文丘里流量计实验

文丘里流量计实验 文丘里流量计实验(新) 一、实验目的和要求、 1、掌握文丘里流量计的原理。 2、学习用比压计测压差和用体积法测流量的实验技能。 ,h3、利用量测到的收缩前后两断面1-1和2-2的测管水头差，根据理论公式计算管道 流量，并与实测流量进行比较，从而对理论流量进行修正，得到流量计的流量系数 ,，即对文丘里流量计作出率定。 一、实验装置 1. 仪器装置简图 48 591234 610 711 12 21 3 2 1 图一 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. 文丘里实验管段 8. 测压计气阀 9. 测压计 10. 滑尺 11. 多管压差计 12. 实验流量调节阀 [说明] 1. 在文丘里流量计7的两个测量断面上, 分别有4个测压孔与相应的均压环连通, 经均压环均压后的断面压强，由气—水多管压差计9测量, 也可用电测仪测量。 2. 功能 (1) 训练使用文丘里管测量管道流量和采用气—水多管压差计测量压差的技术; (2) 率定流量计的流量系数,, 供 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ,与雷诺数Re的相关性; (3) 可供实验分析文氏流量计的局部真空度, 以分析研究文氏空化管产生的水力条件与构造条件及其他多项定性、定量实验。 3. 技术特性 (1) 由可控硅无级调速器控制供水流量的自循环台式装置实验仪; (2) 恒压供水箱、文丘里管及实验管道采用丘明有机玻璃精制而成。文丘里管测压断面上设有多个测压点和均压环; (3) 配有由有机玻璃测压管精制而成的气 水多管压差计, 扩充了测压计实验内容; (4) 为扩充现代量测技术, 配有压差电测仪, 测量精度为0.01; (5) 供电电源: 220V、50HZ; 耗电功率:100W; (6) 流量: 供水流量0,300ml/s, 实验管道过流量0,200ml/s; (7) 实验仪专用实验台: 长×宽=150cm×55cm 。 二、安装使用说明: 1. 安装 仪器拆箱以后, 按图检查各个部件是否完好, 并按装置图所示安装实验仪, 各测点与测压计各测管一一对应,并用连通管联接, 调速器及电源插座可固定在实验台侧壁或图示位置, 调速器及电源插座位置必须高于供水器顶; 2. 通电试验 加水前先接上220V交流市电, 顺时针方向打开调速器旋钮, 若水泵启动自如, 调速灵活, 即为正常。请注意, 调速器旋钮逆时针转至关机前的临界位置, 水泵转速最快, 即出水流量最大; 3. 加水 (1) 供水器内加水 加水前,需先把供水器及水箱等擦干净, 水质要求为洁净软水, 经过滤净化更佳,若水的硬度过大, 最好采用蒸馏水。加水量以使水位刚接近自循环供水器与回水管接口为宜，并检查供水器是否漏水。 (2) 多管压差计内加水 做实验之前需对多管压差计内加水, 先打开气阀8, 在测管2、3内注水至h,h, 24.5cm, 并检查测压计管1与管2、管3与管4之23 间是否连通, 再检查管2、3之间底部，若有气泡, 也需排除。 4. 排气 开启水泵供水, 待水箱溢流后, 来回开关实验流量调节阀数次, 待 实验管道内无气泡后, 关闭调节阀, 松开气阀8, 调节调速器3使测压计读数h1,h, 28.5cm, 并抖动连通软管, 将连通管内气泡排出后, 拧紧气阀8。若配有文4 丘里电测仪, 还需对连接电测仪传感器端的连通管进行排气和调压筒注水，方法是在上述状态下松开调压筒顶部气阀, 待筒内充水2/3后拧紧, 再松开传感器上气阀排气, 待气阀处无气泡、连续出水、连通管内无气泡后，拧紧气阀，即可。排气后关闭阀门、气阀, 检查水箱、实验管道、测压计及各接口处密封状况, 应无漏水, 且稳定后, 测压计上读数h,h，h,h, 2mm(毛细高度), 不然需查明1234 故障原因(如连通管受阻、破损、夹气泡、漏气等); 5. 采用文丘里电测仪测压差,; 图1.2 电测仪及连接示意图 1、压力传感器;2、排气旋钮;3、连通管;4、主机。 6、稳压筒 为了简化排气，并防止实验中再进气，在传感器前连接由2只充水(不顶满)之密封立筒构成。 7、电测仪 由压力传感器和主机两部分组成。经由连通管将其接入测点(图1.2)。压差读数(以厘米水柱为单位)通过主机显示。 6. 保养、维修 (1) 仪器保养 a. 做完实验后, 请松开测压计底座螺栓, 排尽测压计各测管内积水, (若用电测仪, 还需排尽调压筒内积水), 以防结垢粘污; b. 仪器切勿置于阳光照射之下; c. 不使用时, 请加防尘罩, 以防尘埃; d. 学期末实验结束时, 须排尽储水系统中的水, 并拔下连通软管的一个端头，排净积水; e. 北方寒冷地区, 冬季需做好防寒工作, 以防水冻结损坏仪器。 (2) 仪器维修 a. 测点接头损坏或渗漏, 可更换不锈钢针咀处密封软塑管; b. 若实验管道断裂, 将断裂处对接上, 并在外面套一有机玻璃套箍固定, 用氯仿粘结即可恢复原样; 若断裂在螺旋处, 在原管道上截去一管段，并取等长度带螺纹有机玻璃管替换, 再用上述方法修复; c. 若水箱、实验管道、漏斗等有机玻璃胶结处有脱胶现象, 待脱胶处干燥后用氯仿粘合, 过5,10分钟后即可正常使用; d. 若测压计各测管底部不锈钢细管处发生松动、渗漏, 将测压架倒置, 待干燥后,在渗漏、松动处滴上502胶合剂, 数分钟后即可正常使用; e. 若测压计(调压筒、传感器)等各气阀、螺栓处有渗水、漏气现象, 在气阀、螺栓上换上新橡皮圈即可; f. 供水器线路如图二所示, 供水发生故障, 一般检修方法如下: 先接通220V交流市电, 短接B、C两点, 若水泵不转, 而A、B二点电压正常(为220V), 则表明水泵坏, 需更换之; 若水泵转动正常, 则表明是调速器损坏, 需更换调速器; 换下来的调速器一般经检修后可再用, 例如更换可控硅(6A, 双向)或其他已损坏的元器件即可; 做完实验后, 必须检查调速器有否关闭, 切勿将其调至最小流量处, 否则, 长时间易损坏调速器。 水 泵 AB 调速器 C ,220V 图二 供水器供电线路简图 三、教学指导 1. 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 思想 根据能量方程, 在有压管路中，如果有可以引起(静)压强变化的局部管件, 则局部管件该处的(静)压强的改变与流量之间(对一定管径而言)存在着一定关系, 运用这种关系, 只要测得局部管件的压强变化值, 便可算出流量。文丘里管就是这种类型的管件, 它由光滑的渐缩段、喉道及渐扩段三部分组成(如图三所示), 在收缩段进口断面与喉道处分别安装一根测压管(或是连接两处的水银压差计)。 文丘里管测流量。这种方法在十九世纪末即已提出。由于文丘里管能量损失小、对水流干扰较少和使用方便等优点, 在生产上及实验室中均被广泛采用。因此, 作为一名工科专业的学生, 有必要熟知文丘里管流量计的结构及其使用方 法。 ,,,, d1d2 测压管 图三 文丘里管结构图 然而, 传统的文丘里管实验仪器, 在设计选材方面存在一定缺陷: 其一, 设计结构偏大, 供水、量水设备庞大复杂; 其二, 往往采用铜等金属材料来制作, 由于金属材料不丘明性, 无法让学生看清文丘里管的内部结构; 其三, 测压孔内表面难以处理, 常影响实验精度; 其四,采用高位水箱供水, 引水供多组实验共用, 造成实验组间互相干扰。 选材上进行了重新设计 鉴于以上原因, 我们对原有文丘里实验仪器在结构) 与改造。在材料方面, 一改原有的金属材料, 为丘明的有机玻璃, 使其内部结构可视化,且便于测点光滑处理; 将其结构进行缩小, 采用独立自循环供水系统, 布置在专用实验台上, 恒压水箱提供稳压水头, 并在测压断面上设有多个测压点和均压环, 从而降低了因制作误差对实验的影响, 提高了实验精度; 同时, 可方便地用体积法或重量法测量流量, 这比以往的实验仪器更能满足实验教学要求, 经过多年来的不断完善、改进, 现已在国内众多高等院校中广泛使用。 2. 实验原理 我们知道, 如果能求得任一断面的流速v, 然后乘以面积A, 即可求得流量Q,。如图三所示, 对于文丘里管前断面及喉管处, 处于该两处面积分别为A、A12只要测得该两处流速v ,便可测得流量Q,。为此, 我们可根据能量方程式和连续性方程式对该两断面立方程求解。取管轴线为基准, 并且不计阻力作用时 22pvpv1122+ 0，,0，， (1) ,2g,2g Q ,Av,Av 1122 22πdπd21v,v 即 (2) 1244 由式(1)、(2)可解得 d41 v,2g,h/(),11d2 πd241因此 Q, (3) ,,,,Avdgh/kh2Δ()1Δ1114d2 dπ241 (4) k,d2g/(),114d2 (3)、(4)式中:,h为两断面测压管水头差; k为文丘里流量计常数, 对给定管径是常数。 然而，由于阻力的存在, 实际通过的流量Q恒小于实验所测得的流量Q,。今引入一个无量纲系数, = Q / Q,(, 称为流量系数), 对计算所得流量值进行修正。 即 (5) Q,,Q' ,,k,h 另由静水力学基本方程可得气—水多管压差计的,h 为 ,h = h,h，h,h 1234 在做本实验时, 通过实验测得流量Q,及水头差,h , 据此, 我们便可以测得 此时文丘里管的流量系数 , ,,Q/k,h 3. 实验内容 定量分析实验请参考《实验报告解答》。以下仅介绍定性分析实验，测定文丘里管内真空度。 实验时, 将电测仪传感器低压端用连通管通过三通连接于文丘里管喉颈处, 电测仪传感器高压(即带红点)端接通大气。待实验管道及连通管内的空气排净后, 在恒定水位下关闭阀门, 使流量为零, 此时对电测仪调零。调零后，开启阀门，调节流量, 这时电测仪读数即相应流量下管内真空度(喉颈处允许最大真空值分析，请参看成果分析)。 4. 成果分析 (1) 本实验中, 影响文丘里管流量系数大小的因素分析。 由式: ,24Q,,d2g,h/(d/d),1 1124 ,,4,4,,Qd,d/2g,h 214 可见本实验(水为流体)的,值大小与Q、d、d、,h有关。其中d、d影响最敏1212感。如实验的文氏管d=1.4cm, d=0.71cm, 通常在切削加工中d比d测量方便, 1212容易掌握好精度, d不易测量准确, 从而不可避免的要引起实验误差。例如实验2 最大流量时 , 值为0.976, 若d的误差为,0.01cm, 那么 , 值将变为1.006, 显2 然不合理。 (2) 验证气—水多管压差计的关系: (Z，p/,),(Z，p/,),h,h，h,h11221234 1hh2 H3AA H11H22 Z1Z2 OO 图四 如图四所示: Δh,h,h ，Δh,h,h,,,234 pp12 因为 ,,H，,h,H，,h，H，H223131,, p2 ,,H，,h，,h，H2211, 所以 (Z，p/,),(Z，p/,)1122 ,Z，p/,,H，,h，,h，H,Z,p/,12221122 ,(Z，H),(Z，H)，,h，,h,h,h，h,h 1122121234 (3) 应用量纲分析法, 阐明文丘里流量计的水力特性。 运用量纲分析法得到文丘里流量计的流量表达式, 然后结合实验成果, 便可 进一步搞清流量计的量测特性。 对于平置文丘里管,影响,的因素有: 文氏管进口直径d、喉径d、流体的密112度,、动力粘滞系数 , 及两个断面间的压强差,p。根据,定理有: 2 f(,、d、d、p、,、,p)=0 (6) ,1 从中选取三个基本量, 分别为: 100[][]dLTM= 1 1,10 [,],[LTM]1-301[][],=LTM 共有6个物理量, 有3个基本物理量, 可得3个无量纲,数, 分别为: abc111,,,,d/d,1211 abc222,,,, ,/d, 211 abc333,,,p/d,,,311根据量纲和谐原理, ,的量纲式为 1 bca11 ,1,31 ,,,,,,,,L,LLTML分别有 L: 1 = a，b,3c111 T: 0 = ,b 1 M: 0 = c1 联解得: a=1， b=0， c=0 则 111 d2 ,,1d1 ,,同理可解得: , 2d,,11 ,p, ,32,,1将各,值代入式(6)得无量纲方程为: ,,dp2 (),0f,,2,,,,dd1111或写成 2,,,d12,f, () ,pdd,,111 dd22,p,f(,,/,2g,p/,,f( 、=、 Re) Re)12311dd11 进而可得流量表达式为 d,22Q,d2g,h,f( 、Re) (7) 1134d1式(7)与不计损失时理论推导得到的 ,d242Q ,d2g,h/(),1 (8) 14d1 相似。为计及损失对流量的影响, 实际流量在式(3)中引入流量系数,计算, 变为 Q ,24 (9) Qg,,,dhdd2/(/)1,121Q4 比较(7)、(9)两式可知, 流量系数与Re一定有关, 又因为式(9)中 d/d的函数,21Q 关系并不一定代表了式(7)中函数f所应有的关系, 故应通过实验搞清与Re、,3Qd/d的相关性。 21 通过以上分析, 明确了对文丘里流量计流量系数的研究途径, 只要搞清它与Re及d/d的关系就行了。 21 由本实验所得在紊流过渡区的 ,Re关系曲线(d/d为常数), 可知 随,,21QQRe的增大而增大, 因恒有,<1, 故若使实验Re增大, , 将渐趋向于某一小于1Q 的常数。 另外, 根据已有的很多实验资料分析, 与d/d也有关, 不同的d/d值, 可,1212Q 以得到不同的,Re关系曲线, 文丘里管通常使d/d=2。所以实用上, 对特定,12Q 的文丘里管均需实验率定,Re的关系, 或者查用相同管径比时的经验曲线，,Q 5以及实用上较适宜于被测管道中的雷诺数Re>2×10, 使值接近于常数0.98。 ,Q 流量系数的上述关系, 也正反映了文丘里流量计的水力特性。 ,Q (4) 文丘里管构造、布置要求。 丘过有机玻璃, 我们可以清晰观察到文丘里管的内部结构(如图三), 该种结构对水流干扰小, 能量损失少, 流量系数大。 文丘里管的设计布置要求为:一)在构造上,要求管径比 d/d在0.25,0.7521之间, 通常采用d/d=0.5;二)其扩散部分的扩散角,也不宜太大, 一般以5:,212 7:为宜; 三)在布置上,要求文丘里管上游10倍管径d, 下游6倍管径d的距离11以内, 均不得有其他管件, 以免水流产生漩涡而影响其流量系数。 (5) 分析文丘里管的最大作用水头。 文丘里管喉颈处容易产生真空,允许最大真空度为6~7mHO。工程上应用文2丘里管时, 应检验其最大真空度是否在允许范围之内。 如图五分别以水箱液面文丘里管、喉颈、出水管口为1,1，2,2， 3,3 #断面, 以轴线高程为基准, 以本室1文丘里实验仪为例, 出水口低于轴线h= , 310cm, 当水箱液面高于管轴线H= 28 cm时, 测得其最大流量为156.91cm/s, 喉0 颈处最大真空度60.5 cm。 11 H02 h233 图五 则立1,1, 3,3断面能量方程。 22vv,,33 (10) H,h，，,,0132g2g 立2,2, 3,3断面能量方程: 222vvpv,,,3322 h (11) ，,，，,,232g2g2g, 解得: ; ,,6.171,3 。 ,,4.582,3 所以当2,2断面真空度达7m时，其值代入(10)、(11)式可测算出水箱水位高于管轴线5米左右。也就是说，当水箱内水位高于管线5m以上，则该文丘里管喉颈处的真空度将超过7m，超出其真空度允许范围。 四、实验方法与 步骤 新产品开发流程的步骤课题研究的五个步骤成本核算步骤微型课题研究步骤数控铣床操作步骤 、 1、 认真阅读实验目的要求、实验原理和注意事项，了解用压差计测压差和用电测仪测 流量的原理和步骤。 2、 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 设备编号、水温及有关常数。 3、 做好准备工作后，启动水泵给水箱充水并保持溢流状态，使水位恒定。 4、 检查下游阀门全开时，比压计测管水面是否持平，如不平，则需排气调平。 5、 实验流量调节:从最大流量开始，顺次减小阀门开度。待水流稳定(比压计液面稳 定)后，测读比压计读数及测读流量。顺序进行8个测点以上。 6、 本实验配有计算机自动量测系统，可实现率定过程中压差和流量的数据自采及处理。 7、 检查数据记录是否缺漏,是否有某组数据明显地不合理,若有此情况，进行补正。 ,h，Q，Q，R,e理实8、 课后整理实验结果，得出流量计在各种流量下的和值， QR,实e,h绘制,的率定关系曲线及,曲线。 五、实验成果及要求、 1、 有关常数: ,CT有关常数: 水温 = ν= cm2/s 水箱液面标尺值?0= cm 管轴线高程标尺值?= cm ddcmcm 进口直径= 喉道直径= 12 2.5/scmK 记录及计算 表格 关于规范使用各类表格的通知入职表格免费下载关于主播时间做一个表格详细英语字母大小写表格下载简历表格模板下载 = QQ,实理次测压管读数 = = QRQ3hh实K,he理,h2数 (cm/ s) / 1h 3 h 4 3 (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm/ s) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 六、实验分析及思考题、 1、 文丘里的实际流量与理论流量为什么会有差别,这种差别是由哪些因素造成的, 2、 文丘里流量计的流量系数为什么小于1.0, 3、 为什么在实验中要反复强调保持水流恒定的重要性, ,4、 影响文丘里流量系数的因素有哪些, ,5、 文丘里流量计水平或垂直放置对值有无影响, ---------------------------------------------------------------精品范文 ------------------------------------------------------------- 精品范文 12 / 13 ---------------------------------------------------------------精品范文 ------------------------------------------------------------- 精品范文 13 / 13