文丘里综合型实验
文丘里综合型实验
一．实验目的和要求
1、了解文丘里流量计的构造、原理和适用条件，率定流量因素μ。
2、掌握应用气—水多管压差计量测压的方法
3、通过确定文丘里流量计最大允许过流量的设计性实验，体验理论分析和实验相结合的
研究过程。
二．实验原理
根据能量方程式和连续性方程式，可得不计阻力作用时的文氏管过水能力关系式
式中：Δh为两断面测压管水头差。
由于阻力的存在，实际通过的流量Q恒小于Q’。今引入一无量纲系数μ=Q/Q’（μ称为流量系数），对计算所得的流量值进行修正。
即
另，由水静力学基本方程可得气—水多管压差计的Δh为
三、实验方法与步骤
(1)排气方法
多管压差计12及其连接管的排气：水箱溢满状态下，开关调节阀14数次，在开关交替时，停顿操作片刻，滞留水体中的空气即通过实验管道排除，排气后测压管液面滑尺读数h1-h2=h3-h4为0，h的下标为测压管的序号。压差传感器9及其两连接管的排气。
（2）调节多管压差计
全开调节阀14检查各测压管液面是否处于滑尺读数范围内？否则，按下列步骤调节：1、关阀14，拧开气阀11，待各测压管中液位稳定后，将清水注入压差计12中编号2、3的测管内；2、拧紧气阀11，全开调节阀14，若压差计2中编号为1、3的测压管液面上升过高，可微微松开相应的气阀11。
（3）调节压差电测仪
关闭阀门14的情况下，文丘里流量计中充满水但流速为零。此时，测点1和2压差应为零，电测仪读值也应为零；若不为零，可旋转电测仪面板上的调零旋钮，使读值为零。
（4）测压管水头差h测量
1、读取气—水多管压差计12各测压管的液面读数，。
2、直接读取压差电测仪8的读数值。
（5）真空度测量
实验时，将电测仪传感器低压端用连通管连接于文丘里流量计后颈处，电测仪传感器高压端（即红色点）端接通大气，并调整传感器放置高度，使高压端口与文丘里流量计后颈处的测点齐平。此时，即可测量测点的真空度。
（6）流量测量
实验流量用调节阀14调节，用称重法测量。
四．实验注意事项
○1流量计要与管道同心
○2垫片要与管道同心，不能凸出于管道中
○3两根导压管的最高端的高度要一致
○4要有取压的根部阀（截止阀）
○5防冻
○6气体的导压管应向上引出，液体的应向下引出。
五．实验数据处理
1.记录有关信息及实验常数
实验设备名称：文透利实验仪d1=1.40*10^-2m d2=0.698*10^-2m 水温T=12.8℃
2.实验数据记录及计算结果
六．思考题
1文丘里流量计有何安装要求和适用条件？
○1流量计要与管道同心○2垫片要与管道同心，不能凸出于管道中○3两根导压管的最高端的高度要一致○4要有取压的根部阀（截止阀）○5防冻○6气体的导压管应向上引出，液体的应向下引出。
2为什么计算流量与实际流量不相等？
因为计算流量Q ’是在不考虑水头损失情况下，即按理想液体推导的，而实际流体 存在粘性必引起阻力损失，从而减小过流能力，Q 3本试验中，影响文丘里管流量系数大小的因素有那些？哪些因素最为敏感？ 可从h g d d Q ?-=--24 4 142π μ着手分析。 由式 可见本实验（水为流体）的μ值大小与Q 、d 1、d 2、Δh 有关。其中d 1、d 2 影响最敏感。 4对一个具体的文丘里管最大作用水头可为多大？可从文丘里管喉 颈处容易产生真空，允许最大真空值为6－7mH 2O 着手分析。 本实验若d 1= 1. 4cm ，d 2= 0. 71cm ，以管轴线高程为基准面，以水箱液面和喉 道断面分别为1—1和2—2计算断面，立能量方程得 则 > 0 <－52.22cmH 2O 即实验中最大流量时，文丘里管喉颈处真空度 ，而由本实验实测为 60.5cmH 2O 。进一步分析可知，若水箱水位高于管轴线4m 左右时，实验中文丘 里喉颈处的真空度可达7mH 2O 文丘里流量计实验实验报告 实验日期：2011.12.22 一、实验目的： 1、学会使用测压管与U 型压差计的测量原理； 2、掌握文丘里流量计测量流量的方法和原理； 3、掌握文丘里流量计测定流量系数的方法。 二、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 Q vA =（常数） H g v p z =++22 γ（常数） 得不计阻力作用时的文丘里管过水能力关系式（1、2断面） h K p z p z g d d d Q ?=?????????? ??+-???? ? ?+???? ??-=γγπ221141222214 1 由于阻力的存在，实际通过的流量Q '恒小于Q 。引入一无量纲系数Q Q '=μ（μ称为流量系数），对计算所得的流量值进行修正。 h K Q Q ?=='μμ h K Q ?' =μ 在实验中，测得流量Q '和测压管水头差h ?，即可求得流量系数μ，μ一般在0.92～0.99之间。 上式中 K —仪器常数 g d d d K 214 141222???? ??-=π h ?—两断面测压管水头差 ??? ? ??+-???? ??+=?γγ2211p z p z h h ?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。 1h ? 2h ? H 3 1H 2H 1z 2z 气—水多管压差计原理图 根据流体静力学方程 γγ22231311 p H h H h H H p = +?-+?--- 得 221121H h h H p p -?+?++=γγ 则 )()(222211212211γγγγp z H h h H p z p z p z +--?+?+++=??? ? ??+-???? ?? + 212211)()(h h H z H z ?+?++-+= 由图可知 )()(4321h h h h h -+-=? 式中，1h 、2h 、3h 、4h 分别为各测压管的液面读数。 三、实验数据记录及整理计算（附表） 文丘里流量计实验装置台号：2 d1=1.4cm d2=0.7cm 水温t=13.1℃ v=0.01226cm 2/s 水箱液面标尺值▽0=38cm 管轴线高程标尺值▽=35.7cm 实验数据记录表见附表 四、成果分析及小结： 经计算 K=17.60cm 2.5/s u=1.064 由实验计算结果看各组数据的相差较大，可以判断实验的精密度不高，实验 与理论值有偏差。误差来源主要有实验测量值的不准确，人为造成的主管因素较大。 五、问题讨论： 为什么计算流量Q 理论与实际流量Q 实际不相等？ 答：因为实际流体在流动过程中受到阻力作用、有能量损失（或水头损失），而计算流量是假设流体没有阻力时计算得到的，所以计算流量恒大于实际流量。 文丘里管实验 一、实验目的 1、在文丘里管收缩段和扩张段，观察压力水头、速度水头沿程的变化规律，加深对伯努利方程的理解。 2、了解文丘里流量计的工作原理。 3、掌握文丘里管流量系数的测定方法。 二、实验原理 1、理想流体伯努利方程的验证 文丘里管是在管路中安装一段断面急速变小，而后又逐渐恢复原来断面的异径管，如图3所示。 喉管 图3 理想流体伯努利方程示意图 在收缩段，由于流体流动断面减小，因而流速增加，测压管水头连续下降，喉管处断面最小，流速最大， 测压管水头因而最低；相反，在渐扩管中流体流动截面逐渐扩大，流速减小，测压管水头也不断得到恢复。这些现象都是由于流体流径文丘里管时，遵守连续性方程 Q vA =（常数） (1) 和伯努利方程 H h g v =+22 （常数） (2) 以上两个方程表明，无论流体流动过程中断面几何参数如何变化，所有断面上的总水头 H 和流量都保持不变，也就是说流体流动一直遵守着能量守恒和物质守恒这两个基本定律。上述现象和规律将在实验中通过11根测压管的液面变化加以验证。为了便于实验分析，现将公式(2)作如下变换，并以下标 i 表示测压管序号，例如 4=i 表示第四根测压管即喉管。公式(2)可以写成 g v h g v h i i 2222 11+=+ 两边同除以2 4v , 并移项得 2 4 2 212412v v v g v h h i i -=- (3) 公式(1)可以写成 i i A v A v A v ==4411 所以 21 24 1441d d A A v v == 2 2 4 44i i i d d A A v v = = 代入公式(3)得 4 44142412??? ? ??-???? ??=-i i d d d d g v h h (4) 公式(3)和公式(4)表明，测压管水头变化的相对值，完全决定于流动断面的几何比例， 从而进一步揭示了断面流速与测压管水头之间的关系。我们根据公式(4)画出测压管水头相对变化的理论曲线和实际曲线（分别为上式右项和左项），通过比较，两者应当是一致的（横坐标为测压管序号，纵坐标分别为以上两项）。 2、流量系数的测定 将公式(1)、(2)应用于1、4两断面，可以得到 42 141v d d v ??? ? ??= 42 4 12122h g v h g v +=+ 前式代入后式得 4 144141)(2??? ? ??--= d d h h g v 实验二不可压缩流体恒定流能量方程（伯诺利方程）实验 成果分析及讨论 1.测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？ 测压管水头线（P-P）沿程可升可降，线坡J P可正可负。而总水头线（E-E）沿程只降不升，线坡J 恒为正，即J>0。这是因为水在流动过程中，依据一定边界条件，动能和势能可相互转换。测点5至测点7，管收缩，部分势能转换成动能，测压管水头线降低，Jp>0。测点7至测点9，管渐扩，部分动能又转换成势能，测压管水头线升高，J P<0。而据能量方程E1=E2+h w1-2, h w1-2为损失能量，是不可逆的，即恒有h w1-2>0，故E2恒小于E1，（E-E）线不可能回升。(E-E) 线下降的坡度越大，即J越大，表明单位流程上的水头损失越大，如图2.3的渐扩段和阀门等处，表明有较大的局部水头损失存在。 2.流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？ 有如下二个变化： （1）流量增加，测压管水头线（P-P）总降落趋势更显著。这是因为测压管水头 ，任一断面起始时的总水头E及管道过流断面面积A为定值时，Q增大， 就增大，则必减小。而且随流量的增加阻力损失亦增大，管道任一过水断面上的总水头E相应减 小，故的减小更加显著。 （2）测压管水头线（P-P）的起落变化更为显著。 因为对于两个不同直径的相应过水断面有 式中为两个断面之间的损失系数。管中水流为紊流时，接近于常数，又管道断面为定值，故Q增大，H亦增大，（P-P）线的起落变化就更为显著。 3.测点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题？ 测点2、3位于均匀流断面（图2.2），测点高差0.7cm，H P=均为37.1cm（偶有毛细影响相差0.1mm）， 表明均匀流同断面上，其动水压强按静水压强规律分布。测点10、11在弯管的急变流断面上，测压管水头差为7.3cm，表明急变流断面上离心惯性力对测压管水头影响很大。由于能量方程推导时的限制条件之一是“质量力只有重力”，而在急变流断面上其质量力，除重力外，尚有离心惯性力，故急变流断面不能选作能量方程的计算断面。在绘制总水头线时，测点10、11应舍弃。 4.试问避免喉管（测点7）处形成真空有哪几种技术措施？分析改变作用水头（如抬高或降低水箱的水位）对喉管压强的影响情况。 下述几点措施有利于避免喉管（测点7）处真空的形成： （1）减小流量，（2）增大喉管管径，（3）降低相应管线的安装高程，（4）改变水箱中的液位高度。 文丘里流量计实验 一、实验目的和要求 1．通过测定流量系数，掌握文丘里流量计量测管道流量的技能； 2．掌握气一水多管压差计量测压差的技能； 3．通过实验与量纲分析，了解应用量纲分析与实验结台研究水力学问题的途径，进而掌握文丘里流量计水力特征。 二、实验原理 根据能量方程式和连续性方程式，可得不计阻力作用时的文丘里管过水能力关系式 h K p Z p Z g d d d q V ?=+-+-= )]/()/[(21 )( 422114 2 12 1 γγπ ‘ (6-9) 1)/(/ 24 4 212 1 -= d d g d K π )()(2 21 1γ γ p Z p Z h + -+ =? 式中：h ?为两断面测压管水头差,m 。 由于阻力的存在，实际通过的流量V q 恒小于' V q 。今引入一无量纲系数’ V V q q =μ (μ称为流量系数)，对计算所得的流量值进行修正。 即 h K q q V V ?=' =μμ (6-10) 另外由水静力学基本方程可得气—水多管压差计的h ?为 4321h h h h h -+-=? 三、实验装置 本实验的装置如图6-10 所示。 在文丘里流量计的两个测量断面上，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（亦可用电测仪量测）。 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.有色水水管 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 图6—10文丘里流量计实验装置图 四、实验方法与步骤 1.测记各有关常数。 2.开电源开关，全关阀12，检核测管液面读数 4321h h h h -+-是否为0，不为0时，需查出原因并予以排除。 3.全开调节阀12检查各测管液面是否都处在滑尺读数范围内？否则，按下列步骤调节：拧开气阀8，将清水注入测管2、3，待2432≈=h h cm ，打开电源开关充水，待连通管无气泡，渐关阀12，并调开关3至5.2821≈=h h cm ，即速拧紧气阀8。 4.全开调节阀门，待水流稳定后，读取各潮压管的液面读数1h 、2h 、3h 、4h ，并用秒表、量筒测定流量。 5.逐次关小调节阀，改变流量7～9次，重复步骤4，注意调节阀门应缓慢。 6.把测量值记录在实验表格内，并进行有关计算。 7.如测管内液面波动时，应取时均值。 8.实验结束，需按步骤2校核压差计是否回零。 五、实验结果处理及分析 1.记录计算有关常数。 实验装置台号No____ =1d m ， =2d m ， 水温=t ℃， =ν m 2/s ， 水箱液面标尺值=?0 cm ， 管轴线高程标尺值=? cm 。 2 整理记录计算表6-9 6-10 文丘里流量计实验 一、实验目的与要求 1.了解文丘里流量计的构造与原理,掌握用文丘里流量计量测管道流量的方法与应用 气一水压差计测压差的技术。掌握测定文丘里流量计的流量系数μ的方法。 2.通过测量与计算,掌握用方格纸绘制Q-Δh 与Re-μ曲线(分别取Δh 、μ为纵坐标 的方法) 3.比较体积法与文丘里流量计测流量的精度。 二、实验原理 根据能量方程式与连续性方程式,可得不计阻力作用时的文丘里流量计理论流量计算式: h K p Z p Z g d d d Q ?=+-+-= )]/()/[(21)(4'221142 12 1γγπ 1)/(/24 42121-= d d g d K π )()(2 21 1γ γp Z p Z h + -+ =? 式中:h ?为两断面测压管水头差,m 。d ?、d ?为喉部收缩前后管道的内径。 由于阻力的存在,实际通过的流量Q 恒小于'Q 。今引入流量系数’ Q =μ (μ称为流量系数),对计算所得的流量值进行修正。 即: h K Q Q ?=' =μμ 另外由水静力学基本方程可得气—水多管压差计的h ?为 4321h h h h h -+-=? 三、实验装置 本实验的装置如图所示。 在文丘里流量计的两个测量断面上,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(亦可用电测仪量测)。 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、有色水水管 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 文丘里流量计实验装置图 四、实验步骤 1、打开无极调速器向恒压水箱中注水至满,全关流量调节阀12,检核测管液面读数 4321h h h h -+-就是否为0,不为0时,需查出原因并予以排除。 2、全开调节阀12检查各测管液面就是否都处在滑尺读数范围内。否则,按下列步骤调节:拧开气阀8,将清水注入测管2、3,待2432≈=h h cm,打开电源开关充水,待连通管无气泡,渐关阀12,并调开关3至5.2821≈=h h cm,即速拧紧气阀8。 3、全开调节阀门,待水流稳定后,读取各潮压管的液面读数1h 、2h 、3h 、4h ,并用秒表、量筒测定流量。 4、逐次关小调节阀,改变流量7～9次,重复步骤(4),注意调节阀门应缓慢。 5、把测量值记录在实验表格内,并进行有关计算。 6、如测管内液面波动时,应取时均值。 7、实验结束,需按步骤2校核压差计就是否回零。 五、实验结果处理及分析 1、记录计算有关常数。 =1d m, =2d m, 水温=t ℃, =ν m 2/s, 水箱液面标尺值=?0 cm, 管轴线高程标尺值=? cm 。 2、实验数据记录 记录表 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。 3、利用量测到的收缩前后两断面1-1和2-2的测管水头差h ?，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 μ，即对文丘里流量计作出率定。 一、实验装置 1. 仪器装置简图 12 4567 321 8 9101112 1234 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μ, 供分析μ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h2＝h3 ≈ 24.5cm, 并检查测压计管1与管2、管3与管4之间是否连通, 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 文丘里流量计实验 一、实验目的要求 １．通过测定流量系数，掌握文丘里流量计量测管道流量的技术和应用气—水多管压差计量测压差的技术； ２．通过实验与量纲分析，了解应用量纲分析与实验结合研究水力学问题的途径，进而掌握文丘里流量计的水力特性。 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 二、实验原理 根据能量方程式和连续性方程式，可得不计阻力作用时的文氏管过水能力关系式 式中： 为两断面测压管水头差。 由于阻力的存在，实际通过的流量 恒小于 。今引入一无量纲系数 （μ称为 流量系数），对计算所得的流量值进行修正。 即 另，由水静力学基本方程可得气—水多管压差计的为 三、实验方法与步骤 １．测记各有关常数。 ２．打开电源开关，全关阀12，检核测管液面读数h 1－h 2＋h 3－h 4是否为０，不为０时，需查出原因并予以排除。 ３．全开调节阀12检查各测管液面是否都处在滑尺读数范围内？否则，按下列步序调节：拧开气阀８，将清水注入测管２、３，待h 2＝h 3≈24ｃｍ，打开电源开关充水，待连通管无气泡，渐关阀12，并调开关３至h 1＝h 2≈28.5ｃｍ，即速拧紧气阀８。 ４．全开调节阀门，待水流稳定后，读取各测压管的液面读数h 1、h 2、h 3、h 4，并用秒表、量筒测定流量。 ５．逐次关小调节阀，改变流量７～９次，重复步骤４，注意调节阀门应缓慢。 ６．把测量值记录在实验表格内，并进行有关计算。 ７．如测管内液面波动时，应取时均值。 ８．实验结束，需按步骤２校核压差计是否回零。 、实验目的 1、在文丘里管收缩段和扩张段，观察压力水头、速度水头沿程的变化规律，加深对伯 努利方程的理解。 2、 了解文丘里流量计的工作原理。 3、 掌握文丘里管流量系数的测定方法。 、实验原理 1、理想流体伯努利方程的验证 文丘里管是在管路中安装一段断面急速变小， 而后又逐渐恢复原来断面的异径管， 如图 3所示。 在收缩段，由于流体流动断面减小， 因而流速增加，测压管水头连续下降， 喉管处断面 最小，流速最大， 测压管水头因而最低；相反，在渐扩管中流体流动截面逐渐扩大，流速 减小，测压管水头也不断得到恢复。 这些现象都是由于流体流径文丘里管时， 遵守连续性方 程 vA 二Q （常数） 2 —H （常数） 文丘里管实验 理想 总水 头线 J J L 2 V i 1 J 2 V ii 2g r 2g = i — 1 = H 2 V 4 2g - — — 三 h i E - h 4 — h i . —— 1 L — — - - --- -- --- 喉管 和伯努利方程 图3理想流体伯努利方程示意图 2g 以上两个方程表明，无论流体流动过程中断面几何参数如何变化，所有断面上的总水头 H 和流量都保持不变，也就是说流体流动一直遵守着能量守恒和物质守恒这两个基本定 律。 上述现象和规律将在实验中通过 将公式（2）作如下变换，并以下标 管。公式（2）可以写成 11根测压管的液面变化加以验证。为了便于实验分析，现 i 表示测压管序号，例如 i =4表示第四根测压管即喉 h i 2 V | _ = h 2g 2 2g 、 2 两边同除以V 4 ,并移项得 V 2 2g 公式⑴可以写成 V i A i = V 4 A 4 = V j A 所以 V i 代入公式（3）得 V 4 V j V 4 公式⑶和公式（4）表明，测压管水头变化的相对值，完全决定于流动断面的几何比例， 从而进 一步揭示了断面流速与测压管水头之间的关系。我们根据公式 （4）画出测压管水头相 对变化的理论曲线和实际曲线 （分别为上式右项和左项），通过比较，两者应当是一致的（横 坐标为测压管序号，纵坐标分别为以上两项） 。 2、流量系数的测定 将公式（1）、⑵应用于1、4两断面，可以得到 前式代入后式得 2 曲 +h h 4 2g 2gm -h 4) 1_(M W1丿 文丘里管实验设计方案 一、 实验原理 1、在文丘里管收缩段和扩张段，观察压力水头、速度水头沿程的变化规律，加深对伯努利方程的理解。 2、了解文丘里流量计的工作原理。 3、掌握文丘里管流量系数的测定方法。 二、实验原理 1、理想流体伯努利方程的验证 文丘里管是在管路中安装一段断面急速变小，而后又逐渐恢复原来断面的异径管，如图3所示。 喉管 图3 理想流体伯努利方程示意图 在收缩段，由于流体流动断面减小，因而流速增加，测压管水头连续下降，喉管处断面最小，流速最大， 测压管水头因而最低；相反，在渐扩管中流体流动截面逐渐扩大，流速减小，测压管水头也不断得到恢复。这些现象都是由于流体流径文丘里管时，遵守连续性方程 Q vA =（常数） (1) 和伯努利方程 H h g v =+22 （常数） (2) 以上两个方程表明，无论流体流动过程中断面几何参数如何变化，所有断面上的总水头H 和流量都保持不变，也就是说流体流动一直遵守着能量守恒和物质守恒这两个基本定律。上述现象和规律将在实验中通过11根测压管的液面变化加以验证。为了便于实验分析，现 将公式(2)作如下变换，并以下标 i 表示测压管序号，例如 4=i 表示第四根测压管即喉管。公式(2)可以写成 g v h g v h i i 2222 11+=+ 两边同除以2 4v , 并移项得 2 4 2 212412v v v g v h h i i -=- (3) 公式(1)可以写成 i i A v A v A v ==4411 所以 21 24 1441d d A A v v == 22 4 44i i i d d A A v v == 代入公式(3)得 4 44142412??? ? ??-???? ??=-i i d d d d g v h h (4) 公式(3)和公式(4)表明，测压管水头变化的相对值，完全决定于流动断面的几何比例， 从而进一步揭示了断面流速与测压管水头之间的关系。我们根据公式(4)画出测压管水头相对变化的理论曲线和实际曲线（分别为上式右项和左项），通过比较，两者应当是一致的（横坐标为测压管序号，纵坐标分别为以上两项）。 2、流量系数的测定 将公式(1)、(2)应用于1、4两断面，可以得到 42 141v d d v ??? ? ??= 42 4 12122h g v h g v +=+ 前式代入后式得 4 144141)(2??? ? ??--= d d h h g v 流量为 工程流体力学及水力学实验报告及分析讨论 实验一流体静力学实验 实验原理 在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程 或(1.1) 式中： z被测点在基准面的相对位置高度； p被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同； p0水箱中液面的表面压强； γ液体容重； h被测点的液体深度。 另对装有水油（图1.2及图1.3）U型测管，应用等压面可得油的比重S0有下列关系： (1.2) 据此可用仪器（不用另外尺）直接测得S0。 实验分析与讨论 1.同一静止液体内的测管水头线是根什么线？ 测压管水头指，即静水力学实验仪显示的测管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测压管液面的连线。实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2.当P B<0时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。 ，相应容器的真空区域包括以下三部分： (1)过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。 (2)同理，过箱顶小水杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区域。 (3)在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。 3.若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定γ0。 最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度h和h0，由式，从而求得γ0。 4.如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？ 设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算 式中，为表面张力系数；为液体的容量；d为测压管的内径；h为毛细升高。常温(t=20℃)的水，=7.28dyn/mm，=0.98dyn/mm。水与玻璃的浸润角很小， 可认为cosθ=1.0。于是有(h、d单位为mm) 一般来说，当玻璃测压管的内径大于10mm时，毛细影响可略而不计。另外，当水质不洁时，减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机玻璃作测压 实验报告：文丘里流量计实验 一、实验目的 1、通过测定流量系数，掌握文丘里流量计测量管道流量的技术。 2、掌握气—水多管压差计测量压差的技能。 二、实验装置 三、实验原理 如下图所示：文丘里管前1-1断面及喉管处2-2断面，该两处截面面积分别为A 1、A 2，两处流速分别为v 1、v 2。 不考虑流体受到的阻力作用，对两断面列伯努利方程 1 1 2 2 d1 文丘里管前1-1断面 喉管处2-2断面 1、水箱 2、上水管 3、恒定水箱 4、实验管段 5、文丘里管 6、测压管 7、水位测针 8、水位测针筒 9、流量控制阀门 g v g p z g v g p z 222 222221111αραρ++=++ （1） 及连续性方程： 即： （2） 由（1）、（2）两式联立可得： h K g p z g p z g d d d Q ?=+-+-= )]()[(21)(42 21 14 2 2 2 12 1ρρπ （3） 式中，K 为文丘里流量计常数 △h 为两断面测压管水头差 )()(2211g p z g p z h ρρ+-+ =? 由式（3）算得的流量为不考虑阻力的理论流量，即Q ＝Q 理论，而实际通过 的流量Q 实际恒小于Q 理论，引入一无量纲系数μ对所测流量Q 理论进行校正。 即： （4） 式（4）中的μ为文丘里管的流量系数。 通过实验测得实际流量Q 实际及水头差△h ，便可以测得文丘里管的流量系数μ （5） 四、实验步骤 1、记录各有关实验常数。 2、打开电源开关并打开调节流量阀，待水流稳定后，读取各测压管的液面读数h 1、h 2、h 3、h 4，并用秒表、量筒测定流量。 3、逐次改变调节流量阀，改变流量，重复步骤2，注意调节阀门要缓慢，要使测压管内有水柱。 4、把测量值记录在实验表格内，并进行有关计算。 5、实验结束，关闭电源开关。 五、实验原始记录 1、记录有关常数 d 1 = 1.50 ㎝, d 2 = 0.86 ㎝, 测针筒直径D= 6 cm 2 211A v A v Q ==4 42 22211d v d v Q ππ==h K Q Q ?μμ＝＝理论实际h K Q ?实际 ＝μ1)(244 2 12 1-= d d g d K π 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。 3、利用量测到的收缩前后两断面1-1和2-2的测管水头差h ?，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μ，即对文丘里流量计作出率定。 一、实验装置 1. 仪器装置简图 12 4567 321 8 9101112 1234 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μ, 供分析μ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。 实验九文丘里流量计实验 一、实验目的 1.通过测定流量系数，掌握文丘里流量计测量管道流量的技术。 2.验证能量方程的正确性。 二、实验原理 图1 文丘里测试原理图 根据能量方程式和连续性方程式，可得不计阻力作用的文氏管过水能力关系式 其中： 式中：为两断面测压管水头差 由于阻力的存在，实际通过流量Q恒小于Q’。引入无量纲系数 (称为文丘里流量修正系数) 三、实验步骤 1.测量各有关常数 2.打开水泵，调节进水阀门，全开出水阀门，使压差达到测压计可测量的最大高度。 3.测读压差，同时用体积法测量流量。 4.逐次关小调节阀，改变流量7～9次，注意调节阀门应缓慢。 5.把测量值记录在实验表格内，并进行有关计算。 如测管内液面波动时，应取平均值。 四、数据处理和计算 1.仪器设备相关常数 d1= cm, d2= cm, 水温 t= ℃， v= cm 2 /s ， 水箱液面标尺值v o = cm ，管轴线高程表尺值 = cm 3.实验结果计算表 h= (h 1-h 2) (cm) 实验十一 弹簧管压力表的校验 一、实验目的 1.熟悉弹簧管压力表的结构和工作原理。 2.掌握校验弹簧管压力表的方法。 3.了解确定仪表精度级别。 二、实验设备 1.压力表校验器一台或活塞式压力计一台。 2.标准弹簧管压力表一只。 3.普通弹簧管压力表一只。 图1压力表校验装置示意图 1、摇泵 2、油杯 3、连接螺母 4、单向阀门 5、导管 6、底座 7、摇泵手轮 三、实验内容 以精度为1.5（2.5）级的普通弹簧管压力表作被校表，用“标准表比较法”鉴定它的基本误差、变差和零位偏差，检查指针偏转的平稳性（指针转动中不得有停滞或跳动及轻敲表壳位移不超过允许绝对误差的一半）。标尺内校验点不少于5个。 四、实验步骤: 1.将压力表校验器平放在工作台上，按图1安装连接。 2.将工作液注入校验器。 3.打开针阀，摇动手轮，将手摇泵活塞推到底部。旋开油杯阀，揭开油杯盖，将工作液注满油杯。 4.关闭针阀，反向旋转手轮到初始位置，将工作液吸入手摇泵（应使油杯内有适量工作液），装上油杯盖和油杯阀。 5.排除传压系统内的空气关闭油杯阀，打开针阀，轻摇手轮，直至看到两压力接头处有工作液即将溢出时，关闭针阀，打开油杯阀，反向旋转手轮，给手摇泵补足工作液，再关闭油杯阀。 6.将标准压力表和被校压力表装上后，打开阀4，用手摇泵加压即可进行压力表的比较校验。校验时，先检查压力偏差，如合格，即可校验各点（表测量范围的35%、50%、75%三处），先做线性刻度校验，再做刻度上限耐压检定3分钟。每个校验点应分别在轻敲表壳前后两次读数，然后记录被校表轻敲后示值、标准表示值、标准表示值和轻敲位移量。以同样方式作反行程校验和记录。 7.调整 (1)零位调整 弹簧管压力表未输入被测压力时指针应对准表盘零位刻度线，否则可用特制的取针器将指针取下对准零位，重新固定。对有零位指针挡的压力表，一般应升压到第一个数字刻度线改装指针，以实现调零。 (2)量程调整 大学教学实验报告 实验名称 文丘里流量计及孔板流量计率定实验 指导教师 姓名 Xxx 年级 20xx 级 学号 20xxxxxxxxxx 成绩 100 一、预习部分 1． 实验目的 2． 实验基本原理 3． 主要仪器设备（含必要的元器件、工具） 一、实验目的： (1) 了解文丘里流量计和孔板流量计的原理及其实验装置。 (2) 绘出压差与流量的关系曲线，确定文丘里流量计和孔板流量计的流量系数μ值。 二、实验基本原理： 文丘里流量计是在管道中常用的流量计，它包括收缩段、喉管、扩散段三部分。由于喉管过水断面的收缩，该断面水流动能加大，势能减小，造成收缩段前后断面压强不同而产生的势能差。此势能差可由压差计测得。 孔板流量计原理与文丘里流量计相同，根据能量方程以及等压面原理可得出不计阻力作用时的文丘里流量计（孔板流量计）的流量计算公式：h K Q ?=理 其中：g d D d D K 24 4 4 22-= π )/()/(2211γγp z p z h +-+=? 对于文丘里流量计： 21h h h -=? 对于孔板流量计： 6543h h h h h -+-=? 根据实验室设备条件，管道的实测流量Q 实由体积法测出。 在实际液体中，由于阻力的存在，水流通过文丘里流量计（或孔板流量计）时有能量损失，故实际通过的流量Q 实一般比Q 理稍小，因此在实际应用时，上式应予以修正，实测流量与理想液体情况下的流量之比称为流量系数，即理 实Q Q = μ 三、实验仪器：量筒、秒表温度计各一个，其他设备如下图所示： 二、实验操作部分 1． 实验数据、表格及数据处理 2． 实验操作过程（可用图表示） 3． 结论 四、实验步骤 （1） 熟悉仪器，记录管道直径D 和d 。 （2） 启动抽水机，打开进水开关，使水进入水箱，并使水箱保持溢流，使水位恒定。 （3） 检查尾阀K ，压差计液面是否齐平，若不平，则需排气调平。 （4） 调节尾阀K ，依次增大流量和依次减小流量。量测各次流量相应的压差值。共做10次。用体积法测量流量。 五、实验过程注意事项 （1） 改变流量时，需待开关改变后，水流稳定（至少3～5分钟），方可记录。 （2） 当管内流量较大时，测压管内水面会有波动现象。应读取波动水面的最高与最低读数的平均值作 为该次读数。 六、实验数据，表格及数据处理 （1） 有关常数圆管直径D = 1.9 cm ，圆管直径d = 1 cm 。 （2） 实验数据及计算结果：如下表 测次体积W(cm 3)时间（s)流量（cm 3/s)水位h 1(cm)水位h 2(cm)水位h 3(cm)水位h 4(cm)水位h 5(cm)水位h 6(cm)△h 文△h 孔Q 文理Q 孔理μ文μ孔183716.8449.7030.6028.4529.7010.3512.9026.85 2.15 5.4053.2184.320.9340.58927968.3195.7929.9422.4032.807.2016.1023.407.5418.3099.64155.230.9610.6173750 6.59113.8129.2018.8834.48 5.2017.9021.2510.3225.93116.57184.770.9760.616456610.3754.5830.5528.0029.9810.1013.0826.68 2.55 6.2857.9490.930.9420.600558912.0948.7230.6228.5229.6810.4512.8126.95 2.10 5.0952.5881.860.9260.595659115.1239.0930.8029.4029.3010.9012.3527.45 1.40 3.3042.9365.920.9100.59379709.8598.4829.4421.0033.40 6.5016.8022.528.4421.18105.42166.990.9340.5908 835 9.07 92.0629.7222.3532.807.1516.1023.30 7.37 18.45 98.51 155.86 0.935 0.591 七、实验结论: 由实验数据可得压差和流量的关系曲线如下图： 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 1、F 2) 9．测压计 10．滑尺 11．多管压差计 12．实验流量调节阀 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 Q vA =（常数） H g v p z =+ + 22 γ （常数） 得不计阻力作用时的文丘里管过水能力关系式（1、2断面） h K p z p z g d d d Q ?=??? ??????? ??+-???? ? ?+??? ? ??-= γγπ22114 122 2 214 1 由于阻力的存在，实际通过的流量Q '恒小于Q 。引入一无量纲系数Q Q '=μ（μ 称为流量系数），对计算所得的流量值进行修正。 h K Q Q ?=='μμ h K Q ?'= μ 在实验中，测得流量Q '和测压管水头差h ?，即可求得流量系数μ，μ一般在0.92～0.99之间。 上式中 K —仪器常数 g d d d K 214 1 4 122 2 ??? ? ??-= π h ?—两断面测压管水头差 ?? ?+-?? ? +=?2211p z p z h γ γ2 2231311 p H h H h H H p = +?-+?--- 得 22112 1 H h h H p p -?+?++= γ γ 实验二文丘里流量计校正实验 实验目的： 1、在文丘里管收缩段和扩张段，观察压力水头、速度水头沿程的变化规律，加深对伯努利方程的理解。 2、了解文丘里流量计的工作原理。 3、掌握文丘里管流量系数的测定方法。 实验装置： 稳压水箱、压差板、测点、供水箱、供水泵、文丘里、 上水管、溢流管、计量水箱、回水管、实验桌等。 实验原理及方法（P69）： 原理：利用在管道中造成流速差，引起压强变化，通过 压差的量测来求出流速和流量。 组成：文丘里流量计由渐缩管、喉管、渐扩管三部分所 组成。 当主管水流通过此流量计时，由于喉管断面缩小，流速增加，压强相应减低，用压差计测定压强水头的变化△h，即可计算出流速和流量。 取1、2两渐变流断面，写理想流体能量方程式： g v p g v p 20202 2 2211 + +=++γγ 移项得：h g v g v p p ?=-=-222 12 22 1γγ 由连续性方程可得： 42121 2222112)()(d d v v d d v v =?= 代入能量方程得： 1)(222) (4 2 112 121421-?=??=-d d h g v h g v g v d d 流量为：1)(24 4 4 212 1211 -?= =d d h g d d v Q π π 对于一定的流量计，令1)(24 42 12 1-= d d g d K π 由于推导过程采用了理想流体的力学模型，求出的流量值较实际为大。为此，乘以μ值来修正。μ值根据实验确定，称为文丘里流量系数。它的值约在0.95~0.98之间，则： h K Q ?=μ 注意：在文丘里流量计的喉管中，或在某些水流的局部区域中，由于出现巨大的流速，会发生压强在该处局部显著地降低，可能达到和水温相应的汽化压强，这时水迅速汽化，使一部分液体转化为蒸汽，出现了蒸汽气泡的区域，气泡随水流流入压强较高的区域而破灭，这种现象称为空化。 空化限制了压强的继续降低和流速的增大，减少了流通面积，从而限制了流量的增加，影响到测量的准确性。空化现象在设计中是必须注意避免的。空化现象对水力机械的有害作用称为气蚀。 实验步骤 1. 侧记各有关常数。 2. 打开电源开关，全关阀12，检核测管液面读数h1－h2是否为０，不为０时，需查出原因并予以调整。 3. 全开调节阀１２检查各有关测管液面是否都处在滑尺读数范围内？ 4. 全开调节阀门12，待水流稳定后，读取各有关测压管的液面读数，并用秒表、量筒测定流量。 5. 逐次关小调节阀，改变流量5～7次，重复步骤４，注意调节阀门应缓慢。 6. 把测量值记录在实验表格内，并进行有关计算。 以下是杭州源流科技毛根海教授团队研发的一系列实验仪器的简单介绍。 名称：自循环流动演示实验 型号：MGH-ZL1-1-3 一、主要功能： 1、能显示如下30余种流谱图案及相关原理：逐渐扩散、逐渐收缩、突然扩大、突然收缩、壁面冲击、直角弯道、文丘里流量计、孔板流量计、园弧进口管嘴流量计、壁面冲击、园弧形弯道、30°弯头、直角园弧弯头、直角弯头、45°弯头、非自由射流、分流、合流、YF—溢流阀、闸阀、蝶阀、明渠逐渐扩散、单圆柱绕流及卡门涡街、多圆柱绕流、明渠渐扩、桥墩形钝体绕流、流线体绕流、正反流线体绕流等流段上的湍流流动图谱。 2、“双稳放大射流阀”流动原理显示，包括射流附壁效应、边界层分离等。 3、可供分析进出水口、蝶阀、闸阀等阀门的过流阻力、受力情况及震动原因等。 4、可用以分析卡门涡街水力特性。 5、可供实验分析局部水头损失机理，及其与边界形状的定性关系；。 二、主要配置及技术参数 1、水泵外壳由安全可靠ABS全封包绝缘，防止漏电，调频水泵，流速PWM 数字型无级可调速，演示现象效果更佳。 2、狭缝流道为显示屏面，水为工作流体，空气泡为示踪介质，由显示屏、水泵、掺气装置、供水箱、电光源等组成的壁挂式自循环流动演示仪，包含工程常见的各种流场。 3、无级可调掺气装置，掺气量多少及气泡大小均可调。 4、一套7台分体壁挂式自循环装置。单台主要部件有：双向配置T4平面片光源，有机玻璃流道，彩色有机玻璃机体，显示屏，亚光黑后罩。 5、配套高教社出版的教材。（毛根海教授主编） 名称：自循环文丘里综合实验仪器 型号：MGH-ZW 2-3-3 一、主要功能： 1、流量电测实时显示与手测功能并存，实验内容多功能。 2、定量测量实验——文丘里流量计的率定及流量因数的测量。 3、定性分析实验——文丘里流量计结构与布置；多孔均压环构造。 4、设计性实验——文丘里流量计最大允许过流量的理论分析与实验。 二、主要配置及技术参数：文丘里流量计实验实验报告
文丘里管实验-陈娟
水力学实验报告思考题答案(想你所要)..
流体力学实验 文丘里实验报告单
流体力学实验文丘里实验报告单
文丘里流量计实验
6 文丘里流量计实验
文丘里管实验-陈娟
文丘里管实验设计方案
工程流体力学及水力学实验报告及分析讨论
文丘里流量计实验(包括实验数据结果及思考题)
文丘里流量计实验资料
实验九 文丘里流量计实验
武汉大学文丘里及孔板流量实验(终极版)
文丘里实验
实验二 文丘里流量计校正实验
文丘里综合实验仪器——推荐优质的流体力学实验仪器之一