1、中山大学工学院流体力学实验报告 实验名称： 文丘里流量计实验 姓 名： 刘广 、马鹏程 参与组员： 刘广 、马鹏程 学 号： 11309018、 11309022 任课教师： 苏炜 学科专业：工学院 理论与应用力学 中山大学 2014 年 05 月 14 日 中山大学工学院、理论与应用力学刘广、马鹏程编制 实验编号及题目： 实验二 文丘里流量计实验 计算流体力学 试验 课程实验报告纸 院系：工学院 专业：理论与应用力学 年级： 2011 级 实验人姓名： 刘广 参加人姓名： 刘广 ，马鹏程 日期： 2014 年 05 月 14 号 温度： 18C 学号： 11309018 11309022 实
2、验 二 ： 文丘里流量计实验 一、 实验目的 1、 了解文丘里流量计的构造、原理及使用方法。 2、 掌握确定流量系数的方法。 3、 绘制流量系数与实测流量以及流量与压降的关系，计算流量系数的平均值。 二：实验仪器与设备 : 装有 实验装置的实验台 1台 三 、实验原理 1.实验装置图 Page 2 of 6 中山大学工学院、理论与应用力学刘广、马鹏程编制 实验编号及题目： 实验二 文丘里流量计实验 计算流体力学 试验 课程实验报告纸 院系：工学院 姓名：刘广 、马鹏程 学号： 11309018 11309022 日期： 2014 年 04 月 05 号 文丘里流量计是一种管道测量的仪器，它由收
3、缩段、喉道段和扩散段三部分组成。 在文丘里流量计入口处取 1-1断面，在其喉部收缩断出取 2-2断面，由于流量计系水平放置，则流股在上述两断面的能量方程（不考虑能量损失）如下： 其中 为动能修正系数，根据连续性方程，得 11 = 22 令 1= 2=1，解 上 两式，得 2212421241dg P PQgdd式中的 12gPP为测压管的液面高差 h。令 224214 21dKgdd则 Q K h 。 由此可见，通过测取 h值，即可求出计 算流量 Q。由于实际上所取的两个断面之间存在着水头损失，所以实际流量 Q0 一般要略小于计算流量 Q，二者的比值，称为流量系数，即0QQ 。 实际流量 Q0
4、 用体积法测定， 0 VQ t ， V为 t时间内水由管道流入计量箱内的体积。 Page 3 of 6 中山大学工学院、理论与应用力学刘广、马鹏程编制 实验编号及题目： 实验二 文丘里流量计实验 计算流体力学 试验 课程实验报告纸 院系：工学院 姓名：刘广 、马鹏程 学号： 11309018 11309022 日期： 2014 年 04 月 05 号 四：实验步骤 : 1、准备工作 （ 1）、记录仪器常数 d1、 d2的值，并算出 K值。 （ 2）、检查测压管管内空气是否排尽。 （ 3）、全面开启出水阀门，将进水阀门 调至较小开度。 （ 4）、关闭排气阀。 2、进行实验 （ 1）、开泵，此时两
5、个测压管中应出现较小高差。 （ 2）、缓慢开启实验阀门，使两个测压管压差达到最大，作为第一个实验点，测读并记录测压管内液面的读数。 （ 3）、与（ 2）同时，用秒表和计量箱测定实际流量，记下时间 t和体积 V。 （ 4）、逐渐关小实验阀门，每次减小高差约 10厘米左右，测读 h、 V和 t，如此共进行6次。 五 ：实验结果 仪器常数 d1= 14mm, d2= 8mm, K= 2.355*10(-4)m2.5/s 实验次数 1h cm 2h cm h cm V 3cm T s Q 3cms Q0 3cms 平均 值 1 47.7 36.5 11.2 1000 16.53064809 78.81
6、33745 78.39983 0.994753 0.974401 2 46.4 30.3 16.1 1000 13.83620981 94.49391647 93.66727 0.99652 3 45.6 26.6 19 1000 6.47278796 102.6520701 101.9062 0.992734 4 44.7 35.2 9.5 1000 17.00270626 72.58597488 70.22316 0.967448 5 47.1 35.2 11.9 1000 6.94592778 81.23896694 80.1087 0.986087 6 48.4 43.9 4.5 10
7、00 24.14879684 49.95709409 45.66727 0.91413 六 ：实验结果分析 1考虑误差源的影响，计算出每种流量的 的误差限。指出最应该注意的测量物理量是哪些。 答： 各组 误差限 如下表： u 0.994753 0.99652 0.992734 0.967448 0.986087 0.91413 误差限 5.02637E-07 5.04E-07 5.0366E-07 5.17E-07 5.07E-07 5.47E-07 Page 4of 6 中山大学工学院、理论与应用力学刘广、马鹏程编制 实验编号及题目： 实验二 文丘里流量计实验 计算流体力学 试验 课程实验报
8、告纸 院系：工学院 姓名：刘广 、马鹏程 学号： 11309018 11309022 日期： 2014 年 04 月 05 号 最应该 注意 测量 的 物理量是 高度差 h 和 实际 流量 的 测量值 所用的 时间 T， 因为 这两个 数据 在测量时的 准确性 直接 影响着 后续 的 数据 处理， 假如 有大的 偏差 将 直接 导致 实验 结果 不可靠 。 2. 绘制 Q 实 和 hQ 实 的关系曲线。 如下 两图 所示： Q 实 图像 hQ 实 图像 Page 5 of 6 中山大学工学院、理论与应用力学刘广、马鹏程编制 实验编号及题目： 实验二 文丘里流量计实验 计算流体力学 试验 课程实
9、验报告纸 院系：工学院 姓名：刘广 、马鹏程 学号： 11309018 11309022 日期： 2014 年 04 月 05 号 七 、实验总结 1.通过实验曲线说明文丘里流量计的流量系数随流量有什么变化规律。 答： 从 图像 我们 可以 看出， 文丘里流量计的流量系数随流量 的 增大 逐渐 增大， 并且 逐渐 接近 1但是 始终 小于 1. 2.如何确定文丘里管水头损失？试计算各种流量下的水头损失。 答： 水头 损失 有如下 公式： 221 1 2 212 fp v p v hg g g g ,有 连续性 方程 1 1 2 2VA VA ， 联立 求解有220022124 Q 4 Q(=
10、2f ddhhg),我们 代 入 计算 有如下 表 格： h 0Q fh 11.2 78.39983 -1.10884 16.1 93.66727 -1.58276 19 101.9062 -1.87344 9.5 70.22316 -0.88961 11.9 80.1087 -1.15771 4.5 45.66727 -0.37623 3.如果文丘里管没有水平放置，对测量结果有无影响？ 答： 对测量结果 有影响。 假如 没有 水平 放置， 则 收缩段 和 喉道段 之间的 水 会 在重力 作用下 消耗一部分 压力差， 导致 所测 的 高度差 不准确， 进一步 影响 测量结果。 附件 和 原始 数据 参看 如下 部分 ： Page 6 of 6
