文丘里实验
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 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(F、F) 9(测压计 10(滑尺 11(多管压差计 12(实验流量调节阀 12
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
vA,Q(常数)
2pvz，，,H (常数) ,2g
得不计阻力作用时的文丘里管过水能力关系式(1、2断面)
12,d2，，pp,,,,412 Q,2g,z，,,,z，,,K,h,,12,,,,4,,,,,,，，,,d2,,1,,,d1,,
,,,,,QQQQ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。
,Q,,Q,,K,h
,Q,,
K,h
,,,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,Q,h0.99之间。
K上式中 —仪器常数
12d,24 ,K2g4,,d2,,,1,,d,,1
—两断面测压管水头差 ,h
,,,,pp12 ,,,,,,，,，hzz12,,,,,,,,,,
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。 ,h
,h 1
,h 2
H 3
HH 12
zz 12
气—水多管压差计原理图 根据流体静力学方程
pp12,H,H,,h，H,,h，H, 131322,,
pp12,，H，,h，,h,H得 1122,,
1
pppp,,,,1222则 ()(),,,,z，,z，,z，，H，,h，,h,H,z，12111222,,,,,,,,,,,,
,(z，H),(z，H)，,h，,h112212
,h,(h,h)，(h,h)由图可知 1234
h式中，h、h、、h分别为各测压管的液面读数。 3124
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F、F，往测压管2、3内注水至刻度值24.5cm左右，关12
闭(拧紧)排气阀F、F。 12
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F、F，观测测管h、h读数是否相等，(允许有1214
1mm误差)，不平需调平，待调平之后，关闭(拧紧)排气阀F、F;同时对电测仪进行12
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h比h高，适当开启13测压架上部排气阀F，待h?h，迅速拧紧排气阀F，反之，重复步骤5;若h比h高，113142适当开启测压架上部排气阀F，待h?h，迅速拧紧排气阀F，反之，重复步骤5;若2242
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h、h、h、h，并用体积1234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.
d,d,____________cm cm 12
2______水温? 水运动粘度 ,,cm /s t,______
2(实验记录表
2
测压管读数(cm) 水量 测量时间 次数 3(cm) (s) h h h h 1234
1 2 3 4 5 6 7 8
2.53(实验计算表 K=cm/s ______
,Q, QQ,K,h,h,, 次数 Re 33(cm/s) (cm) Q(cm/s) 1 2 3 4 5 6 7 8
,4(绘制Q,与Re, 曲线图。 ,h
,，，,hcm
3Q，，cms Re
3
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d,0.01cmd22
,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,
4
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