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自循环文丘里实验说明书
编辑:admin   时间:2018-05-12 16:33

一、实验目的
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(本装置无)    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。 

水多管压差计原理图
根据流体静力学方程




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12,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t________℃         水运动粘度 v________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
1            
2            
3            
4            
5            
6            
7            
8            
 
3. 实验计量表                                    
K=________cm2.5/s
次数
(cm3/s)

(cm)
Re
(cm3/s)
1          
2          
3          
4          
5          
6          
7          
8          
4.绘制与Re~ 曲线图。

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.文丘里流量计能否倾斜安装,为什么?


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