自循環(huán)文丘里實驗裝置指導書

一、實驗?zāi)康?br /> 1．了解文丘里流量計的工作原理，掌握文丘里流量計的水力特性。
2．觀察文丘里管壓力水頭、速度水頭的沿程變化，加深對伯努利方程的理解。
3．測定文丘里管流量系數(shù)，掌握應(yīng)用文丘里流量計量測管道流量和氣—水多管壓差計量測壓差的技術(shù)。
二、實驗裝置
文丘里流量計實驗裝置如下圖所示。

文丘里流量計實驗裝置圖
1．自循環(huán)供水器 2．實驗臺 3．可控硅無級調(diào)速器(本裝置無) 4．恒壓水箱 5．溢流板 6．穩(wěn)水孔板 7．文丘里管 8．測壓計氣閥(F₁、F₂) 9．測壓計 10．滑尺 11．多管壓差計 12．實驗流量調(diào)節(jié)閥

三、實驗原理
流體流徑文丘里管時，根據(jù)連續(xù)性方程和伯努利方程

（常數(shù)）

（常數(shù)）
得不計阻力作用時的文丘里管過水能力關(guān)系式（1、2斷面）

由于阻力的存在，實際通過的流量

恒小于

。引入一無量綱系數(shù)

（

稱為流量系數(shù)），對計算所得的流量值進行修正。

在實驗中，測得流量

和測壓管水頭差

，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)

—兩斷面測壓管水頭差

用氣—水多管壓差計或電測儀測得，氣—水多管壓差計測量原理如下圖所示。

氣—水多管壓差計原理圖
根據(jù)流體靜力學方程

得

則

由圖可知

式中，

、

分別為各測壓管的液面讀數(shù)。

四、實驗方法與步驟
1．測記各有關(guān)常數(shù)。
2．打開測壓架上部排氣閥F₁、F₂，往測壓管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．開啟水泵電源，給恒壓水箱供水。
4．排氣。待溢流之后，對實驗系統(tǒng)進行排氣，方法為：連續(xù)開關(guān)實驗流量調(diào)節(jié)閥12數(shù)次，排盡實驗管道內(nèi)氣體；觀測傳感器一端連接管內(nèi)是否有氣泡，若有，關(guān)閉實驗流量調(diào)節(jié)閥12，打開電測儀端排氣閥，待連續(xù)出水，管道內(nèi)無氣泡即可。排氣完畢，關(guān)閉實驗流量調(diào)節(jié)閥12。
5．測壓架調(diào)平及電測儀調(diào)零。在恒壓水箱內(nèi)水位恒定（溢流）、關(guān)閉實驗流量調(diào)節(jié)閥12狀態(tài)下，打開測壓架上部排氣閥F₁、F₂，觀測測管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；同時對電測儀進行調(diào)零。
6．調(diào)節(jié)各測管水柱高度。在恒壓水箱內(nèi)水位恒定（溢流）狀態(tài)下，全開實驗流量調(diào)節(jié)閥12，此時測壓架內(nèi)測壓管1、3水位上升，2、4水位下降。若h₁比h₃高，適當開啟測壓架上部排氣閥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，適當開啟測壓架上部排氣閥F₂，待h₂≈h₄，迅速擰緊排氣閥F₂，反之，重復(fù)步驟5；若在實驗流量調(diào)節(jié)閥12全開狀態(tài)下，測壓管1、3水位過高，或者測壓管2、4水位過低，導致讀數(shù)不在滑尺讀數(shù)范圍之內(nèi)，可適當關(guān)小實驗流量調(diào)節(jié)閥12，保證測壓管1、2、3、4讀數(shù)都在滑尺讀數(shù)范圍之內(nèi)。
7．實驗開始，待水流穩(wěn)定后，讀取各測壓管的液面讀數(shù)h₁、h₂、h₃、h₄，并用體積法或重量法測定流量；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)閥門應(yīng)緩慢，如測管內(nèi)液面波動時，應(yīng)取時均值。

五、實驗記錄及計算
1．記錄計算有關(guān)常數(shù) 實驗裝置臺號No.