流量计+装控1503

1、中国石油大学（华东）工程流体力学实验报告实验日期： 2014.12.12 成绩： 班级： 装控1301 学号： 1303020116 姓名： 汤渊 教师： 李成华 同组者： 潘月鑫、卜东东 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文丘里流

2、量计 ； F2 孔板流量计；F3 电磁流量计 ；C 量水箱 ； V 阀门 ； K 局部阻力试验管路 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

3、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

4、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 粘性而 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

5、格的满足。（4）对于某确定的流量计，流量系数取决于雷诺数 ，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. 5 孔板锐孔直径：= 2.744 cm；面积：A= 5.914 ；系数：= 26.18 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/s182.723.617.6259.1744.664894.444714.41196.851012279.726.716.6953667.84636.111676.5396.852

6、688376.729.915.7646.8589.684377.778635.73756.88614473.133.014.4240.1505.264005.556588.47386.806685570.136.713.2533.4420.843680.556537.06666.853071667.139.712.0127.4345.243336.111486.4416.858203764.042.810.5521.2267.122930.556427.88086.848999861.245.69.0815.6196.562522.222367.04326.871731960.446.58.5

7、713.9175.142380.556346.46746.8709381058.648.37.3710.3129.782047.222298.24526.8642241157.449.66.557.898.281819.444259.53887.01031254.951.44.643.544.11288.889173.85577.4135551353.953.02.240.911.34622.222288.160937.05781453.453.400000015163以其中一组数据写出计算实例（包含公式、数据及结果）。以第一组数据为例（1）汞柱差： 82.7-23.6=59.1cm（2）水头

8、差：=59.112.6=744.66cm（3）流量（cm3/s）：=17.62×1000000÷3600=4894.444cm³/s（4）=26.18×27.29=714.41 cm³/s（5）流量系数：=4894.444/714.41=6.854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

9、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； （6）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 相互配合 ；2读取汞-水压差计的 凸液面 液面；3电磁流量计通电前，务必保证管路 从满水 ；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：有必要。若不排尽管道中的空气会使流量测量不准确，压差计中的空气会使压差测量不准确。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-水压差计的压差换算成相应的水头差？答：不是，因为水相对于水银的密度不可忽略不计。3文丘利流量计和孔板流量计的实际流量与理论流量有什么差别，这种差别是由哪些因素造成的？答：实际流量比理论流量要小。因为计算流量Q是在不考虑水头损失的情况下，即按照理想液体推导的，而实际流体存在粘