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文丘里流量計標定實驗

一．實驗目的

  1. 了解文丘里流量計的構造、工作原理和主要特點；
  2. 掌握流量計的標定方法；
  3. 用直接容量法對文丘里流量計進行標定。
　

二．實驗原理

     流體流過文丘里流量計時，由于喉部流速大壓強小，文氏管前端與喉部產生壓差，此差值可用倒U型壓差計或單管壓差計測出，而壓強差與流量大小有關。在文丘里流量計入口處取Ⅰ～Ⅰ斷面,在其喉部收縮段處取Ⅱ～Ⅱ斷面,由于流量計系水平放置,則可列出上述兩段面的能量方程如下（不計水頭損失)：
                        （1）
    根據連續性方程可得:
         
    即  
    代入式(1)，可得計算流量的公式如下:
       

    或
    式中 為兩斷面測壓管水頭差，亦即測壓計內的液面高差。
    令                     （2）
    上式可寫成                （3）
    因此，測出測壓計水位高差后，即可求出計算流量。
    由于實際上所取的兩斷面之間存在著水頭損失，所以實際流量，一般要略小于計算流量，如令：
                                             （4）
    則μ是一小于1的數，稱為文丘里流量計的流量系數。
    本實驗的目的就是用實驗的方法，確定流量系數μ的具體數值。實際流量用電子流量計測定。
   
三．實驗裝置   

    如圖所示，本實驗臺采用架式排列，兩組一套，分別由兩臺水泵自成循環系統。

                   圖3-3 文丘里流量計校正實驗裝置
　

四．實驗步驟
 

1. 準備工作
  （1）記錄管內徑D、文丘里流量計喉徑d₂并算出k值。
  （2）檢查測壓計液面是否水平（此時Q=O）,如果不在同一水平面上，必須將橡皮管內空氣排盡，使兩側壓管的液面處于水平狀態，方能進行實驗。
  （3）關閉測點3～12的小閥門。
  （4）打開閥門7、8、9、10,關閉閥門3、4、5、6。
  （5）閥門2為流量調節閥門,可先調至較小開度。
  （6）文丘里流量計收縮斷面(測點2),經常處于負壓狀態,實驗前應將連接膠管灌滿水,才能進行實驗,否則往里進氣。
2. 進行實驗
  （1）開泵，此時1、2測壓管中應出現較小高差。
  （2）緩慢開啟泵出口流量調節閥2, 使壓差達到最大（如2號測壓管中液位降得太低，可關小出水閥門，使液位抬高。如測壓計中液位太高，可用壓氣球加壓，壓低液位)。
  （3）待流量穩定后用電子流量計測流量，記錄倒U形壓差計h1、h2液位高度（其顯示單位為cm）。
  （4）調節流量調節閥2，從大到小改變流量，流量的改變要均勻合理，待流量穩定后重復測量流量及倒U形壓差計液位高，測取5組以上實驗數據。
  （5）測量完畢后，關閉泵出口調節閥2，斷電停泵。
注意事項：如出現測壓管冒水現象，不必驚慌，可把出水閥門全開，或停泵重做。

五．實驗記錄與數據處理         

文丘里流量計標定數據記錄表

實驗日期：20   年   月   日

    管內徑D = __24__ mm       喉徑d₂ = __12__ mm

    文丘里流量計的流量系數平均=________

六．思考題
   1. 如何排出測壓導管中的氣體？怎樣才能知道測壓導管中是否排凈氣體？為什么只有排凈氣體才能使用壓差計？
   2. 文氏流量計的原理是什么？為什么要用壓差計與之配合使用？

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