武漢大學(xué)文丘里及孔板流量實(shí)驗(yàn)(終極版).doc
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武漢大學(xué)文丘里及孔板流量實(shí)驗(yàn)(終極版).doc
大學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院:水利水電學(xué)院 專業(yè) :水利水電工程 2013年 5月 20 日 實(shí)驗(yàn)名稱文丘里流量計(jì)及孔板流量計(jì)率定實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師姓名Xxx年級(jí)20xx級(jí)學(xué)號(hào)20xxxxxxxxxx成績(jī)100一、預(yù)習(xí)部分1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 實(shí)驗(yàn)基本原理3 主要儀器設(shè)備(含必要的元器件、工具)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1) 了解文丘里流量計(jì)和孔板流量計(jì)的原理及其實(shí)驗(yàn)裝置。(2) 繪出壓差與流量的關(guān)系曲線,確定文丘里流量計(jì)和孔板流量計(jì)的流量系數(shù)值。二、實(shí)驗(yàn)基本原理: 文丘里流量計(jì)是在管道中常用的流量計(jì),它包括收縮段、喉管、擴(kuò)散段三部分。由于喉管過水?dāng)嗝娴氖湛s,該斷面水流動(dòng)能加大,勢(shì)能減小,造成收縮段前后斷面壓強(qiáng)不同而產(chǎn)生的勢(shì)能差。此勢(shì)能差可由壓差計(jì)測(cè)得??装辶髁坑?jì)原理與文丘里流量計(jì)相同,根據(jù)能量方程以及等壓面原理可得出不計(jì)阻力作用時(shí)的文丘里流量計(jì)(孔板流量計(jì))的流量計(jì)算公式:其中: 對(duì)于文丘里流量計(jì):對(duì)于孔板流量計(jì):根據(jù)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備條件,管道的實(shí)測(cè)流量Q實(shí)由體積法測(cè)出。在實(shí)際液體中,由于阻力的存在,水流通過文丘里流量計(jì)(或孔板流量計(jì))時(shí)有能量損失,故實(shí)際通過的流量Q實(shí)一般比Q理稍小,因此在實(shí)際應(yīng)用時(shí),上式應(yīng)予以修正,實(shí)測(cè)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(shí)驗(yàn)儀器:量筒、秒表溫度計(jì)各一個(gè),其他設(shè)備如下圖所示:二、實(shí)驗(yàn)操作部分 1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、表格及數(shù)據(jù)處理2 實(shí)驗(yàn)操作過程(可用圖表示)3 結(jié)論四、實(shí)驗(yàn)步驟(1) 熟悉儀器,記錄管道直徑D和d。(2) 啟動(dòng)抽水機(jī),打開進(jìn)水開關(guān),使水進(jìn)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(jì)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(cè)各次流量相應(yīng)的壓差值。共做10次。用體積法測(cè)量流量。五、實(shí)驗(yàn)過程注意事項(xiàng)(1) 改變流量時(shí),需待開關(guān)改變后,水流穩(wěn)定(至少35分鐘),方可記錄。(2) 當(dāng)管內(nèi)流量較大時(shí),測(cè)壓管內(nèi)水面會(huì)有波動(dòng)現(xiàn)象。應(yīng)讀取波動(dòng)水面的最高與最低讀數(shù)的平均值作為該次讀數(shù)。六、實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果:如下表七、實(shí)驗(yàn)結(jié)論: 由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得壓差和流量的關(guān)系曲線如下圖: 三、實(shí)驗(yàn)效果分析(包括儀器設(shè)備等使用效果)八、實(shí)驗(yàn)成果的評(píng)價(jià) 本實(shí)驗(yàn)過程中,我們認(rèn)真做了8次實(shí)驗(yàn),得到了8組數(shù)據(jù)。但是其中有一個(gè)問題是流量太大是不能讀數(shù)。實(shí)驗(yàn)過程比較順利,在誤差允許的范圍內(nèi)實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果能夠表示文丘里流量計(jì)和孔板流量計(jì)的流量系數(shù)值。九、誤差分析1、有時(shí)水流不是很穩(wěn)定導(dǎo)致誤差;2、讀數(shù)時(shí)尺子沒有很好地對(duì)齊實(shí)驗(yàn)管子導(dǎo)致讀書誤差;3、管道中氣泡未能排盡導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差;4、體積法測(cè)流量時(shí)可能有部分水濺出而導(dǎo)致誤差。十、思考題(1)若文丘里流量計(jì)和孔板流量計(jì)傾斜放置,測(cè)壓管水頭是否變化?為什么?答 對(duì)于文丘里流量計(jì):,對(duì)于孔板流量計(jì) :h= h3-h4+ h5-h6。1. 式中,、h3、h4、 h5、h6分別為各測(cè)壓管的液面讀數(shù)。因此,無論文丘里流量計(jì)是否傾斜安裝,對(duì)測(cè)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(gè)壓強(qiáng)大?為什么?答:收縮斷面前壓強(qiáng)較大。因?yàn)樵谑湛s斷面后管道擴(kuò)大形成漩渦,產(chǎn)生負(fù)壓。(3)孔板流量計(jì)的測(cè)壓管水頭差為什么是h3-h4+h5-h6?試推導(dǎo)之。 答:孔板流量計(jì)的測(cè)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(jì)的水頭差為h= h3-h4+ h5-h6。(4)實(shí)測(cè)的值大于1還是小于1? 答:實(shí)測(cè)< 1,實(shí)際流體粘性引起阻力損失,從而減小過流能力。所以< 1。(5)每次測(cè)出的流量系數(shù)值是否是常數(shù)?若不是則與哪些因素有關(guān)? 答:由測(cè)量計(jì)算數(shù)據(jù)可知不是常數(shù),與流量Q的變化有關(guān)。教師評(píng)語指導(dǎo)教師 年 月 日