工程流体力学实验报告（3代学生样版）(5)

?h最后，利用变水头实验可证明该结论是否正确。 五、数据处理及成果要求

1．记录有关信息及实验常数

实验设备名称： 实验台号：_________ 实 验 者：______________________ 实验日期：_________

均匀段d1= ?10-2m 喉管段d2= ?10-2m 扩管段d3= ?10-2m 水箱液面高程?0= ?10-2m 上管道轴线高程?z= ?10-2m （基准面选在标尺的零点上） 2．实验数据记录及计算结果

表1 管径记录表 测点编号 管径d /10-2m 两点间距l/10-2m 4 ①* 4 ②③ 6 ④ 6 ⑤ 4 ⑥* ⑦ 13.5 ⑧* ⑨ 6 ⑩11 ○12* ○13 ○14* ○15 ○16* ○17 ○18* ○19 ○ 10 29.5 16 16 - 14 -

表2 测压管水头hi，流量测记表（其中hi?zi?实验次数 1 2 表3 计算数值表 (1) 流速水头

h2 h3 h4 h5 h7 h9 h10 pi，单位10-2m，i为测点编号） ?gqV /(10-6m3/s) h11 h13 h15 h17 h19 qV1?V1t1?201.3 管径d /10-2m /(10-6m3/s) A /10-4m2 v /(10-2m/s) qV2?V2t2? /(10-6m3/s) A /10-4m2 v /(10-2m/s) v22g /10-2m v22g /10-2m pi?vi2?(2) 总水头Hi （其中Hi?zi?，单位10-2m，i为测点编号） ?g2g实验次数 1 2 H2 H4 H5 H7 H9 H13 H15 H17 H19 qV /(10-6m3/s) 3．成果要求 (1) 回答定性分析实验中的有关问题。 (2) 计算流速水头和总水头。见表3

(3) 绘制上述成果中最大流量下的总水头线和测压管水头线。（轴向尺寸参见图5，总水头线和测压管水头线可以绘在图5上）。如图6所示

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/mm4003001220068911135131010050073454040606040121001001415195160161716018190050100200300400500600700800900100011001200/mm

图5 绘制测压管水头线坐标图

(4)完成设计性实验 六、分析思考题

1．测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？ 2．阀门开大，使流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？

3．由毕托管测量的总水头线与按实测断面平均流速绘制的总水头线一般都有差异，试分析其原因。

4．为什么急变流断面不能被选作能量方程的计算断面？ 七、注意事项

1.各自循环供水实验均需注意：计量后的水必须倒回原实验装置的水斗内，以保持自循环供水（此注意事项后述实验不再提示）。

2. 稳压筒内气腔越大，稳压效果越好。但稳压筒的水位必须淹没连通管的进口，以免连通管进气，否则需拧开稳压筒排气螺丝提高筒内水位；若稳压筒的水位高于排气螺丝口，说明有漏气，需检查处理。

3.传感器与稳压筒的连接管要确保气路通畅，接管及进气口均不得有水体进入，否则需清除。

4.智能化数显流量仪开机后需预热3~5分钟。

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2-3 文丘里综合型实验

一、 实验目的和要求

1．了解文丘里流量计的构造、原理和适用条件，率定流量因数?； 2．掌握应用气~水多管压差计量测压差的方法；

3．通过确定文丘里流量计最大允许过流量的设计性实验，体验理论分析和实验相结合的研究过程。 二、 实验装置

1．实验装置简图

实验装置及各部分名称如图1所示。

4567118910①①②②1234121314321 图1 文丘里综合型实验装置图

1. 自循环供水器 2. 实验台 3. 水泵电源开关 4. 恒压水箱 5. 溢流板 6. 稳水孔板 7. 稳压筒 8. 智能化数显流量仪 9. 传感器 10.文丘里流量计 11. 压差计气阀 12. 压差计 13. 滑尺 14. 实验流量调节阀

2．装置说明 （1）压差测量装置 1）气-水压差计

为一倒U型管如图2所示，在倒U型管中保留一段空气，两端各接测压点，

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测量时，管内液柱的高差即为压强差。在测量中，气-水压差计应该竖直放置。当数值相对较大时，可用连续串联多个气-水压差计的方法来增大量程；数值较小时可倾斜U型管来放大测量值。本实验装置中，采用双U型的气-水多管压差计，如图1中的压差计12所示，压差量程为0~1 mH2O，测量精度为1 mm。

2）流量测量——智能化数显流量仪

智能化数显流量仪系统包括实验管道内配套流量计、稳压筒、高精密传感器和智能化数显流量仪（含数字面板表及A/D转换器）。该流量仪为管道式瞬时流量仪，测量精度一级。

流量仪的使用方法参见伯努利方程实验，需先排气调零，流量仪所显示的数值为瞬时流量值。

（2）文丘里流量计结构与布置（参图3）。在结构上，要求管径比 d2/d1在0.25～0.75之间，通常采用d2/d1=0.5；其扩散段的扩散角?2也不宜太大，一般不大于5?～7?；在测量断面上布置多个测压孔和均压环。在布置上，要求文丘里流量计上游l1在10倍管径d1的距离以内，下游l2在6倍管径d1以内，均为顺直管段，以免水流产生漩涡而影响其流量因数。

均压环??空气?h液体图2 空气压差计

d1d2vl1l2测压连通管连接管嘴图3 文丘里流量计结构图

（2）文丘里流量计结构参数。本实验装置中?2=3.45??0.1?；d1=（1.4?0.03）?10-2 m；d2=（0.7?0.015）?10-2 m；d2/d1=0.5?0.015 ；l1=0.45 m ；l2= 0.54 m，各均压环上测压孔数为 4 个。

3．基本操作方法

(1)排气方法。打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流，间歇性全开、全关

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