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自循環(huán)文丘里實(shí)驗(yàn)說(shuō)明書(shū)

一、自循環(huán)文丘里實(shí)驗(yàn)說(shuō)明書(shū)-實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
1.了解文丘里流量計(jì)的工作原理,掌握文丘里流量計(jì)的水力特性。
2.觀(guān)察文丘里管壓力水頭、速度水頭的沿程變化,加深對(duì)伯努利方程的理解。
3.測(cè)定文丘里管流量系數(shù),掌握應(yīng)用文丘里流量計(jì)量測(cè)管道流量和氣—水多管壓差計(jì)量測(cè)壓差的技術(shù)。
二、實(shí)驗(yàn)裝置
文丘里流量計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示。
文丘里流量計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置圖
1.自循環(huán)供水器   2.實(shí)驗(yàn)臺(tái)   3.可控硅無(wú)級(jí)調(diào)速器(本裝置無(wú))    4.恒壓水箱  5.溢流板   6.穩(wěn)水孔板   7.文丘里管  8.測(cè)壓計(jì)氣閥(F1、F2)  9.測(cè)壓計(jì)  10.滑尺  11.多管壓差計(jì)  12.實(shí)驗(yàn)流量調(diào)節(jié)閥
三、實(shí)驗(yàn)原理
流體流徑文丘里管時(shí),根據(jù)連續(xù)性方程和伯努利方程
(常數(shù))
(常數(shù))
得不計(jì)阻力作用時(shí)的文丘里管過(guò)水能力關(guān)系式(1、2斷面)

由于阻力的存在,實(shí)際通過(guò)的流量恒小于。引入一無(wú)量綱系數(shù)稱(chēng)為流量系數(shù)),對(duì)計(jì)算所得的流量值進(jìn)行修正。


在實(shí)驗(yàn)中,測(cè)得流量和測(cè)壓管水頭差,即可求得流量系數(shù)一般在0.92~0.99之間。
上式中 —儀器常數(shù)

—兩斷面測(cè)壓管水頭差

用氣—水多管壓差計(jì)或電測(cè)儀測(cè)得,氣—水多管壓差計(jì)測(cè)量原理如下圖所示。 

氣—水多管壓差計(jì)原理圖
根據(jù)流體靜力學(xué)方程




由圖可知
式中,、、、分別為各測(cè)壓管的液面讀數(shù)。
四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟
1.測(cè)記各有關(guān)常數(shù)。   
2.打開(kāi)測(cè)壓架上部排氣閥F1、F2,往測(cè)壓管2、3內(nèi)注水至刻度值24.5cm左右,關(guān)閉(擰緊)排氣閥F1、F2。
3.開(kāi)啟水泵電源,給恒壓水箱供水。
4.排氣。待溢流之后,對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行排氣,方法為:連續(xù)開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)流量調(diào)節(jié)閥12數(shù)次,排盡實(shí)驗(yàn)管道內(nèi)氣體;觀(guān)測(cè)傳感器一端連接管內(nèi)是否有氣泡,若有,關(guān)閉實(shí)驗(yàn)流量調(diào)節(jié)閥12,打開(kāi)電測(cè)儀端排氣閥,待連續(xù)出水,管道內(nèi)無(wú)氣泡即可。排氣完畢,關(guān)閉實(shí)驗(yàn)流量調(diào)節(jié)閥12。
5.測(cè)壓架調(diào)平及電測(cè)儀調(diào)零。在恒壓水箱內(nèi)水位恒定(溢流)、關(guān)閉實(shí)驗(yàn)流量調(diào)節(jié)閥12狀態(tài)下,打開(kāi)測(cè)壓架上部排氣閥F1、F2,觀(guān)測(cè)測(cè)管h1、h4讀數(shù)是否相等,(允許有1mm誤差),不平需調(diào)平,待調(diào)平之后,關(guān)閉(擰緊)排氣閥F1、F2;同時(shí)對(duì)電測(cè)儀進(jìn)行調(diào)零。
6.調(diào)節(jié)各測(cè)管水柱高度。在恒壓水箱內(nèi)水位恒定(溢流)狀態(tài)下,全開(kāi)實(shí)驗(yàn)流量調(diào)節(jié)閥12,此時(shí)測(cè)壓架內(nèi)測(cè)壓管1、3水位上升,2、4水位下降。若h1比h3高,適當(dāng)開(kāi)啟測(cè)壓架上部排氣閥F1,待h1≈h3,迅速擰緊排氣閥F1,反之,重復(fù)步驟5;若h4比h2高,適當(dāng)開(kāi)啟測(cè)壓架上部排氣閥F2,待h2≈h4,迅速擰緊排氣閥F2,反之,重復(fù)步驟5;若在實(shí)驗(yàn)流量調(diào)節(jié)閥12全開(kāi)狀態(tài)下,測(cè)壓管1、3水位過(guò)高,或者測(cè)壓管2、4水位過(guò)低,導(dǎo)致讀數(shù)不在滑尺讀數(shù)范圍之內(nèi),可適當(dāng)關(guān)小實(shí)驗(yàn)流量調(diào)節(jié)閥12,保證測(cè)壓管1、2、3、4讀數(shù)都在滑尺讀數(shù)范圍之內(nèi)。
7.實(shí)驗(yàn)開(kāi)始,待水流穩(wěn)定后,讀取各測(cè)壓管的液面讀數(shù)h1、h2、h3、h4,并用體積法或重量法測(cè)定流量;逐次關(guān)小流量調(diào)節(jié)閥12,改變流量7~9次,重復(fù)上述步驟。注意調(diào)節(jié)閥門(mén)應(yīng)緩慢,如測(cè)管內(nèi)液面波動(dòng)時(shí),應(yīng)取時(shí)均值。
 
五、實(shí)驗(yàn)記錄及計(jì)算
1.記錄計(jì)算有關(guān)常數(shù)                         實(shí)驗(yàn)裝置臺(tái)號(hào)No.________
________cm           ________cm
水溫t________℃         水運(yùn)動(dòng)粘度 v________cm 2/s
2.實(shí)驗(yàn)記錄表

次數(shù) 測(cè)壓管讀數(shù)(cm) 水量
(cm3)
測(cè)量時(shí)間
(s)
h1 h2 h3 h4
1            
2            
3            
4            
5            
6            
7            
8            
 3. 實(shí)驗(yàn)計(jì)量表                                    
K=________cm2.5/s

次數(shù)
(cm3/s)

(cm)
Re
(cm3/s)
 
1          
2          
3          
4          
5          
6          
7          
8          
4.繪制與Re~曲線(xiàn)圖。
六、實(shí)驗(yàn)分析與討論
1.本實(shí)驗(yàn)中,影響文丘里管流量系數(shù)大小的因素有哪些?哪個(gè)因素最敏感?對(duì)本實(shí)驗(yàn)的管道而言,若因加工精度影響,誤將值取代值時(shí),本實(shí)驗(yàn)在最大流量下的值將變?yōu)槎嗌伲?br /> 2.為什么計(jì)算流量與實(shí)際流量不相等?
3.文丘里流量計(jì)能否傾斜安裝,為什么?


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