内容发布更新时间 : 2024/12/23 13:17:36星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

动排空。排除故障的方法，是加大出水量，使虹吸管满顶，充水就能排空。 1.5.3 实验原理

对局部损失管件的上、下游某断面应用伯努利方程，就可以求得局部水头损失，现分别予以说明。

突扩管：使用测压管3，9测量突扩管上、下游的压差，相应的伯努利方程为

V32V92V92 h3? (1.5.1) ?h9???2g2g2g速度等于流量除以管道截面积，水柱高度可直接读取，这样，由上式很容易求出局部损失系数?。由流体力学，?的理论值为： ??(A8?1)2 （1.5.2） A3将理论值和实测值相比较，就可以确定测量误差。

突缩管：使用测压管11,12测量突缩管上、下游的压差，相应的伯努利方程是

222V11V12V12 h11? （1.5.3） ?h12???2g2g2g管流速度，可由流量算出，液柱高度可直接读出，因而突缩管的局部损失系数不难算出。

在流体力学中，实缩管的局部损失系数的经验公式为

??0.5(1?A12) （1.5.4） A11比较实测值和经验值，就可以计算测量误差。

90°弯管：计算90°弯管的局部水头损失所用的伯努利方程为

222V15V15V14 (1.5.5) h14??h15???2g2g2g 由此得到90°弯管的局部损失系数

??2g(h14?h15) （1.5.6） 2V15 查阅有关手册， 90°弯管的局部损失系数的经验值为??0.19。

180°弯管：与90°弯管的情况相似，180°弯管的局部损失系数可由下式计算： ??2g(h16?h17) （1.5.7） 2V17很少有文献提供180°弯管的经验公式。编者对本实验装置进行数次量测，得到局部损失系数的平均值为??0.27。

90°折管：列出截面18、19的伯努利方程：

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222V18V19V19 h18? （1.5.8） ?h19???2g2g2g可见

??2g(h18?h19) （1.5.9） 2V19有关手册给出的90°折管的经验值为??1.1。

1.5.4 实验步骤

1．启动水泵，向水箱充水，同时稍微打开尾阀，让水在管流中缓慢流动。 2．观察管道中，测压管内是否出现气泡，若有气泡，应设法排除。 3．调节尾阀，待水流稳定后，记录各测压管的读数，管流的流量值。

图1.5.4 局部损失数据表

注意：对于实扩管，读取测压管3、9的水柱高度。对于突缩管，读取测压管11、12的水柱高度，管道流量则用手工体积法和使用电子流量计分别测量，取其平均值作为流量值。

4．实验结束后，立刻切断电源，关闭水泵。

测量内容：用手工和流量计分别测量流量，取平均值填入表格，记录各种局部损失部件的上、下游的水柱高度。 1.5.5 实验数据处理

利用数据处理系统计算各种数据。只要将流量，测压管水柱高度填入表格，系统自动算

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出各种局部损失系数，并给出误差，详见图1.5.4。 1.5.6 思考题

1．数据表中为什么没有计算雷诺数？

2．当测压管、实验管段出现气泡时，你如何将其排除？

3．如果用测压管3、4计算实扩管的局部水头损失，将会出现什么样的误差？

1.6 文丘里流量计、孔板流量计的标定实验

1.6.1 实验目的

测量文丘里流量计，孔板流量计的流量系数 1.6.2 实验装置

图1.6.1 文丘里、孔板实验仪

图1.6.1是文丘里管、孔板流量计的实验仪。图中，测压管1,2用于测量文丘里流量计的压差，孔板流量计的压差比较大，因而使用由4支测压管组成的复合式测压计。

图1.6.2 文丘里流量计 图1.6.3 孔板流量计

文丘里流量计和孔板流量计都属于节流式流量计。即在管流中接入文丘里管或安装一块孔板，强制地改变局部地方的管流速度和压强，测量其压差就可以计算管道流量。

文丘里流量计由收缩段、喉部、扩散段组成（参见图1.6.2）。收缩角为20°~25°，折角处应圆滑，尽量接近流线型。喉部是文丘里流量计的断面最小的部位，此处的流线曲率半径相当大，流动可视为缓变流，扩散角一般为5°~15°。

孔板流量计是一块外径与管道内径相同的不锈钢板，参见图1.6.3。孔板上开设一个内

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孔，这个内孔迫使过流断面突然变小，流速变大，压强降低。

文丘里管和孔板都是测量流量的仪器，在使用之前，要预先测量它们的流量系数，称为流量计的标定。 1.6.3 实验原理

为了计算管道的流量，在管道中安装一个文丘里流量计。对于图1.6.2所示的断面1.2应用的努利方程，则有

p1V12p2V22 （1.6.1） ????g2g?g2g利用连续性方程V1A1?V2A2，上式可化为

V2?2(p1?p2)/? （1.6.2） 41?(d2/d1)2g(h1?h2)h （1.6.3） 41?(d2/d1)利用测压管直接测量压差，则有p1?p2??g(h1?h2)，于是 V2?速度与截面积相乘就可以计算流量，上面的计算中没有考虑粘性的影响，因此，流量的表达式可修正为

Q??A2V2???d222g(h1?h2)h41?(d2/d1)4 （1.6.4）

式中，?称为文丘里管的流量系数，工艺精良的文丘里流量计的流量系数?达0.99以上。 利用孔板装置也可以测量管道的流量。如图1.6.3所示，流体受到孔板的节制，在孔板的下游形成一股射流，图中的断面C是射流喉部，对断面3和断面C应用伯努利方程。

p3V32pcVc2??? （1.6.5） ?g2g?g2g利用连续性方程VcAc?V3A3，（A3为管道面积A），则得到射流喉部的流速 Vc?2(p3?pc)/? (1.6.6) 21?(Ac/A3)Ac??A0(??1) （1.6.7）

用A0表示孔板的孔口截面积，显然，射流喉部面积AC小于孔口面积A0。即

?称为射流喉部的截面收缩系数。

喉部的压强不能直接测出，一般用管壁上的静压p6代替。压差p3 -p6很大，因而本实验采用复合式测压计测定压差p3-p6。显然。

p3?p6??g(h3?h4?h5?h6) （1.6.8）

射流喉部的速度为

Vc?2g(h3?h4?h5?h6) （1.6.9） 21?(?Ac/A3)流量Q?AcVc??A0Vc，式中A0是孔的面积

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