文丘里流量计标定实验

一．实验目的

  1. 了解文丘里流量计的构造、工作原理和主要特点；
  2. 掌握流量计的标定方法；
  3. 用直接容量法对文丘里流量计进行标定。
　

二．实验原理

     流体流过文丘里流量计时，由于喉部流速大压强小，文氏管前端与喉部产生压差，此差值可用倒U型压差计或单管压差计测出，而压强差与流量大小有关。在文丘里流量计入口处取Ⅰ～Ⅰ断面,在其喉部收缩段处取Ⅱ～Ⅱ断面,由于流量计系水平放置,则可列出上述两段面的能量方程如下（不计水头损失)：
                        （1）
    根据连续性方程可得:
         
    即  
    代入式(1)，可得计算流量的公式如下:
       

    或
    式中 为两断面测压管水头差，亦即测压计内的液面高差。
    令                     （2）
    上式可写成                （3）
    因此，测出测压计水位高差后，即可求出计算流量。
    由于实际上所取的两断面之间存在着水头损失，所以实际流量，一般要略小于计算流量，如令：
                                             （4）
    则μ是一小于1的数，称为文丘里流量计的流量系数。
    本实验的目的就是用实验的方法，确定流量系数μ的具体数值。实际流量用电子流量计测定。
   
三．实验装置   

    如图所示，本实验台采用架式排列，两组一套，分别由两台水泵自成循环系统。

                   图3-3 文丘里流量计校正实验装置
　

四．实验步骤
 

1. 准备工作
  （1）记录管内径D、文丘里流量计喉径d₂并算出k值。
  （2）检查测压计液面是否水平（此时Q=O）,如果不在同一水平面上，必须将橡皮管内空气排尽，使两侧压管的液面处于水平状态，方能进行实验。
  （3）关闭测点3～12的小阀门。
  （4）打开阀门7、8、9、10,关闭阀门3、4、5、6。
  （5）阀门2为流量调节阀门,可先调至较小开度。
  （6）文丘里流量计收缩断面(测点2),经常处于负压状态,实验前应将连接胶管灌满水,才能进行实验,否则往里进气。
2. 进行实验
  （1）开泵，此时1、2测压管中应出现较小高差。
  （2）缓慢开启泵出口流量调节阀2, 使压差达到最大（如2号测压管中液位降得太低，可关小出水阀门，使液位抬高。如测压计中液位太高，可用压气球加压，压低液位)。
  （3）待流量稳定后用电子流量计测流量，记录倒U形压差计h1、h2液位高度（其显示单位为cm）。
  （4）调节流量调节阀2，从大到小改变流量，流量的改变要均匀合理，待流量稳定后重复测量流量及倒U形压差计液位高，测取5组以上实验数据。
  （5）测量完毕后，关闭泵出口调节阀2，断电停泵。
注意事项：如出现测压管冒水现象，不必惊慌，可把出水阀门全开，或停泵重做。

五．实验记录与数据处理         

文丘里流量计标定数据记录表

实验日期：20   年   月   日

    管内径D = __24__ mm       喉径d₂ = __12__ mm

    文丘里流量计的流量系数平均=________

六．思考题
   1. 如何排出测压导管中的气体？怎样才能知道测压导管中是否排净气体？为什么只有排净气体才能使用压差计？
   2. 文氏流量计的原理是什么？为什么要用压差计与之配合使用？

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