实验一、流体静力学实验

实验目的

1.掌握用液式测压及测量流体静压强的技能。

2.验证不可压缩流体静力学基本方程，加深对位置水头，压力水头和测压管水头的理解。

3.观察真空度（负压）的生产过程，进一步加深对真空度的理解。

4.测量油的相对密度。

5.通过对诸多流体静力学现象的实验分析，进一步提高解决静力学实际问题的能力。

实验环境

常温室内

实验注意事项

1.用打气球加压，减压需缓慢，以防液体溢出及油滴吸附在管壁上。打气后务必关闭加压气球下端的阀门，以防漏气。

2.在实验过程中，装置的气密性要求保持良好。

实验步骤

1.了解仪器的组成及其用法，包括：

（1）各阀门的开关。

（2）加压的方法：关闭所有阀门，然后用打气球充气。

（3）减压方法：开启筒底减压放水阀们11放水

（4）检查仪器是否密封：加压后检查测压管1,2,8的夜面高程是否恒定。若下降，则查明原因并加以处理。

2.记录仪器编号及各常数。

3.进行实验操作，记录并处理数据。完成表1-1及表1-2。

4.量测点静压强。

（1）打开通气阀4（此时po=0），记录水箱液面高标▽0和测压管的液面标高▽H（此时▽o=▽H）

（2）打开通气阀4及截止阀7，用打气球加压使po>0,测记▽o及▽H。

（3）打开减压放水阀11，使p_o<0(要求其中一次p_B<0,即▽H<▽B),测记▽0及▽H。

5.测出测压管6插入水杯中水的深度。

6.测定油的相对密度do。

（1）开启通气阀4，测记▽0.

（2）关闭通气阀4，用打气球加压（p_o>0）,|微调放气螺母使U型管中水面与液面齐平，测记▽0及▽H（此过程反复进行3次）。

（3）打开通气阀4，待液面稳定后，关闭所有阀门，然后开启减压放水阀11降压（po<0），使U型管中水面与油面相齐平，测记▽0及▽H（此过程反复进行3次）。

实验结论与数据

表1-1  流体静压强测量记录及计算表

表1-2  油相对密度测量记录及计算表

实验心得

通过这次试验，让我更深刻的体会到了流体静力学的奥妙，也验证了流体在重力作用下的平衡作用，很好的将基本理论与实验联系起来，也对相关公式有了更深的理解，更再次体会到了团队合作的重要性。

                                        实验二、 文丘里流量计实验

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。

实验环境

常温室内

实验注意事项

调节阀门要缓慢

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h₁、h₂、h₃、h₄，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。

实验结论及数据

1、记录有关常数

 d₁=   1.50   ㎝,   d₂=  0.86   ㎝,    测针筒直径D=    6    cm

2、记录测量值

实验数据计算

   1、计算原理

   Q_实际的测量方法是体积法，计算公式为：

     （其中：V=πR²×(h₄－h₃)，V、t值见上表。）

Q_理论的值由式（3）算得，文丘里管流量系数m由式（5）算得。

   2、计算结果

 

                    = 27.216

实验心得

通过这次试验……………………………………………………..。

实验三、局部水头损失实验

实验目的

1.掌握三点法、四点法量测局部阻力系数的技能；

2.通过对圆管突扩局部阻力系数的包达公式和突缩局部阻力系数的经验公式的实验验证与分析，熟悉用理论分析法和实验法建立函数式的途径；

3.加深对局部阻力损失机理的理解

实验环境

常温室内

实验注意事项

1.打开电源供水，排除实验管道中的滞留气体。检查测压管液面是否齐平。

2.实验完成后关闭泄水阀，检查测压管液面是否齐平。

实验步骤

1.熟悉有关仪器，记录有关参数。

2.打开电源供水，带水箱溢流恒定后全开流量调节阀，排除实验管道中的滞留气体。管道内气体排净后关闭流量调节阀，检查测压管液面是否齐平‘

3.全开流量调节阀，待流量稳定后，测记测压管读数，同时用体积法测记流量，并计算通过各管道的流速，同时读取测压管液面读数。

4.调节流量调节阀开度，逐级放大流量，重复步骤3，测试5组流量，并计入表中。

实验完成后关闭泄水阀，检查测压管液面是否齐平，否则，需重做。齐平后关闭电源，将仪器恢复到实验前状态。

实验结论与数据

1.记录计算有关参数、常数

测点管段直径：0.96 cm，1.97 cm，0.98cm，

测点间距：12cm，24cm，12cm，6cm，6cm，6cm

2.实验数据记录表：

实验数据计算表：

实验心得

通过这次试验……………………………………………………..。

实验四、沿程水头损失实验

实验目的

1.加深理解圆管层流和紊流的沿程水头损失随流速变化的规律。

2.掌握管道沿程水头损失的测量方法。

3.掌握管道沿程阻力系数的测量技术及压差计的测量方法。

4.分析沿程阻力系数与雷诺数Re的关系。  

实验环境

常温室内

实验注意事项

测压架端软管排气是需排净

实验步骤

 （一）实验准备

1.检查实验装置。看实验设备是否连接完善。

2.开启所有阀门，（包括进水阀、旁通阀、流量调节阀）。

3.打开防尘罩，通电。

4.排气。

1)      测压架端软管排气：连续开关旁通阀数次，待水从测压架中经过即可。排气完毕，打开旁通阀。若测压管内水柱过高，可打开测压架顶部放气阀，（所有阀门都打开，）水柱自动降落，至正常水位拧紧放气阀即可。

2)      传感器端软管排气：关闭流量调节阀，打开传感器端排气阀，传感器内连续出水，关闭排气阀，排气完成。

3)      关闭流量调节阀，观察测压架内两水柱是否齐平，不平，找出原因并排除；齐平，实验准备完成，实验开始。

（二）层流实验

5.全开进水阀、旁通阀，微开流量调节阀，当实验管道两点压差小于2cm(夏天)~3cm（冬天）时，管道内呈层流状态，待压力稳定，测量流量、温度、测压管内压差。

6.改变流量3~5次，重复上述步骤。其中第一次实验压差，逐次增加。

（三）紊流实验

7.关闭流量调节阀，将电测仪读数（即管道两测点压差）调零。

8.夹紧测压架两端夹子，防止水流经测压架。

9.全开流量调节阀、进水阀，适当关小旁通阀开度，增大实验管道内流量，待流量稳定之后，测量流量、温度、电测仪读数（即实验管道两测点压差）。

10.改变流量3~5次，重复上述步骤。其中第一次实验压差 ，逐次增加，直至流量最大。

（四）实验完成，打开所有阀门，关闭电源。

实验结论及数据

1．记录有关常数 　　　　　　　　　　　　　　　

圆管直径0.65  测量段长度     

常数=1.65

2．实验记录及计算表

计算原理：

Re=d/=4Q/πd

=0.01775/（1+0.0337T+0.000221²T²）

=4Q/πd²         g=980cm/s²

、保留四到五位有效数字。K保留三位。Re为整数。其余两位。

实验心得

通过实验………………………………..。

实验五、孔口管嘴出流实验

  实验目的

1.理解射流与孔口出流的特点。

2.掌握管嘴出流的水力现象。

3.灵活应用静力学的基本知识，由测压管读数推求作用水头。

4.掌握孔口、管嘴出流的流量计算公式与流量系数的大小。                                      

实验环境

常温室内

实验注意事项

开始实验室需要等到水流稳定。

实验步骤

1.熟悉实验仪器，记录有关参数。

2.启动电源供水，待水箱溢流稳定后打开圆角形管嘴1，液面稳定后测量恒定液面高程的标尺读数H1，采用时间体积法测量流量Q,完毕后堵塞圆角形管嘴1。

3.打开圆柱形管嘴2，测量恒定液面高程的标尺读数H1及流量Q,观察和测量圆柱形管嘴出流时的真空度，由测压管液面水位得到，完毕后堵塞圆柱形管嘴2。

4.打开圆柱形管嘴3，测量恒定液面高程的标尺读数H1及流量Q,完毕后堵塞圆柱形管嘴3。

5.打开孔口4，观察孔口出流现象，测量恒定液面高程的标尺读数H1及流量Q。松开孔口两边的移动触头螺丝，先移动一边触头将其与水股切向后旋紧螺丝，再移动另一边触头使之与水股切向接触并旋紧螺丝，然后用挡水旋板关闭孔口，用游标卡尺测量触头间距，即为射流直径。

6.关闭电源，将仪器恢复到实验前状态。

实验结论及数据

1.记录计算有关参数

圆角形管嘴d1=1.19cm，圆柱形嘴d2=1.20cm，圆锥形嘴d3=1.19cm；

出口高程读数Z3=Z4=12cm，出口高程读数Z1=Z2=19cm；

孔口d4=1.20cm。

2.实验记录与计算

实验心得

通过实验………………………………..。

 

第二篇：流量计实验报告(中石大华东)

实验三、流量计实验

一、实验目的（填空）

1．掌握孔板 、文丘利节流式流量计的工作原理及用途；

2．测定孔板流量计的流量系数，绘制流量计的  校正曲线   ；

3．了解两用式压差计    的结构及工作原理，掌握其使用方法。

二、实验装置

1、在图1-3-1下方的横线上正确填写实验装置各部分的名称：

本实验采用管流综合实验装置。管流综合实验装置包括六根实验管路、电磁流量计、文丘利流量计、孔板流量计，其结构如图1-3-1示。

F1—— 文丘利流量计      ； F2——   孔板流量计   ；F3——电磁流量计   ；

C——量水箱 ；  V—— 阀门 ； K——  局部阻力实验管路          

图1-3-1  管流综合实验装置流程图

说明：本实验装置可以做流量计、沿程阻力、局部阻力、流动状态、串并联等多种管流实验。其中V8为局部阻力实验专用阀门，V10为排气阀。除V10外，其它阀门用于调节流量。

另外，做管流实验还用到汞-水压差计（见附录A）。

三、实验原理

1．文丘利流量计

文丘利管是一种常用的量测有压管道  流量       的装置，见图1-3-2属压差式流量计。它包括收缩段、喉道和扩散段三部分，安装在需要测定流量的管道上。在收缩段进口断面1-1和喉道断面2-2上设测压孔，并接上比压计，通过量测两个断面的  测压管水头压力差  ，就可计算管道的理论流量 Q ，再经修正得到实际流量。

2．孔板流量计

如图1-3-3，在管道上设置孔板，在流动未经孔板收缩的上游断面1-1和经孔板收缩的下游断面2-2上设测压孔，并接上比压计，通过量测两个断面的测压管水头差        ，可计算管道的理论流量 Q ，再经修正得到实际流量。孔板流量计也属压差式流量计，其特点是结构简单。

图1-3-2 文丘利流量计示意图                       图1-3-3 孔板流量计示意图

3．理论流量

水流从1-1断面到达2-2断面，由于过水断面的收缩，流速增大，根据恒定总流能量方程，若不考虑  水头损失       ，速度水头的增加等于测压管水头的减小（即比压计液面高差），因此，通过量测到的建立了两断面平均流速v₁和v₂之间的一个关系：

如果假设动能修正系数，则最终得到理论流量为：

式中 ，，为孔板锐孔断面面积。

4．流量系数

（1）流量计流过实际液体时，由于两断面测压管水头差中还包括了因  粘性       造成的水头损失，流量应修正为：

其中，称为流量计的流量系数。

（2）流量系数除了反映粘性的影响外，还包括了在推导理论流量时将断面  动能修正系数      、近似取为1.0带来的误差。

（3）流量系数还体现了缓变流假设是否得到了严格的满足这个因素。对于文丘利流量计，下游断面设置在喉道，可以说缓变流假设得到了严格的满足。而对于孔板流量计        ，因下游的收缩断面位置随流量而变，而下游的量测断面位置是固定不变的，所以缓变流假设往往得不到严格的满足。

（4）对于某确定的流量计，流量系数取决于流动的雷诺数       ，但当雷诺数较大（流速较高）时，流量系数基本不变。

四、实验要求

1．有关常数：

                                  实验装置编号：No.   5     

孔板锐孔直径：=  2.744      cm；面积：A= 5.914      ；

系数：=    261.823         

2．实验数据记录及处理见表1-3-1。

表1-3-1   实验数据记录及处理表

3．以其中一组数据写出计算实例。（以第一组数据为例）

（1）汞柱差：

（2）水头差：=

（3）流量（cm³/s）：=

（4）=

(5)流量系数：=

4.制孔板流量计的校正曲线图

五、实验步骤   正确排序 

（4 ）．将两用式压差计上部的球形阀关闭，并把V9完全打开，待水流稳定后，接通电磁流量计的电源（接通电磁流量计前务必使管路充满水）记录电磁流量计、压差计的读数；

（1 ）．熟悉管流实验装置，找出本次实验的实验管路（第4、6根实验管）；

（6 ）．实验完毕后，依次关闭V9、孔板的两个球形阀，打开两用式压差计上部的球形阀。

（3 ）．再打开孔板的两个球形阀门，检查汞-水压差计左右两汞柱液面是否在同一水平面上。若不平，则需排气调平；

（2 ）．进水阀门V1完全打开，使实验管路充满水。然后打开排气阀V10排出管内的空气，待排气阀有水连续流出（说明空气已经排尽），关闭该阀；

（5 ）．按实验点分布规律有计划地逐次关小V9，共量测12组不同流量及压差；

六、注意事项

1．本实验要求2-3人协同合作。为了使读数的准确无误，读压差计、调节阀门、测量流量的同学要  互相配合      ；

2．读取汞-水压差计的凸      液面；

3．电磁流量计通电前，务必保证管路   充满水    ；

4．不要启动与本实验中   无关     的阀门。

七、问题分析

1．在实验前，有必要排尽管道和压差计中的空气吗？为什么？

答：有必要。如果排不尽管道中的空气，会使测得的流量有误差，会影响实验结果；如果不排尽压差计中的空气，汞柱上下浮动大，影响读数，读出的汞柱高度会有误差，也会影响实验结果。

2．压差计的液面高度差是否表示某两断面的测压管水头差？怎样把汞-水压差计的压差换算成相应的水头差？

3．答：否，因为，则，可以通过上式进行换算。

3．文丘利流量计和孔板流量计的实际流量与理论流量有什么差别，这种差别是由哪些因素造成的？

答：理论流量大于实际流量。当实际流体运动时，由于实际流体具有粘性，流体与管壁、流体与流体之间均有摩擦阻力，有局部损耗，所以实际流体运动时有能量损失。而理论流量是假定流体运动时无能量损耗，且动能修正系数取1。

八、心得体会

    通过本次试验掌握了孔板、文丘利节流式流量计的工作原理及用途并了解了两用式压差计的结构及工作原理，掌握了其使用方法；熟悉了管流试验装置并学会操作。在实验过程中由于缺乏耐心，未等到示数稳定后再读数，所以导致记录数据偏大，造成较大的实验误差。所以在以后的实验中要认真完成各个操作，耐心记录。最后感谢老师的悉心指导。