文丘里管实验-陈娟
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
()4
14412
444124
???
? ??--=
='d d h h g d v A Q π
若以流量系数μ 表示阻力损失的影响，上式可以写成实际流量为：
41h h c Q -=μ （ml/s ） (5)
式中 c ——仪器常数，为定值
（cm 5
.2） (6)
因此，在实验中，测得流量 Q 和测压管水头 1h 、4h ，即可求得流量系数μ，μ一般在0.92～0.99之间。
三、实验步骤
1、缓缓打开进水阀和针阀，使测压管1、4的水面差达到最大，并适当调节，观察测压管水头的变化，理解伯努利方程的含义。
2、读取各测压管水头刻度，并按测压管编号为序记入表内。
3、在读取测压管水头的同时，用体积法测量流量，记入表内。
4、调节进水阀和针阀，改变各测压管读数，并记录各读数和流量。
5、实验结束后，关闭进水阀门。β
四、实验报告
仪器常数d
2.54
1
424
124
???
? ??-=
d d g d
c π
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？
2、试应用量纲分析法，阐明文丘里流量计的水力特性。
3、为什么计算流量Qˊ与实际流量Q不相等？
文丘里流量计实验实验报告
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。
心理学实验设计方案
心理学实验设计方案 一，实验题目：人类在背诵英语单词时，英语单词的长度和被试背诵的时间是否影响背诵者的记忆效果 1假设 1.1选用短的英语单词背诵时，背诵者的记忆效果比选用长的英语单词好； 1.2背诵英语单词的时间长的比背诵时间短的记忆效果好 2变量及额外变量的操纵方法 2.1自变量：单词的长度，背诵时间 2.2因变量：背诵者的记忆效果（在分析中，选取单词默写正确个数为 2.3额外变量：被试的性别、智商水平，疲劳效应等 2.3.1额外变量的操控方法： 2.3.1.1选择性别数量上相等的被试（男10女10） 2.3.1.2选择在同一智商水平（按韦克斯勒智力量表）的被试 2.3.1.3让被试在实验中休息 3被试的选择及分组 选取男女被试各10名，每位被试接受四种水平(长单词—长时间、长单词—短时间、短单词—长时间、短单词—短时间)的实验处理 4实验实施过程及方法 4.1选择100个英语单词（其中，长短单词各50个）作为实验材料，20名被试把他们随机分配到四个处理水平上，每个处理水平上分配5名被试。 4.2让每组被试记忆单词，短单词选取CET四级词汇中含5-6个字母的单词，长单词选取CET四级词汇中含9-11个字母的单词；记忆的短时间为5分钟，长时间为10分钟。 4.3记忆时间到时，让被试默写自己记忆的单词；批改被试默写的单词 二、计算机键盘与水平面可有三种倾斜度：0度、10度和15度，试设计一项实验来证明，哪一种倾斜度最有利于输入字符。 单因素被试间设计
1. 提出假设：在计算机和水平面之间的三种倾斜度中，0度，10度和15度中，打一段相同的材料（使用相同的语言），在完成任务以后，比较一下哪种任务完成的时间是最少的，假设倾斜10度所需要的时间是最少的。 2. 被试 筛选被试：筛选被试：在对被试进行选择的过程中，需要进行严格的筛选。在进行最后的测试之前，要对每个被试进行测试。让所有被试在同一个房间里进行，给他们500字的中文文字，在最后的结果中筛选出在3-4分钟内完成的被试，这样能够排除掉打字技术对成绩的干扰。其中选出被试45名。每个被试分别接受三个水平的实验处理（0度，10度和15度）。 单因素被试间设计 3. 实验材料 3台配置一样的电脑，分别是：0度，10度和15度。 分别给被试呈现不熟悉的材料，避免对材料有熟悉度，每段文字500字。 4. 实验程序 (1) 把被试统一安排在指定教室进行，事先不需要太多的交流。 (2) 指导语：大家好，今天我们要进行一项文字输入的测试。在屏幕中央将会出现一篇文字，请您以最快的速度输入文字。在我说开始后，大家可以开始了。 (3)电脑自动记录被试完成的时间。 (4)进行数据分析。 三、研究者要探讨灯光强度与颜色对反应时的影响，试设计一个2×2实验研究范式。(要求说明实验中自变量、因变量与控制变量，是组间设计还是组内设计，被试如何分组，实验结果如何整理等) 参考答案： 实验设计：采用2×2多因素实验设计。 该实验研究的自变量有两个：灯光强度：分为强、弱两个水平，灯光的颜色：可分为红、绿两种不同颜色的灯光。这样，共有四种实验处理：红色的强光、红色的弱光、绿色的强光、绿色的弱光。 因变量：记录每个被试在不同实验条件下的反应时间。 控制变量：所有被试的练习次数、准备状态、额外动机、年龄以及其他个别差异应保持相等。
雷诺实验(参考内容)
雷诺实验实验报告姓名：史亮 班级：9131011403 学号：913101140327
第4章 雷诺实验 4.1 实验目的 1) 观察层流、紊流的流态及流体由层流变紊流、紊流变层流时的水利特征。 2) 测定临界雷诺数，掌握园管流态判别准则。 3) 学习应用量纲分析法进行实验研究的方法，了解其实用意义。 4.2 实验装置 雷诺实验装置见图4.1。 图4.1 雷诺实验装置图 说明：本实验装置由供水水箱及恒压水箱、实验管道、有色水及水管、实验台、流量调节阀等组成，有色水经有色水管注入实验管道中心，随管道中流动的水一起流动，观察有色水线形态判别流态。专用有色水可自行消色。 4.3 实验原理 流体流动存在层流和紊流两种不同的流态，二者的阻力性质不相同。当流量调节阀旋到一定位置后，实验管道内的水流以流速v 流动，观察有色水形态，如果有色水形态是稳定直线，则圆管内流态是层流，如果有色水完全散开，则圆管内流态是紊流。而定量判别流体的流态可依据雷诺数的大小来判定。经典雷诺实验得到的下临界值为2320，工程实际中可依据雷诺数是否小于2000来判定流动是否处于层流状态。圆管流动雷诺数： e R KQ d Q vd vd ==== ν πνμρ4 （4.1） 式中：ρ──流体密度，kg/cm 3； v ──流体在管道中的平均流速，cm/s ； d ──管道内径，cm ； μ──动力粘度，Pa ?s ；
ν──运动粘度，ρ μ ν= ，cm 2/s ； Q ──流量，cm 3/s ； K ──常数，ν πd K 4 = ，s/cm 3。 4.4 实验方法与步骤 1) 记录及计算有关常数。 管径 d = 1.37 cm, 水温 t = 14.8 ℃ 水的运动粘度 ν=2 000221.00337.0101775 .0t t ++= 0.01147 cm 2/s 常数 ν πd K 4 = = 81.03 s/cm 3 2) 观察两种流态。 滚动有色水塑料管上止水夹滚轮，使有色水流出，同时，打开水箱开关，使水箱充满水至溢流，待实验管道充满水后，反复开启流量调节阀，使管道内气泡排净后开始观察两种流态。关小流量调节阀，直到有色水成一直线 （接近直线时应微调后等待几分钟），此时，管内水流的流态是层流，之后逐渐开大调节阀，通过有色水线形态的变化观察层流转变到紊流的水力特征，当有色水完全散开时，管内水流的流态是紊流。再逐渐关小流量调节阀，观察由紊流转变为层流的水力特征。 3) 测定下临界雷诺数。 I 、 将调节阀打开，使管中水流呈紊流（有色水完全散开），之后关小调节阀，使流量减小。当有色水线摆动或略弯曲时应微调流量调节阀，且微调后应等待稳定几分钟，观察有色线是否为直线，当流量调节到使有色水在全管中刚好呈现出一条稳定的直线时，即为下临界状态；停止调节流量，用体积法或重量法测定此时的流量，测记水温，并计算下临界雷诺数。将数据填入表4.1中。 II 、 测完一组数据后重复上述步骤测定另外2组数据。测定下一组数据前一定要确保开始状态为紊流流态，且调节流量时只能逐步关小而不能回调。测定临界雷诺数必须在刚好呈现出一条稳定直线时测定。为了观察到临界状态，调节流量时幅度要小，每调节阀门一次，均须等待稳定时间几分钟。 4) 测定上临界雷诺数。 当流态是层流时，逐渐开启阀门，使管中水流由层流过度到紊流，当有色水线刚好完全散开时即为上临界状态。停止调节流量，用体积法或重量法测定此时的流量，测记水温，并计算上临界雷诺数。测定上临界雷诺数1-2次。 ★操作要领与注意事项：①、测定下临界雷诺数时，务必先增大流量，确保流态处于紊流状态。之后逐渐减小阀门开度，当有色线摆动时，应停止调节阀门开度，等待1分钟后，观察有色线形态，之后继续微调再等待1分钟，直到有色线刚好为直线时，才是紊流变到层流的下临界状态。注意等待时间要足够，微调幅度要小，否则，测不到临界值。②、只能单一方向调节阀门，不能回调，错过临界点必须重做。③、实验时，不要触碰实验台，以免流动受到外界扰动影响。 4.5 实验成果与分析 记录及计算数据至下表中： 实验次数 有色 水线 形态 体积法测流量 雷诺数R e 阀门开度 备注 水体积V （cm 3 ） 时间T （s ） 流量Q （cm 3 /s ） 1 稳定 900 45.26 19.89 1612 1547测下临界值测定下
雷诺实验带数据处理
雷诺实验 一、实验目的 1. 观察层流和紊流的流态及其转换特征。 2. 通过临界雷诺数，掌握圆管流态判别准则。 3. 掌握误差分析在实验数据处理中的应用。 二、实验原理 1、实际流体的流动会呈现出两种不同的型态：层流和紊流，它们的区别在于：流动过程中流体层之间是否发生混掺现象。在紊流流动中存在随机变化的脉动量，而在层流流动中则没有，如图1所示。 2、圆管中恒定流动的流态转化取决于雷诺数。雷诺根据大量实验资料，将影响流体流动状态的因素归纳成一个无因次数，称为雷诺数Re ，作为判别流体流动状态的准则 4Re Q D πυ = 式中 Q ——流体断面平均流量 , L s D ——圆管直径 , mm υ——流体的运动粘度 , 2m 在本实验中，流体是水。水的运动粘度与温度的关系可用泊肃叶和斯托克斯提出的经验公式计算 36((0.58510(T 12)0.03361)(T 12) 1.2350)10υ--=??--?-+? 式中 υ——水在t C ?时的运动粘度，2m s ； T ——水的温度，C ?。 3、判别流体流动状态的关键因素是临界速度。临界速度随流体的粘度、密度以及流道的尺寸不同而改变。流体从层流到紊流的过渡时的速度称为上临界流速，从紊流到层流的过渡时的速度为下临界流速。 4、圆管中定常流动的流态发生转化时对应的雷诺数称为临界雷诺数，对应
于上、下临界速度的雷诺数，称为上临界雷诺数和下临界雷诺数。上临界雷诺数表示超过此雷诺数的流动必为紊流，它很不确定，跨越一个较大的取值范围。而且极不稳定，只要稍有干扰，流态即发生变化。上临界雷诺数常随实验环境、流动的起始状态不同有所不同。因此，上临界雷诺数在工程技术中没有实用意义。有实际意义的是下临界雷诺数，它表示低于此雷诺数的流动必为层流，有确定的取值。通常均以它作为判别流动状态的准则，即 Re < 2320 时，层流 Re > 2320 时，紊流 该值是圆形光滑管或近于光滑管的数值，工程实际中一般取Re = 2000。 5、实际流体的流动之所以会呈现出两种不同的型态是扰动因素与粘性稳定作用之间对比和抗衡的结果。针对圆管中定常流动的情况，容易理解：减小 D ，减小 ，加大v 三种途径都是有利于流动稳定的。综合起来看，小雷诺数流动趋于稳定，而大雷诺数流动稳定性差，容易发生紊流现象。 6、由于两种流态的流场结构和动力特性存在很大的区别，对它们加以判别并分别讨论是十分必要的。圆管中恒定流动的流态为层流时，沿程水头损失与平均流速成正比，而紊流时则与平均流速的1.75～2.0次方成正比，如图2所示。 7 图1 图2 三种流态曲线
水力学实验报告思考题答案(想你所要)..
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。
雷诺实验实验报告
实验一雷诺实验 一、实验目的 1、观察流体流动时各种流动型态； 2、观察层流状态下管路中流体速度分布状态； 3、测定流动型态与雷诺数Re之间的关系及临界雷诺数值。 二、实验原理概述 流体在流动过程中有两种截然不同的流动状态，即层流和湍流。它取决于流体流动时雷诺数Re值的大小。 雷诺数：Re＝duρ/μ 式中：d－管子内径，m u－流体流速，m/s ρ－流体密度，kg/m3 μ－流体粘度，kg/(m·s) 实验证明，流体在直管内流动时，当Re≤2000时属层流；Re≤4000时属湍流；当Re在两者之间时，可能为层流，也可能为湍流。 流体于某一温度下在某一管径的圆管内流动时，Re值只与流速有关。本实验中，水在一定管径的水平或垂直管内流动，若改变流速，即可观察到流体的流动型态及其变化情况，并可确定层流与湍流的临界雷诺数值。 三、装置和流程 本实验装置和流程图如右图。 水由高位槽1，流径管2，阀5，流量 计6，然后排入地沟。示踪物（墨水）由墨水 瓶3经阀4、管2至地沟。 其中，1为水槽 2为玻璃管 3为墨水瓶 4、5为阀 6为转子流量计
四、操作步骤 1、打开水管阀门 2、慢慢打开调节阀5，使水徐徐流过玻璃管 3、打开墨水阀 4、微调阀5，使墨水成一条稳定的直线，并记录流量计的读数。 5、逐渐加大水量，观察玻璃管内水流状态，并记录墨水线开始波动以及墨水 与清水全部混合时的流量计读数。 6、再将水量由大变小，重复以上观察，并记录各转折点处的流量计读数。 7、先关闭阀4、5，使玻璃管内的水停止流动。再开墨水阀，让墨水流出1～ 2cm距离再关闭阀4。 8、慢慢打开阀5，使管内流体作层流流动，可观察到此时的速度分布曲线呈 抛物线状态。 五、实验数据记录和处理 表1 雷诺实验数据记录
流体力学实验 文丘里实验报告单
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
文丘里管实验设计方案(优选.)
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
流体力学实验文丘里实验报告单
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
雷诺实验及其数据处理
雷诺实验 一、实验目的要求 1．观察层流、紊流的流态及其转捩特征； 2．测定临界雷诺数，掌握圆管流态判别准则； 3．学习古典流体力学中应用无量纲参数进行实验研究的方法，并了解其实用意义。 二、实验装置 实验装置如下图所示：
自循环雷诺实验装置图 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 有色水水管 6 稳水隔板 7 溢流板8 实验管道9 实验流量调节阀 供水流量由无级调速器调控使恒压水箱4始终保持微溢流的程度，以提高进口前水体稳定度。本恒压水箱还设有多道稳水隔板，可使稳水时间缩短到3～5分钟。有色水经有色水水管5注入实验管道8，可据有色水散开与否判别流态。为防止自循环水污染，有色指示水采用自行消色的专用色水。 三、实验原理
流体在管道中流动存在两种流动状态，即层流与湍流。从层流过渡到湍流状态称为流动的转捩，管中流态取决于雷诺数的大小，原因在于雷诺数具有十分明确的物理意义即惯性力与粘性力之比。当雷诺数较小时，管中为层流，当雷诺数较大时，管中为湍流。转捩所对应的雷诺数称为临界雷诺数。由于实验过程中水箱中的水位稳定，管径、水的密度与粘性系数不变，因此可用改变管中流速的办法改变雷诺数。 雷诺数 KQ d Q vd R e === ν πν4 ； K =νπd 4 四、实验方法与步骤 1．测记实验的有关常数。 2．观察两种流态。 打开开关3使水箱充水至溢流水位。经稳定后，微微开启调节阀9，并注入颜色水于实验管内使颜色水流成一直线。通过颜色水质点的运动观察管内水流的层流流态。然后逐步开大调节阀，通过颜色水直线的变化观察层流转变到紊流的水力特征。待管中出现完全紊流后，再逐步关小调节阀，观察由紊流转变为层流的水力特征。 3．测定下临界雷诺数。 ① 将调节阀打开，使管中呈完全紊流。再逐步关小调节阀使流量减小。当流量调节到使颜色水在全管刚呈现出一稳定直线时，即为下临界状态； ② 待管中出现临界状态时，用重量法测定流量； ③ 根据所测流量计算下临界雷诺数，并与公认值(2320)比较。偏离过
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。 (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
实验一 雷诺实验
学号姓名 实验一雷诺实验 一、基本原理 雷诺（Reynolds）用实验方法研究流体流动时，发现影响流动类型的因素除流速u外，尚有管径（或当量管径）d，流体的密度ρ及粘度μ，并且由此四个物理量组成的无因次数群Re=duρ/μ的值是判定流体流动类型的一个标准。 Re<2000~2300时为层流 Re>4000时为湍流 2000 因此确定了温度及流量，即可唯一的确定雷诺数。 数据记录： 五、注意事项 1、雷诺实验要求减少外界干扰，严格要求时应在有避免振动设施的房间内进行，由于条件不具备演示实验也可以在一般房间内进行，因为外界干扰及管子粗细不均匀等原因，层流的雷诺数上界到不了2300，只能到1600左右。 2、层流时红墨水成一线流下，不与水相混。 3、湍流时红墨水与水混旋，分不出界限。 、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 实验设计方案怎么写 首先要知道实验目的，然后找到适合的实验方法，再根据实验方法设计实验步骤（如果是现成的方法更好），根据步骤归纳总结所需要的仪器试剂等，最后按照实验目的，实验原理，实验方法，仪器试剂，实验步骤，数据处理这几部分进行总结即可。 开放实验室管理系统设计方案怎么写 在学校实验室的管理中，发现了一些问题，其中如：在统筹安排各班级上实验课的时间需要人工实现，而且经常会出现同时有多个班级要使用实验室的冲突，并且调课后没有及时通知老师和班级同学。为了方便实验室的管理，我们提出利用网络来管理实验室的上机情况。以学校的网络实验室为背景，开发一个开放实验室管理系统设计方案......... 六.实验室管理信息系统 功能描述： 实验室的使用情况、查看实验信息、增加实验项目、增加实验材料。实验室的管理员通过本系统可以清楚的掌握实验室当时的使用情况；同时管理员还可以通过系统的操作界面清楚地了解其中任何一个实验室的试验信息（例如：实验项目的个数、预约的实验时间、实验项目的名字、所需要的实验器材、实验人数等）；当外界人员需要申请在某一实验室做项目时，管理员可以通过查看实验室的使用情况而合理的给申请者安排做实验的时间；为了方便增加实验项目输入实验信息，在系统中备份一些实验常用的实验器材，但是每个实验对器材的要求是不一样的，在系统中我们可以任意的加进实验所需器材，为了提高管理效率系统将器材分为大型中型和小型三类 学校下周让交一份自己设计的实验方案！基本要求 a、实验题目。（如测量某一物理量） b、写出实验的理论依据及实验公式的推导过程。 c、根据实验要求合理选择所需仪器。 d、实验步骤、注意事项。 e、对结果进行分析，得出结论。 当然不是自己做的也差不多，推荐些网址也行。 实验目的：验证上端开口盛水容器底部小孔出水速度v与小孔离液面高度h之间的关系 实验器材：底部侧面钻有小孔的大容器、米尺、软木塞、铅直器。 实验步骤： 1．用软木塞封闭小孔； 2．将容器置于一定高度H处，并向其中加深度为h的水， 3．拔开软木塞让水流流动一小段时间后再封闭小孔； 4．测量水流最远着地点距小孔正下方的距离L； 5．多次重复1—4步； 6．整理实验器材。 数据处理： 由平抛运动可求水流在空中流动时间，由水平方向可得水流出口速度． 初中物理创新实验设计方案（测量纸片下落的速度） 作者：朱文军文章来源：初中物理点击数：309 更新时间：2008-10-10 一、实验名称：测量纸片下落的速度 二、实验设计思路： 实验“测量纸片下落的速度”所提供的实验器材有卷尺、秒表、纸片，但是采用这些实验器材 雷诺实验带数据处理 雷诺实验 一、实验目的 1. 观察层流和紊流的流态及其转换特征。 2. 通过临界雷诺数，掌握圆管流态判别准则。 3. 掌握误差分析在实验数据处理中的应用。 二、实验原理 1、实际流体的流动会呈现出两种不同的型态：层流和紊流，它们的区别在于：流动过程中流体层之间是否发生混掺现象。在紊流流动中存在随机变化的脉动量，而在层流流动中则没有，如图1所示。 2、圆管中恒定流动的流态转化取决于雷诺数。雷诺根据大量实验资料，将影响流体流动状态的因素归纳成一个无因次数，称为雷诺数Re ，作为判别流体流动状态的准则 4Re Q D πυ = 式中 Q ——流体断面平均流量 , L s D ——圆管直径 , mm υ——流体的运动粘度 , 2m s 在本实验中，流体是水。水的运动粘度与温度的关系可用泊肃叶和斯托克斯提出的经验公式计算 36((0.58510(T 12)0.03361)(T 12) 1.2350)10υ--=??--?-+? 式中 υ——水在t C ?时的运动粘度，2m s ； T ——水的温度，C ?。 3、判别流体流动状态的关键因素是临界速度。临界速度随流体的粘度、密度以及流道的尺寸不同而改变。流体从层流到紊流的过渡时的速度称为上临界流速，从紊流到层流的过渡时的速度为下临界流速。 4、圆管中定常流动的流态发生转化时对应的雷诺数称为临界雷诺数，对应于上、下临界速度的雷诺数，称为上临界雷诺数和下临界雷诺数。上临界雷诺数表示超过此雷诺数的流动必为紊流，它很不确定，跨越一个较大的取值范围。而且极不稳定，只要稍有干扰，流态即发生变化。上临界雷诺数常随实验环境、流动的起始状态不同有所不同。因此，上临界雷诺数在工程技术中没有实用意义。有实际意义的是下临界雷诺数，它表示低于此雷诺数的流动必为层流，有确定的取值。通常均以它作为判别流动状态的准则，即 Re < 2320 时，层流 Re > 2320 时，紊流 该值是圆形光滑管或近于光滑管的数值，工程实际中一般取Re = 2000。 5、实际流体的流动之所以会呈现出两种不同的型态是扰动因素与粘性稳定作用之间对比和抗衡的结果。针对圆管中定常流动的情况，容易理解：减小 D ，减小 ，加大v 三种途径都是有利于流动稳定的。综合起来看，小雷诺数流动趋于稳定，而大雷诺数流动稳定性差，容易发生紊流现象。 6、由于两种流态的流场结构和动力特性存在很大的区别，对它们加以判别并分别讨论是十分必要的。圆管中恒定流动的流态为层流时，沿程水头损失与平均流速成正比，而紊流时则与平均流速的1.75～2.0次方成正比，如图2所示。 双文丘里管优化设计与试验研究 王家新,郝卫东 (山东电力试验研究院,山东 济南 250002) 关键词:电站锅炉;风量测量;双文丘里管 摘 要:阐述了双文丘里管在电站锅炉上的应用,并在试验研究的基础上,对双文丘里管进行优化设计。在电厂进行推广应用,效果良好。 中图分类号:T K313 文献标识码:B 文章编号:1001-9529(2001)07-0044-03 应采用较大起动功率的中间继电器,且不要求动作速度快。针对瓦斯保护误动的特点,重点是加强对瓦斯保护的防雨措施的管理,防止瓦斯保护进水,其次还应在装置选型时,注重选用大功率,动作时间不应太快,动作电压要在60%～70%U n 的瓦斯出口中间继电器。 (3)其他保护误动分析 后备保护的误动主要是元器件损坏、接点卡死、动作时间不准等原因所致。因此,加强保护的定期校验及运行维护是非常重要的,重点检查继电器的接点、螺栓及晶体管集成保护是否出现元器件老化的现象,加强运行监视,及时发现异常,确保后备保护的正常运行。 4 建议 变压器保护的误动大部分是人为因素和制造质量不良造成的,而就目前安徽省普遍采用的电磁型、整流型变压器保护现状来说,要提高变压器保护正确动作率,除应提高各部门人员素质,严格按规程办事,更重要的是还应选择原理先进、技术性能好,质量可靠,具有先进的监视、闭锁、显示、录波手段的微机变压器保护,利用其保护动作后的录波、打印功能,可以帮助分析保护动作行为,大量减少重复性误动情况发生;利用其能实时显示差动保护差回路电流以及各相电流的大小及相位的功能,可直观判断T A的极性是否正确,避免因T A极性接错;利用其能在TA断线时闭锁装置防误动的功能,在TA回路不正常时,发出闭锁信号将装置闭锁,保护人员及时处理,能大大消除上述差动保护的误动;其很强的检测功能,能实时检测装置内部各元器件状况,甚至是出口继电器的损坏,可以大量减少装置元器件的损坏造成的保护误动,也是电磁性、整流型保护无法做到的。因此,建议今后在系统中推广使用微机型变压器保护。 收稿日期:2001-04-06 通过各种风量测量装置的试验比较,并借鉴国内外各种测风装置的特性,我们研制出一种性能优良的双文丘里测速管,并根据现场使用情况,总结出一套在气流条件差的情况下使用的方法,取得了满意的效果。 1 双文丘里管优化设计及试验分析 (1)双文丘里测速管 双文丘里管是利用两只大小不同、型线相似的圆形文丘里管在同一轴线上套装而成,如图1所示。其负压测点取在内文丘里喉部,通过该信号与风道内气流的静压或全压比较产生压差来进行测量。双文丘里管也属于局部面积流量测量装置,同样具有体积小、阻力小、安装方便等特点。除此之外,其信号放大倍数高,测量信号与气流速度的线性关系较好,提高了测量的准确性,因此是目前电站锅炉上较为理想的风量测量装置。但其信号敏感大,对测量气流的均匀性、稳定性要求较高,因此仍需改进,才能进一步发挥其优势。 (2)双文丘里管优化设计 双文丘里管为两只同一轴线上的单文丘里管嵌套而成,空气在其内部流动状态复杂,影响因素很多。 气流在双文丘里管内的流动状态至关重要,直接影响双文丘里管的性能。文丘里管的喉部作为收缩段与扩压段的连接部分,需把两种状态的 44 华东电力2001年第7期文丘里管实验-陈娟
实验设计方案怎么写
雷诺实验带数据处理教学文案
双文丘里管优化设计与试验研究