武漢大學文丘里及孔板流量實驗(終極版).doc

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大學教學實驗報告 學院：水利水電學院 專業(yè) ：水利水電工程 2013年 5月 20 日 實驗名稱 文丘里流量計及孔板流量計率定實驗 指導教師 姓名 Xxx 年級 20xx級 學號 20xxxxxxxxxx 成績 100 一、預習部分 1． 實驗目的 2． 實驗基本原理 3． 主要儀器設(shè)備（含必要的元器件、工具） 一、實驗目的： (1) 了解文丘里流量計和孔板流量計的原理及其實驗裝置。 (2) 繪出壓差與流量的關(guān)系曲線，確定文丘里流量計和孔板流量計的流量系數(shù)值。 二、實驗基本原理： 文丘里流量計是在管道中常用的流量計，它包括收縮段、喉管、擴散段三部分。由于喉管過水斷面的收縮，該斷面水流動能加大，勢能減小，造成收縮段前后斷面壓強不同而產(chǎn)生的勢能差。此勢能差可由壓差計測得。 孔板流量計原理與文丘里流量計相同，根據(jù)能量方程以及等壓面原理可得出不計阻力作用時的文丘里流量計（孔板流量計）的流量計算公式： 其中： 對于文丘里流量計： 對于孔板流量計： 根據(jù)實驗室設(shè)備條件，管道的實測流量Q實由體積法測出。 在實際液體中，由于阻力的存在，水流通過文丘里流量計（或孔板流量計）時有能量損失，故實際通過的流量Q實一般比Q理稍小，因此在實際應用時，上式應予以修正，實測流量與理想液體情況下的流量之比稱為流量系數(shù)，即 三、實驗儀器：量筒、秒表溫度計各一個，其他設(shè)備如下圖所示： 二、實驗操作部分 1． 實驗數(shù)據(jù)、表格及數(shù)據(jù)處理 2． 實驗操作過程（可用圖表示） 3． 結(jié)論 四、實驗步驟 （1） 熟悉儀器，記錄管道直徑D和d。 （2） 啟動抽水機，打開進水開關(guān)，使水進入水箱，并使水箱保持溢流，使水位恒定。 （3） 檢查尾閥K，壓差計液面是否齊平，若不平，則需排氣調(diào)平。 （4） 調(diào)節(jié)尾閥K，依次增大流量和依次減小流量。量測各次流量相應的壓差值。共做10次。用體積法測量流量。 五、實驗過程注意事項 （1） 改變流量時，需待開關(guān)改變后，水流穩(wěn)定（至少3～5分鐘），方可記錄。 （2） 當管內(nèi)流量較大時，測壓管內(nèi)水面會有波動現(xiàn)象。應讀取波動水面的最高與最低讀數(shù)的平均值作為該次讀數(shù)。 六、實驗數(shù)據(jù)，表格及數(shù)據(jù)處理 （1） 有關(guān)常數(shù)圓管直徑D= 1.9 cm，圓管直徑d= 1 cm 。 （2） 實驗數(shù)據(jù)及計算結(jié)果：如下表 七、實驗結(jié)論: 由實驗數(shù)據(jù)可得壓差和流量的關(guān)系曲線如下圖： 三、實驗效果分析（包括儀器設(shè)備等使用效果） 八、實驗成果的評價 本實驗過程中，我們認真做了8次實驗，得到了8組數(shù)據(jù)。但是其中有一個問題是流量太大是不能讀數(shù)。實驗過程比較順利，在誤差允許的范圍內(nèi)實驗所得結(jié)果能夠表示文丘里流量計和孔板流量計的流量系數(shù)值。 九、誤差分析 1、有時水流不是很穩(wěn)定導致誤差； 2、讀數(shù)時尺子沒有很好地對齊實驗管子導致讀書誤差； 3、管道中氣泡未能排盡導致實驗誤差； 4、體積法測流量時可能有部分水濺出而導致誤差。 十、思考題 （1）若文丘里流量計和孔板流量計傾斜放置，測壓管水頭是否變化？為什么？ 答 對于文丘里流量計：，對于孔板流量計 ：Δh= h3-h4+ h5-h6。 1. 式中，、h3、h4、 h5、h6分別為各測壓管的液面讀數(shù)。因此，無論文丘里流量計是否傾斜安裝，對測壓管讀數(shù)都不影響。 （2）收縮斷面前與收縮斷面后相比，哪一個壓強大？為什么？ 答：收縮斷面前壓強較大。因為在收縮斷面后管道擴大形成漩渦，產(chǎn)生負壓。 （3）孔板流量計的測壓管水頭差為什么是h3-h4+h5-h6？試推導之。 答：孔板流量計的測壓管水頭差為3管和6管的總水頭差。3、4兩管的水頭差為h3-h4，而4、5兩管相通，所以3、5兩管的水頭差為h3-h4，5、6兩管水頭差為h5-h6，由此可以得到，孔板流量計的水頭差為Δh= h3-h4+ h5-h6。 （4）實測的μ值大于1還是小于1？ 答：實測μ< 1，實際流體粘性引起阻力損失，從而減小過流能力。所以μ< 1。 （5）每次測出的流量系數(shù)μ值是否是常數(shù)？若不是則與哪些因素有關(guān)？ 答：由測量計算數(shù)據(jù)可知μ不是常數(shù)，與流量Q的變化有關(guān)。 教 師 評 語 指導教師 年 月 日