流量计实验报告————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：中国石油大学（华东)工程流体力学实验报告实验日期：成绩:班级：学号：姓名：教师:李成华同组者: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——局部阻力实验管路图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h因此，通过量测到的h ∆建立了两断面平均流速v 1和ｖ2之间的一个关系：221222111212()()=22p p v v h h h z z ggααγγ∆=-=+-+-如果假设动能修正系数1210.αα==,则最终得到理论流量为：22212()()A Q g h K h A A A A μ=∆=∆-理式中 2K A g =,22211()()A A A A μ=-,A 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造成的水头损失，流量应修正为：ΔQ K h α=实其中 1.0α<，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1α、2α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格的满足。
（4)对于某确定的流量计,流量系数取决于流动的雷诺数，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. 0２孔板锐孔直径：d = 2.744 ｃm;面积：Ａ= 5.9１4 2cm ； 系数：K = 261．８24 2.5cm/s2．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K h ∆/ｃm ３/sαh 1/cm h ２/cmＱ／m 3／hh'∆/cm h ∆／c ｍ Q ／cm 3/s １ 20.008７．41 １8.65 67.41８49.366 ５1８0.55６ 7６30.5６8 0.678９２ ２３．5０ 8３.93 １7.62 60.４3 741.418 4８9４.４44 7129.20４ 0.6865 ３ 2７．3３ 80.25 16.51 5２.92 ６66.79２ 4586.１11 6７６0.9０２ 0．6783 4 3０.5576．75 15.4２ ４6.20 ５８2．120 ４２83.333 6317.070.678１ 5 3３.5４ ７３.5６ １4.３３ ４０．02 504.２5２ 398０.５５6 5879．404 ０.６７７０ 6 36．９2 7０．1７ 1３.123３.25418.95０ ３64４.44４ 5359.0８4 ０.６8０0 7 ４０.0266.82 １１.79 ２6．80 337.6８0 3２75.0０0 4811.297 ０.6807 8 ４4.0762.83 9．83 １8.7６ ２36.376 2730.5５6 40２5.419 ０.678３ 9 4６.26 60．７2 8．6５ 14.46 182.196２402.778 ３５3４.100 0.6799 1０ 4８.７５ ５7.93 6.85 9．18 115.668 1９02.778 2815.8９２ 0.675７ 11 ５１.９1 54.９3 3.90 ３.02 38.05２10８3.３3316１5.095 0.6７0８ 1２ 53.0４ 53.80 1.84 ０.7６ 9．576 511.1１1810.２173 0.6３0８ １3 ５３.4５53.30 0 0.１５１.89０ 03５9.9４85 0.０00０1415163．以其中一组数据写出计算实例（包含公式、数据及结果）。
（1)汞柱差：h '∆=2h -1h ＝８7.41－20.０0=６７.41 m－２(2）水头差：h ∆＝h'∆×１２.６＝849.36６ m -2（3)流量（ｃｍ３/s):Q =18.６5＊100００00/3６00=５1８0.55 cm ３／s(4)K h ∆＝26１.8２4*m 210366.849-⨯=7６30.56 cm 3/s(5）流量系数:α＝Q/ K h ∆=5180.５5/７630.56=０.67８９ﻬ4．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；(2).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、测量流量的同学要互相配合;2.读取汞－水压差计的凸液面;3.电磁流量计通电前，务必保证管路充满水；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。
如果不排尽管道中的空气，会使流量的测量不准确，影响实验结果;若不排尽压差计中的空气，汞柱上下浮动,影响读数致使读出来的汞柱高度会有误差，会使压差测量不准确，也会影响实验结果。
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h'∆换算成相应的水头差h∆？答:否,因为水相对于水银的密度不可忽略不计。
此高度差只是汞的液面高度差，没有考虑水柱的影响。
P1－P2=［ρ(水银)－ρ(水)]ｇh'∆h∆={[ρ(水银)-ρ（水)]/ ρ(水)}×h'∆=１2.6h'∆，通过此式进行换算。
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:理论流量大于实际流量。
①当实际流体运动时，由于其具有粘性，流体与管壁、流体与流体之间均存在摩擦阻力,有局部损耗，所以实际流体在流动过程中有能量损失,而理论流量是假定流体运动时无能量损耗；②两个断面处动能修正系数也不等于１,实际中为大于1；③在读数时若实验者配合不好，致使测量不准确。
八、心得体会通过本次实验,掌握了孔板流量计、文丘里流量计的工作原理及用途。
了解了两用式压差计的结构及工作原理,掌握了两用式压差计的使用方法。
熟悉了管流试验装置并学会操作。
这次实验测量仪器体积较大,所以一个人很难完成。
我们四个人分工明确，分别记录流量计读书,调节Ｖ9阀门，其余两人记录汞水压差计读数,所以完成的比较迅速。
在这个过程中我也体会到了团结协作的重要性。
同时感谢老师的悉心指导,才顺利完成了实验任务。