图3－1 转子流量计 一定条件下，对于一定的流体，通过转子流量计的体积流量qv与转
子所在位置的高度H成正比： （3－1）
式中： —— 流体的体积流量L/min（实测值） —— 转子所处的高度（格数） —— 常数（即校正系数） 通过实验可作出qv与H的校正曲线供使用，同时可求出校正系数K。 使用转子流量计时应注意以下几点： 1） 流量计应垂直安装； 2） 为防止混入机械杂质，在流量计上游应安装过滤装置； 3） 读取不同形状转子的流量计刻度时，均应以转子最大截 面处作为度数基准。
3、 实验装置
本实验装置如图2－1所示，主要由稳压溢流水槽5、试验导管（内 径24.2mm）6、缓冲水槽5和转子流量计6组成。水由循环水泵供给或直 接由自来水龙头输入稳压溢流水槽，经稳压后流经试验导管、缓冲水槽 及转子流量计，最后流回低位水槽或排入下水道，稳压溢流槽溢流出来 的水也返回低位槽或排入下水道。示踪物由液瓶1经调节夹10、试验导
6. 当进水调节阀半开时，由所测得的实验数据计算截面3和截面 4的压头损失。
实验二 流体流动类型及临界雷诺数的测定
1、 实验目的
1． 观察流体流动过程中不同的流动型态及其变化过程； 2． 测定流动型态变化时的临界雷诺数
2、 实验原理
流体充满导管作稳态流动时基本上有两种明显不同的流动型态：滞 流（也叫层流）和湍流。当流体在管中作滞流流动时，管内的流体各个 质点沿管轴作相互平行而有规则的运动，彼此没有明显的干扰。当流体 作湍流流动时，各个质点紊乱地向各个不同的方向作无规则的运动。
2. 用静力学原理分析截面4和截面3的静压头哪个大？为什么？ 3. 测压孔正对水流方向的测量管，其液位高度H’的物理意义是
什么？ 4. 对同一点测得的H和H’哪个大？为什么？为什么距水槽越
远，（H－H’）的差值越大？这一差值的物理意义又是什 么？ 5. 当进水调节阀全开时，截面1和截面2的静压头哪个大？为什 么？
3. 上述几种机械能都可以用测压管中的一段液体柱的高度来表 示。在流体力学中，把表示各种机械能的液体柱高度称为压 头。表示位能的称为位压头（H位）；表示动能的称为动压头 （H动）；表示压力能的称为静压头（H静）；表示已损失的 机械能称为损失压头（H损）。
4. 当测压管上的小孔与水流方向垂直时，测压管的液位高度 （从测压孔算起）即为静压头，它反映测压点处液体的静压 强大小；测压孔处液体的位压头则有测压孔的几何高度决 定。
涡轮流量计仪表常数：830.54（次/s）
水 温：
涡轮流量计
转子流量计读数
由涡轮流量计频率算出的流 量
(f)
(L/h)
(m3/h)
1 2
3
4 5
6
7 8
9
10 11
12
装置编号：1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
转子流量计量程：0.25-2.5m3/h 管路直径：0.026m
每段管路上设有二支玻璃的测压管，左边一支可测量该截面的静压 头，右边一支测压孔正对水流，可测动压头与静压头之和。
图1－1 压头转换实验装置
4、 实验步骤
1. 将低位槽灌有一定数量的水，关闭离心泵出口调节阀门及实验
测试导管出口调节阀门而后启动离心泵。
2. 逐步开大离心泵出口调节阀当高位槽溢流管有液体溢流后，调
动压头越大，通过的管子越长，则压头损失越大，而管径增大则损失 压头减小。
3、 实验装置
实验装置由水槽、管路以及测压管三部分组成（见图1－1）。 水槽设有进水管与溢流管，用于保持液位恒定。
管路分为四段。由大小不同的两种规格的玻璃管组成，其中A截面 的直径14mm；B截面的直径28mm；C截面、D截面的直径14mm；以D截面中 心线为零基准面（即标尺为256毫米）ZD=153。 A截面和D截面的距离为 103mm。
2、 实验原理
转子流量计的构造如图3－1所示。它是由一根垂直的略显锥形的玻 璃管和转子（或称浮子）组成的。锥形玻璃管截面积由上而下逐渐缩 小，流体由下而上流过。流量与环隙截面积大小成比例。当流体以一定 流量通过环隙，且作用于转子下端与上端的压力差、流体对转子的浮力 和转子的重力三者相平衡时，转子就停留在一定的位置上。流量发生变 化时，转子将移到新的位置，继续维持新的平衡。转子的位置高度反映 流体的流量。
2．当导管出口调节阀开大应检查一下高位槽内的水面是否稳定，当
水面下降时应适当开大泵出口调节阀。
3．导管出口调节阀须缓慢地关小以免造成流量突然下降测压管中的
水溢出管外。
4．注意排除实验导管内的空气泡。
5．离心泵不要空转和出口阀门全关的条件下工作。
六、数据记录
水温：
（1） 压头测量结果
H
位置
项
值 目 次别
节导管出口调节阀为全开位置。
3. 流体稳定后读取A、B、C、D截面静压头和冲压头并记录数据。
4. 关小导管出口调节阀重复步骤。
5. 分析讨论流体流过不同位置处的能量转换关系并得出结果。
6. 关闭离心泵，实验结束。
五、使用设备时应注意的事项：
1．不要将离心泵出口调节阀开得过大以免使水流冲击到高位槽外
面，同时导致高位槽液面不稳定。
4、 实验步骤
⒈ 关闭泵流量调节阀5、6，启动离心泵。 2 测取转子流量计的性能，按流量从小到大的顺序进行实验。在阀 门5全关闭的情况下，用流量调节阀6调节流量，读取涡轮频率数和转子 流量计读数。 3 用温度计读取温度数据。 4 实验结束后，关闭流量调节阀5、6，停泵。
五、操作时应注意的事项
⒈ 阀门5、6在离心泵启动前应关闭，避免由于压力大将转子流量
实验一 压头转换实验
1、 实验目的
1. 理解留题流动中各种能量与压头的概念及其相互转换关系， 进而掌握柏努利方程；
2. 观察流速与压头的变化规律
2、 实验原理
1. 流体在流动时具有三种机械能，即（1）位能、（2）动能、 （3）静压能。这三种能量可以相互转换。当管路条件（如位 置高低、管径大小）改变时，他们便不断地自行转换。如果 粘度为零的理想流体，因为不存在因摩擦和碰撞而产生的机 械能损失，那么同一管路的任何二个截面上尽管三种机械能 彼此不一定相等，但是这三种机械能的总和是相等的。
流体的流动型态不仅与流体的平均流速有关，还与流体的粘度μ、密 度ρ和管径d等因素有关。也就是说流体的流动型态取决于雷诺准数的大 小。
（2－1） 式中： —— 管子内径（m）
—— 流体流速（m/s） —— 流体密度（kg/m3）
—— 流体粘度（Pa• s或kg/m• s） 根据雷诺实验，流体在平直圆管中流动时，当雷诺数小于某一临界 值时为滞流（或层流）；当雷诺数大于某一临界值时为湍流；当雷诺数 介于二者之间时则为不稳定的过渡状态，可能为滞流，也可能为湍流。 对于一定温度下的某种介质在特定的圆管内流动时，流体的粘度 μ、密度ρ和管径d等均为定值，故雷诺数Re仅为流体平均流速u的函数。 流体的流速确定后，雷诺数即可确定。 流体流动型态发生变化时的流速称为临界速度，其对应的雷诺数称 为临界雷诺数。 本实验以水为介质、有色溶液为示踪物，使其以不同的流速通过平 直玻璃管，便可观察到不同的流动型态，同时根据流动型态的变化，可 确定临界速度与临界雷诺准数。
扩散
6、 思考题
3、 影响流体流动型态的因素有哪些？ 4、 为什么说再实验时流速可作为判断流动型态的唯一依据？ 5、 生产中无法通过观察来判断管内流体的流动状态，你可用
什么反复来判断呢？
试验三 流量计的校正
1、 实验目的
1、 了解转子流量计的构造和工作原理； 2、 掌握转子流量计的使用方法和校正方法； 3、 测定流量与转子高度的校正曲线。
测定时选定转子的高度，通过涡轮流量计或文丘里流量计计量水 的流量，可知转子在这一高度上的实际流量。通过多次改变转子的高 度，测定相应高度的实际流量，即可作出转子流量计的校正曲线，求 出校正系数K。
图3－2 流量计实验流程示意图
1-水箱；2-放水阀；3-离心泵；4-排水阀；5-文丘里流量计调节阀；6-转子流量计调节阀； 7-转子流量计；8-文丘里流量计；9-平衡阀；10-压力传感器；11-涡流流量计
计的玻璃管打碎。
⒉ 测量转子流量计性能时，另一支路即文丘里支路调节阀5必须关
闭；同样测量文丘里流量计性能时，转子流量计支路调节阀6必须关
闭。
⒊ 水质要清洁，以免影响涡轮流量计的运行。
5、 实验数据记录和校正曲线
1、 实验记录
工作介质流体温度℃源自实验记录表格装置编号：1
转子流量计量程：0.25-2.5m3/h 管路直径：0.026m
管3……至下水道。
4、 实验步骤
图2－1 雷诺试验装置
1. 雷诺实验的过程 (1) 关闭流量调节阀10、7、9,打开进水阀3,使自来水充满水
槽,并使其有一定的溢流量。 (2) 轻轻打开阀门10,让水缓慢流过实验管道。使红水全部充满
细管道中。 (3) 调节进水阀,维持尽可能小的溢流量。 (4) 缓慢地适当打开红水流量调节夹 ,观察当前水流量下实验管 内水的流动状况。读取流量计的流量并计算出雷诺准数。
1 2 3 4 5
A
正垂 对直
B
正垂 对直
C
正垂 对直
D
正垂 对直
（2） 流速计算
项目 位 置
动压头 ＋静压 头 （m）
静压头 （m）
点A 点B 点C 点D
动压头 （m）
点速度 （m•s-1）
平均流速 （m•s-1）按 所测体积流 量计算
5、 思考题
1. 当进水阀关闭时，各测量管内液位高度H有无变化？这一现 象说明什么？这一高度H的物理意义又是什么？
水 温：
文丘里流量计
转子流量计读数
由转子流量计算出的流量
(f)
(L/h)