3/h/cm/cmQ/cm3/s182.517.117.8765.465.44963.892117.260.43279.519.817.0359.759.74730.562022.890.43376.622.816.2053.853.84500.001920.330.43473.826.315.1147.547.54197.221804.400.43570.928.714.3642.242.23988.891700.760.43668.131.513.3536.636.63708.331583.900.43765.234.612.2330.630.63397.221448.260.43862.237.610.9624.624.63044.441298.530.43959.540.29.7419.319.32705.561150.180.431056.543.47.9813.113.12216.67947.590.431153.546.45.907.17.11638.89697.610.431252.048.14.433.93.91230.56517.030.421351.048.93.242.12.1900.00379.400.421450.749.32.421.41.4672.22309.780.461550.050.000000163以其中一组数据写出计算实例。（1）82.5-17.1=65.4cm（2）=82.5-17.1=65.4cm（3）= 2117.26*12.6=7515.54 cm3/s(4) =1/4*3.14*(2.744)2*(2*980*65.4)=2117.26 cm3/s(5)=7515.54*3.6*10-3/17.87=1.514绘制孔板流量计的校正曲线图 五、实验步骤 正确排序 （4）将两用式压差计上部的球形阀关闭，并把V9完全打开，待水流稳定后，接通电磁流量计的电源（接通电磁流量计前务必使管路充满水）记录电磁流量计、压差计的读数；（1）熟悉管流实验装置，找出本次实验的实验管路（第4、6根实验管）；（6）实验完毕后，依次关闭V9、孔板的两个球形阀，打开两用式压差计上部的球形阀。（3）再打开孔板的两个球形阀门，检查汞-水压差计左右两汞柱液面是否在同一水平面上。若不平，则需排气调平； （2）进水阀门V1完全打开，使实验管路充满水。然后打开排气阀V10排出管内的空气，待排气阀有水连续流出（说明空气已经排尽），关闭该阀； （5）按实验点分布规律有计划地逐次关小V9，共量测12组不同流量及压差；六、注意事项1本实验要求2-3人协同合作。为了使读数的准确无误，读压差计、调节阀门、测量流量的同学要 学会相互配合 ；2读取汞-水压差计的 凸 液面；3电磁流量计通电前，务必保证管路 充满水 ；4不要启动与本实验中 无关 的阀门。七、问题分析 1在实验前，有必要排尽管道和压差计中的空气吗？为什么？答：需要，因为若不排尽空气会影响数据的测量，使测得结果不准确。2压差计的液面高度差是否表示某两断面的测压管水头差？怎样把汞-水压差计的压差换