文丘里管实验-陈娟

实验报告：文丘里流量计实验一、实验目的1、通过测定流量系数，掌握文丘里流量计测量管道流量的技术。

2、掌握气—水多管压差计测量压差的技能。

二、实验装置三、实验原理如下图所示：文丘里管前1-1断面及喉管处2-2断面，该两处截面面积分别为A 1、A 2，两处流速分别为v 1、v 2。

11 22d1文丘里管前1-1断面喉管处2-2断面1、水箱2、上水管3、恒定水箱4、实验管段5、文丘里管6、测压管7、水位测针8、水位测针筒9、流量控制阀门不考虑流体受到的阻力作用，对两断面列伯努利方程g vg p z g v g p z 222222221111αραρ++=++（1）及连续性方程：即：（2） 由（1）、（2）两式联立可得：hK g p z gp z g d d d Q ∆=+-+-=)]()[(21)(422114222121ρρπ（3）式中，K 为文丘里流量计常数△h 为两断面测压管水头差 )()(2211gp z g p z h ρρ+-+=∆ 由式（3）算得的流量为不考虑阻力的理论流量，即Q ＝Q 理论，而实际通过的流量Q 实际恒小于Q 理论，引入一无量纲系数对所测流量Q 理论进行校正。

即：（4）式（4）中的为文丘里管的流量系数。

通过实验测得实际流量Q 实际及水头差△h ，便可以测得文丘里管的流量系数2211A v A v Q ==44222211d v d v Q ππ==hK Q Q ∆μμ＝＝理论实际Q 实际μ1)(2442121-=d d g d K π（5）四、实验步骤1、记录各有关实验常数。

2、打开电源开关并打开调节流量阀，待水流稳定后，读取各测压管的液面读数h 1、h 2、h3、h 4，并用秒表、量筒测定流量。

3、逐次改变调节流量阀，改变流量，重复步骤2，注意调节阀门要缓慢，要使测压管内有水柱。

4、把测量值记录在实验表格内，并进行有关计算。

5、实验结束，关闭电源开关。

五、实验原始记录1、记录有关常数d 1 = 1.50 ㎝, d 2 = 0.86 ㎝, 测针筒直径D= 6 cm 2、记录测量值次数 测压管读数 测针读数 测量时间/t （s ）接水总量/V (㎝3) h 1（㎝） h 2（㎝）起始读数/h 3（㎝） 接水后读数/h 4（㎝） 1 8.4 3.7 13.62 31.00 8.7 491.16 2 2.92 2.41 14.24 28.60 21.7405.81六、实验数据计算1、计算原理Q 实际的测量方法是体积法，计算公式为： （其中：V=πR 2×(h 4－h 3)，V 、t 值见上表。

第三章 文丘里管气液两相压力降的理论分析与研究两相流动与单相流动一样服从流体力学的所有基本规律，其基本的控制方程都是连续方程、动量方程、能量方程，并称为三大基本方程。

对差压式流量计来说，其原理是通过找出流体流动的压力损失和流量之间的固有规律，所以，必须研究两相流体管内流动压力降公式，而压力降公式又是建立在三大基本方程基础上的。

本节从基于分相模型的三大基本方程出发，推导了文丘里管湿气测量的理论计算式，为后面根据实验数据进行的湿气计算式拟和，提供了理论支持。

3.1 气液两相流的三大基本方程用分相流动模型来处理两相流动时，一般把两相流体分别按单相流体处理并计入相间的作用，然后将各相的方程加以合并。

这是因为两相流动是一种很复杂的现象，不少流动参数，如速度、含气率，不仅沿流向有变化，而且在管道同一截面上也有变化，所以这一现象实质上是包括两种相的三元流动问题。

但是按三元流动对两相流进行分析是非常困难的。

因此，在研究中普遍采用简化的一元流动，假定气液两相都平行于管道流动，即只考虑两相流动沿着流向的变化，这样处理大大方便了分析，而且又能抓住问题的主要特点。

1. 连续方程气液两相混合物的连续方程为[1]：[(1)]()0g l AGA tzραρα∂+-⋅∂+=∂∂ (3-1)式中：G 为两相流总质量流速，其表达见(3-2)式。

(1)g g l l MG Aρυαρυα==+- (3-2)对于定常流动，混合物密度不随时间变化，且单位时间内流过某一流动截面的质量流量为常数，则：(1)tp g g l l W A A ρυαρυα=⋅⋅⋅+⋅⋅-⋅=常数 (3-3)2. 动量方程气液两相混合物的动量方程为[1]：22201(1)sin (1)tp l g P p G g AG z A t A z τχχρθραρα⎧⎫⎡⎤∂∂∂-⎪⎪-=++++⎢⎥⎨⎬∂∂∂-⎢⎥⎪⎪⎣⎦⎩⎭(3-4)式中： 0τ为流体与管壁的切应力；P 为周界长度；0P τ为管壁对气液两相流的摩擦阻力；tp ρ为两相流体的平均密度，其表达式见(3-5)式。

《工程流体力学》文丘里实验【实验目的】掌握文丘里流量计测量管道流量的原理。

【实验装置】在流体力学综合实验台中，文丘里流量计实验涉及的部分有文丘里实验管、上水阀、出水阀，水泵和计量水箱等，时间及温度可由显示面板直接读出。

【实验原理】文丘里流量计原理如图所示管道中，1和2为两测点，其中测点2处横截面直径明显减小，假设1点横截面静压强为p 1，流速为v 1，直径为d 1；测点2横截面静压强为p 2，流速为v 2，直径为d 2。

列出1点和2点有效截面的伯努利方程：gv g p z g v g p z 22222211++=++ρρ 列出1点和2点的连续性方程：22212144v d v d ⨯=⨯ππ联立伯努利方程和连续性方程，可得不计阻力作用的文丘里管流量为 )(8424142412d d d d p q V -⋅⋅∆⋅=ρπ 【实验步骤】（1）测量各有关常数。

（2）接通电源。

（3）打开开关。

（4）将各阀门调整至恰当位置，使各管道能够按照实验需要实现畅通或关闭。

（5）调整显示面板至“孔板毕托管”实验。

（6）归零。

（7）打开水泵，调节进水阀门，全开出水阀门，使压差达到测压计可测量的最大高度。

（8）测读压差。

（9）逐次关小调节阀，改变流量5次并记录压差，注意调节阀门应缓慢。

（10）把测量值记录在实验表格内，并进行有关计算。

（11）如测管内液面波动时，应取平均值。

注意事项：显示面板读数为负压，即实测位置压强有一定的真空度，但并不影响两个测点的压强差，直接读取即可。

【实验数据记录】1、记录有关常数实验装置台号__________水温__________________管道内径d____________1____________喉部内径d22、实验数据文丘里实验数据记录表。

文丘里管汽蚀实验研究唐虎;毕勤成【摘要】设计了4种不同喉部尺寸的文丘里管,各文丘里管进行了不同入口压力、相同出口压力下的实验,对其中1种进行了不同温度下的实验,结果表明:随着入口压力的提高,文丘里管的流量系数呈缓慢下降趋势;水温达到某一值时,流量系数出现明显减小;在相同入口、出口压力下,喉部直径越大,汽蚀区越明显;入口压力越大,汽蚀区越明显;对水在一定温度范围内加温,汽蚀区没有明显变化;此外,实验中文丘里管汽蚀区呈现周期性变化.最后对其中1种文丘里管进行了数值模拟,试验中汽蚀区长度与计算值基本一致.【期刊名称】《火箭推进》【年(卷),期】2015(041)005【总页数】7页(P54-60)【关键词】文丘里管;汽蚀;实验研究【作者】唐虎;毕勤成【作者单位】西安航天动力研究所,陕西西安710100;西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,陕西西安710049【正文语种】中文【中图分类】V434-340 引言19世纪后半叶，随着蒸汽轮机的应用，在动力系统中逐渐出现了“汽蚀”（也称为空化）现象。

随着科技的进步，涉及汽蚀现象的领域愈来愈多，许多研究者对此进行了广泛的研究。

到目前为止，有关汽蚀研究最多的装置之一是文丘里管。

研究主要包括实验研究、数值模拟（有的包含实验研究）、应用研究等。

1）实验研究有的对不同结构文丘里管进行实验研究，Sayyaadi等对串联汽蚀文丘里管反应器与传统的单文丘里管反应器进行了实验比较[1]。

Fasih等对3种不同结构尺寸的文丘里管空化进行了实验比较，结果显示如果文丘里管出口压力与入口压力之比小于0.8，则流量恒定且与下游压力无关；当该值超过0.8时，文丘里管就等同于节流孔板[2]。

有的对特定流体介质进行实验研究，Ardiansyah等对钠在文丘里管内流动时的空化和空蚀特性进行了实验研究，实验表明不同的滞止压力和温度，开始的空化数都基本是一致的，但在空蚀实验中，空化数在0.59到0.51间发生变化[3]。

姓名：邹志焱 学号：1002123125 班级：10021231 实验装置台号：7 时间：2014年4月9日11时4分
实验名称：文丘里流量计实验
一、实验目的
１、通过测定流量系数，掌握文丘里流量计测量管道流量的技术； ２、掌握应用气—水多管压差计量测压差技术； ３、验证能量方程的正确性。

二、实验方法与步骤
１、测记各有关常数。

２、打开电源开关，全关阀１２，检核各测管液面读数ｈ１－ｈ２＋ｈ３－ｈ４是否为０，不为０时
需查出原因并予以排除。

３、全开调节阀１２检查各测管液面是否都处在滑尺读数范围内？否则，按下列步序调节：拧开气阀
８／将清水注入测管２、３／待ｈ２＝ｈ３≈２４ｃｍ，打开电源开关充水／待连通管无气泡，渐关
阀１２，并调开关３／至ｈ１＝ｈ２≈２８。

５，即速拧紧气阀８。

４、全开调节阀门，待水流稳定后，读取各测压管的液面读数ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４，并用秒表、
量筒测定流量。

５、逐次关小调节阀，改变流量７～９次，重复步骤４，注意调节阀门应缓慢。

６、把测量值记录在实验表格内，并进行有关计算。

７、如测管内液面波动时，应取时均值。

８、实验结束，需按步骤２校核压差计是否回零。

三、实验数据
管径1：2.6cm 管径2：1.5cm
四、实验结论
2
1124
d Q Q πλλ
=⨯=。

水力学文丘里实验报告1. 引言嘿，朋友们！今天咱们来聊聊一个非常有趣的实验——文丘里实验。

这个实验听起来可能有点高大上，其实就是通过水流的变化，来帮我们理解流体的基本原理。

你知道吗？就像大河奔流，水流不息的样子。

好吧，别跑题，先来聊聊为什么我们要做这个实验。

1.1 实验目的简单说，文丘里实验就是让我们观察水流在不同地方的速度和压力变化。

这个实验可以帮助我们了解流体动力学中的一些基本概念，比如流速、流量和压力。

就像我们在喝饮料时，用吸管吸东西，吸管越细，饮料吸得越快，这背后其实就有流体力学的道理呢！1.2 实验原理文丘里的原理告诉我们，流体在流动过程中，当流速增加时，压力就会降低。

这就像大街上的车流一样，车多的时候，车速慢，车少的时候，车速快，造成的“拥堵”现象可就有点儿惨了。

所以，流体流动的“快与慢”，在我们的实验中可不是简单的玩笑。

2. 实验设备与材料接下来，咱们来看看需要哪些设备。

首先，当然是水管了，没水怎么实验呢？其次，是一个文丘里管，这个管子就像个小魔法师，能让水流在不同的地方产生不同的压力。

还有一些测压仪、流量计，当然少不了一个容器来收集水。

别忘了准备好一台相机，嘿嘿，拍下你实验的“辉煌瞬间”！2.1 实验步骤实验步骤其实挺简单的。

首先，把文丘里管连接到水源，确保一切都没有漏水。

接下来，打开水源，慢慢让水流入管道。

你会看到水在管道的中间部分流速加快，两边则相对缓慢。

然后用测压仪记录不同位置的压力数据，流量计也要记得启动，别让它“偷懒”了！2.2 数据记录与观察这个阶段是最刺激的，你可以看到水流的变化，还能通过数据记录来得出结论。

记得把你的观察记录好，稍后可得分析出水流的奥秘。

要是发现了什么有趣的现象，别忘了和小伙伴分享哦，毕竟科学本来就是要分享的。

3. 实验结果与分析说到结果，咱们可以通过压力和流速的变化来分析。

在文丘里管的狭窄部分，流速加快的同时，压力降低，这不就是我们前面提到的原理吗？通过这些数据，我们可以验证流体的流动规律，进一步理解它的特性。

第1篇一、实验背景文丘里实验是一种经典的流体力学实验，主要用于研究流体在收缩和扩张管道中的速度分布和压力分布。

该实验由意大利物理学家恩尼奥·文丘里（Enrico Bernardi）在19世纪末提出，并广泛应用于水力学、空气动力学等领域。

本实验旨在通过文丘里实验装置，观察和测量流体在收缩和扩张管道中的速度和压力变化，从而验证流体力学的基本原理。

二、实验原理1. 流体连续性原理流体连续性原理指出，在稳态流动的情况下，流过任意截面的流体质量流量是恒定的。

即：ρ1A1v1 = ρ2A2v2其中，ρ表示流体的密度，A表示截面积，v表示流速。

2. 能量守恒原理能量守恒原理指出，在稳态流动的情况下，流过任意截面的流体动能、势能和压力能之和是恒定的。

即：ρgh1 + 1/2ρv1^2 + P1 = ρgh2 + 1/2ρv2^2 + P2其中，h表示流体高度，P表示压力。

3. 马赫数马赫数（M）是描述流体速度与声速之间关系的无量纲参数。

当流体速度接近声速时，会产生激波，从而引起压力、密度和温度的变化。

马赫数计算公式如下：M = v/a其中，v表示流体速度，a表示声速。

三、实验装置及步骤1. 实验装置文丘里实验装置主要由文丘里管、直管、压力计、流量计、计时器等组成。

文丘里管是实验的核心部件，它由收缩段、扩张段和喉部组成。

2. 实验步骤（1）将文丘里实验装置安装好，连接好各部件。

（2）打开水源，调整流量，使流体在文丘里管中稳定流动。

（3）记录流量计和压力计的读数，计算流体在收缩段和扩张段的流速和压力。

（4）改变流量，重复上述步骤，获取不同流量下的流速和压力数据。

（5）根据实验数据，绘制流速和压力随流量变化的关系曲线。

四、实验结果与分析1. 流速分布实验结果表明，在收缩段，流速随着管道截面积的减小而增大；在扩张段，流速随着管道截面积的增大而减小。

这与流体连续性原理相符。

2. 压力分布实验结果表明，在收缩段，压力随着流速的增大而减小；在扩张段，压力随着流速的减小而增大。

文丘里实验报告实验名称：文丘里实验实验目的：1. 了解液体在毛细管中的上升现象；2. 探究液体的上升高度与毛细管半径、液体性质、重力加速度之间的关系。

实验原理：文丘里实验是用毛细管来研究液体在毛细管中上升的现象。

液体通过毛细管上升的高度与毛细管半径、液体的性质、重力加速度和表面张力有关。

实验器材：1. 毛细管2. 直尺3. 温度计4. 秤盘和秤5. 水槽和水6. 实验笔记本和笔实验步骤：1. 在实验笔记本上记录实验所需的数据表，并标明毛细管的直径和液体的种类。

2. 准备一个水槽，将水注入其中，使水深超过毛细管的高度。

3. 将毛细管沿着直尺放置在水槽中，让其一端碰到水面，使毛细管自然充满水。

4. 快速将毛细管的一端抬出水槽，保持另一端水平。

5. 观察液体在毛细管中的上升高度，并记录数据。

6. 重复步骤4和步骤5，使用不同的毛细管和液体，并记录数据。

实验数据：根据实验步骤所述，记录液体在毛细管中的上升高度，并记录液体和毛细管的相关信息。

实验结果：将实验数据整理成表格或图表，分析液体的上升高度与毛细管半径、液体性质、重力加速度之间的关系。

实验讨论：根据实验结果，分析液体的上升高度与毛细管半径、液体性质、重力加速度之间是否存在相关性，并探讨可能的影响因素和误差来源。

实验结论：总结实验结果及讨论，得出液体的上升高度与毛细管半径、液体性质、重力加速度之间的关系，并验证实验目的的达成。

实验总结：回顾整个实验过程，总结实验的目的、原理、步骤、结果和讨论，并提出改进实验的建议。

参考文献：（列出使用的参考资料）。

实验4文丘里流量系数测量实验一、引言文丘里流量系数是指由文丘里管或板测定所得的实测流量与标准流量或理论流量的比值，也就是实际流量与理论流量的比值。

而文丘里管是一种利用差压原理来测量流量的仪器，它是在1910年由法国物理学家Henri Philibert Gaspard Darcy发明的，经过多年发展，已成为工业现场和实验室中广泛应用的流量仪表。

文丘里管的测量原理是利用管中流体的动能与静能的变化规律来确定流量大小。

通常情况下，文丘里管的制作材料一般选择玻璃或塑料，由于其结构简单、制作方便，成本低廉，所以在各个行业得到了广泛应用。

本实验的目的就是通过实验测量文丘里流量系数，并了解文丘里管的结构和工作原理，为今后的工作和学习提供实验基础。

二、实验原理文丘里管是通过管道中液体的动能变化大小测量液体流量的，其原理基于贝努利定理、连续性方程和表面张力三个基本原理。

具体而言，它利用不同重力势能以及对静压力的差异来测定流量。

在文丘里管中，由于管径的变化和液体的相互作用，液体的速度和压力都会发生变化。

利用贝努利原理，我们可以得到屏蔽内部有阻力存在的小管的动能和静能之间的关系。

为了测量流速，我们需要将文丘里管划分为几个不同的部分，测量在每个部分的动能和静能，然后对其进行加总计算。

我们可以用下面的公式来表示文丘里管流量的计算公式：Q= K √((2gh)/ ((1-(D/d)^4)*(ρg )))其中，K表示文丘里管的测量系数，ρ表示液体的密度，g表示重力加速度， h表示液体的压降，D表示文丘里管的内径，d表示测量点的直径。

三、实验仪器本实验所需的仪器及器材有：文丘里管、流量计、水泵、水桶、水平仪等。

四、实验步骤1. 将文丘里管水平安装，并保证其振荡不超过正负2度。

2. 准备好水桶和水泵。

3. 连接水泵管道和文丘里管，调节文丘里管的流量计，确保文丘里管内的水平稳定，且能够准确地读取到流量计上的数据。

4. 打开水泵，调节流量，等稳定后记录读数。

文丘里管实验报告文丘里管实验报告引言：文丘里管实验是一项重要的科学实验，旨在研究液体在管道中流动时的行为和特性。

通过这个实验，我们可以更深入地了解流体力学的基本原理，并探索液体在管道中的运动规律。

本文将详细介绍文丘里管实验的目的、实验装置、实验步骤、实验结果以及对实验结果的分析和讨论。

目的：文丘里管实验的目的是研究液体在管道中的流动行为和特性，包括流速、流量、压力等参数的变化规律。

通过实验，我们可以验证文丘里管方程，并进一步了解流体在管道中的运动规律。

实验装置：实验装置主要包括文丘里管、水泵、流量计、压力计等仪器设备。

文丘里管是一个细长的管道，通常由透明材料制成，便于观察液体的流动情况。

水泵用于提供流体的动力，流量计用于测量流体的流量，压力计用于测量管道中的压力。

实验步骤：1. 准备工作：检查实验装置是否完好，确保各仪器设备的正常运行。

2. 搭建实验装置：将文丘里管连接到水泵、流量计和压力计上，确保管道连接紧密，无泄漏。

3. 实验前准备：调节水泵的流量和压力，使其保持稳定。

4. 开始实验：打开水泵，观察液体在文丘里管中的流动情况，并记录流速、流量和压力的数据。

5. 实验结束：关闭水泵，停止实验，并将实验装置恢复到初始状态。

实验结果：根据实验数据和观察结果，我们可以得到液体在文丘里管中的流动规律。

一般情况下，随着流速的增加，流量也会增加，但增速逐渐减缓。

同时，管道中的压力也会随着流速的增加而增加。

当流速达到一定值后，流量和压力将趋于稳定，不再显著变化。

分析和讨论：通过对实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1. 文丘里管方程成立：实验结果验证了文丘里管方程，即流量与流速成正比，与管道截面积成反比。

2. 流速与压力的关系：实验结果表明，流速的增加会导致管道中的压力增加。

这是由于流速增加时，液体分子之间的碰撞频率增加，从而增加了压力。

3. 流速的极限值：实验结果还显示，当流速达到一定值后，流量和压力将趋于稳定，不再显著变化。

一、实验目的1. 理解文丘里实验的原理和过程；2. 掌握测量气体流速的方法；3. 学习流体力学在工程中的应用。

二、实验原理文丘里实验是流体力学中一种常用的实验方法，通过测量流体在收缩段和扩张段的压力差来计算流体的流速。

实验原理基于伯努利方程，即在流体流动过程中，流速越快，压力越低。

实验装置主要由文丘里管、U型管压力计、连接管等组成。

文丘里管由收缩段和扩张段组成，收缩段流体流速增加，压力降低；扩张段流体流速降低，压力升高。

通过测量收缩段和扩张段之间的压力差，可以计算出流体的流速。

三、实验仪器1. 文丘里管；2. U型管压力计；3. 连接管；4. 计时器；5. 计算器。

四、实验步骤1. 将文丘里管安装在实验装置上，确保连接紧密；2. 打开水源，调节流量，使流体在文丘里管中稳定流动；3. 观察U型管压力计，记录收缩段和扩张段的压力差；4. 使用计时器测量流体通过文丘里管的时间；5. 关闭水源，整理实验装置。

五、实验数据及处理1. 记录收缩段和扩张段的压力差；2. 记录流体通过文丘里管的时间；3. 根据伯努利方程计算流体流速。

伯努利方程：P1 + 1/2ρv1^2 + ρgh1 = P2 + 1/2ρv2^2 + ρgh2其中，P1和P2分别为收缩段和扩张段的压力，ρ为流体密度，v1和v2分别为收缩段和扩张段的流速，h1和h2分别为收缩段和扩张段的高度。

六、实验结果与分析1. 通过实验数据，计算出收缩段和扩张段的压力差；2. 根据伯努利方程，计算出流体流速；3. 分析实验结果，验证伯努利方程的正确性。

实验结果表明，伯努利方程在流体流动过程中具有良好的适用性。

通过文丘里实验，可以准确测量流体流速，为工程实践提供理论依据。

七、实验结论1. 文丘里实验是一种常用的流体力学实验方法，可以测量流体流速；2. 伯努利方程在流体流动过程中具有良好的适用性；3. 本实验验证了伯努利方程的正确性，为工程实践提供了理论依据。

文丘里实验一、实验目的1．了解文丘里流量计的工作原理，掌握文丘里流量计的水力特性。

2．观察文丘里管压力水头、速度水头的沿程变化，加深对伯努利方程的理解。

3．测定文丘里管流量系数，掌握应用文丘里流量计量测管道流量和气—水多管压差计量测压差的技术。

二、实验装置文丘里流量计实验装置如下图所示。

文丘里流量计实验装置图1．自循环供水器 2．实验台 3．可控硅无级调速器 4．恒压水箱 5．溢流板 6．稳水孔板 7．文丘里管 8．测压计气阀(F 1、F 2) 9．测压计 10．滑尺 11．多管压差计 12．实验流量调节阀三、实验原理流体流径文丘里管时，根据连续性方程和伯努利方程Q vA =（常数）H gvpz =++22γ（常数）得不计阻力作用时的文丘里管过水能力关系式（1、2断面）h K p z p z g d d d Q ∆=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=γγπ2211412222141由于阻力的存在，实际通过的流量Q '恒小于Q 。

引入一无量纲系数Q Q '=μ（μ称为流量系数），对计算所得的流量值进行修正。

h KQ Q ∆=='μμhKQ ∆'=μ在实验中，测得流量Q '和测压管水头差h ∆，即可求得流量系数μ，μ一般在0.92～0.99之间。

上式中 K —仪器常数g d d d K 214141222⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=πh ∆—两断面测压管水头差⎪⎫ ⎛+-⎪⎫ ⎛+=∆2211p z p z hγγ22231311p H h H h H H p =+∆-+∆---得221121H h h H p p -∆+∆++=γγ则 )()(222211212211γγγγpz H h h H p z p z p z +--∆+∆+++=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ 212211)()(h h H z H z ∆+∆++-+=由图可知 )()(4321h h h h h -+-=∆ 式中，1h 、2h 、3h 、4h 分别为各测压管的液面读数。

流体力学实验二文丘里流量计校正实验一、实验目的：1、在文丘里管收缩段和扩张段，观察压力水头、速度水头沿程的变化规律，加深对伯努利方程的理解。

2、了解文丘里流量计的工作原理。

3、掌握文丘里管流量系数的测定方法。

二、实验装置：稳压水箱、压差板、测点、供水箱、供水泵、文丘里、上水管、溢流管、计量水箱、回水管、实验桌等。

三、实验原理及方法（P69）：原理：利用在管道中造成流速差，引起压强变化，通过压差的量测来求出流速和流量。

组成：文丘里流量计由渐缩管、喉管、渐扩管三部分所组成。

当主管水流通过此流量计时，由于喉管断面缩小，流速增加，压强相应减低，用压差计测定压强水头的变化△h，即可计算出流速和流量。

取1、2两渐变流断面，写理想流体能量方程式：gv p gv p 2020222211++=++γγ移项得：h gv gv p p ∆=-=-22212221γγ由连续性方程可得：421212222112)()(d d v v d d v v =⇒=代入能量方程得： 1)(222)(42112121421-∆=⇒∆=-d d h g v h gv gv d d流量为：1)(24442121211-∆==d d h g d d v Q ππ对于一定的流量计，令1)(2442121-=d d g d K π由于推导过程采用了理想流体的力学模型，求出的流量值较实际为大。

为此，乘以μ值来修正。

μ值根据实验确定，称为文丘里流量系数。

它的值约在0.95~0.98之间，则：h KQ ∆=μ注意：在文丘里流量计的喉管中，或在某些水流的局部区域中，由于出现巨大的流速，会发生压强在该处局部显著地降低，可能达到和水温相应的汽化压强，这时水迅速汽化，使一部分液体转化为蒸汽，出现了蒸汽气泡的区域，气泡随水流流入压强较高的区域而破灭，这种现象称为空化。

空化限制了压强的继续降低和流速的增大，减少了流通面积，从而限制了流量的增加，影响到测量的准确性。

一、实验目的1. 了解文丘里实验的原理和过程；2. 掌握文丘里管的结构和作用；3. 学习如何通过文丘里实验测量流体流速；4. 分析实验数据，验证文丘里实验原理。

二、实验原理文丘里实验是利用流体在流经收缩段时流速增加、压力降低的原理来测量流体流速的实验。

实验中，通过测量流体在收缩段前后的压力差，根据伯努利方程计算出流体流速。

伯努利方程为：P1 + 1/2ρv1^2 + ρgh1 = P2 + 1/2ρv2^2 + ρgh2其中，P1和P2分别为流体在收缩段前后的压力，ρ为流体密度，v1和v2分别为流体在收缩段前后的流速，h1和h2分别为流体在收缩段前后的高度。

三、实验仪器1. 文丘里管；2. 压力表；3. 量筒；4. 秒表；5. 实验装置支架；6. 连接管；7. 量杯；8. 水源。

四、实验步骤1. 将文丘里管固定在实验装置支架上，确保文丘里管垂直于地面；2. 将压力表连接到文丘里管的上游端，记录初始压力P1；3. 将量筒放在文丘里管下游端，记录初始水位高度h1；4. 打开水源，调节水流速度，使水流稳定；5. 使用秒表记录水流经过文丘里管的时间t；6. 关闭水源，记录最终水位高度h2；7. 使用压力表测量下游端压力P2；8. 根据伯努利方程计算流体流速v2；9. 比较实验值与理论值，分析误差。

五、实验数据及处理1. 初始压力P1：0.1 MPa；2. 初始水位高度h1：0.5 m；3. 流经时间t：5 s；4. 最终水位高度h2：0.3 m；5. 下游端压力P2：0.08 MPa；6. 水的密度ρ：1000 kg/m^3；7. 重力加速度g：9.8 m/s^2。

根据伯努利方程计算流体流速v2：P1 + 1/2ρv1^2 + ρgh1 = P2 + 1/2ρv2^2 + ρgh20.1 + 1/2 1000 v1^2 + 1000 9.8 0.5 = 0.08 + 1/2 1000 v2^2 + 1000 9.8 0.3v1^2 = v2^2 + 0.002由于v1 = v2，所以v2 = √(0.002) ≈ 0.0447 m/s实验理论值：v2 = 0.0447 m/s六、实验结果分析通过实验数据，我们可以发现实际测量值与理论值之间存在一定的误差。

《流体力学》实验报告开课实验室： 2011 年 4 月 25 日 学院 年级、专业、班姓名成绩 课程 名称 流体力学实验实验项目 名 称文丘里流量计实验指导教师教师评语教师签名：年 月 日一、实验目的1、学会使用测压管与U 形差压计的量测原理；2、掌握文丘里流量计测量流量的方法与原理；3、掌握文丘里流量计测定流量系数的方法。

二、实验原理文丘里流量计是一种测量有压管流中流体流量的仪器，它由渐缩段、喉管与渐扩段三部分组成。

在渐缩段进口与喉管处分别安装一根测压管或连接一压差计。

若测得测压管水头差h ∆或水银压差计的水银液面高差Hg h ∆，由能量方程原理可计算得通过管道的流量和文丘里的流量系数。

设任选一基准面0-0，选取渐缩管的进口断面1-1与喉管断面2-2为计算断面。

建立1-1、2-2断面的伯努利方程，并取两断面管轴中心点为计算点。

忽略两断面的水头损失w h ，取121==αα，有：g v g p z g v g p z 2//2//22222111++=++ρρ （3.1）建立1-1、2-2断面的连续性方程：2211A v A v =（ 3.2）联解式（ 3.1）、式（ 3.2），得：()()g p z g p zKQ ρρ//2211理论--+=（3.3）式中，K=424122214/2d d g d d -π，称为文丘里管常数，其值取决于文丘里管的结构尺寸，式（3.3）计算出的流量为不考虑水头损失的理论流量，而实际流体的流量比理论流量小。

实际流量与理论流量之比称流量系数μ，即理论实际/Q Q =μ。

则实际流量为：Q=()()g p z g p zKρρμ//2211+-+若测得测压管水头差h ∆，h g p z g p z ∆=--+ρρ//2211，则：若测得水银压差计的水银液面高差Hg h ∆，有Hg h g p z g p z ∆=--+ρρ//2211，则Q=Hg h K ∆μ三、使用仪器、材料自循环供水器、恒压水箱、溢流板、稳水孔板、可控硅无级调速器、实验管道、文丘里流量计、流量调节阀、接水阀、回水管、复式压差计、滑动测量尺。

文丘里管实验一、实验目的1、在文丘里管收缩段和扩张段，观察压力水头、速度水头沿程的变化规律，加深对伯努利方程的理解。

2、了解文丘里流量计的工作原理。

3、掌握文丘里管流量系数的测定方法。

二、实验原理1、理想流体伯努利方程的验证文丘里管是在管路中安装一段断面急速变小，而后又逐渐恢复原来断面的异径管，如图3所示。

喉管 图3　理想流体伯努利方程示意图在收缩段，由于流体流动断面减小，因而流速增加，测压管水头连续下降，喉管处断面最小，流速最大， 测压管水头因而最低；相反，在渐扩管中流体流动截面逐渐扩大，流速减小，测压管水头也不断得到恢复。

这些现象都是由于流体流径文丘里管时，遵守连续性方程（常数） (1)Q vA =和伯努利方程（常数） (2)H h gv =+22以上两个方程表明，无论流体流动过程中断面几何参数如何变化，所有断面上的总水头H 和流量都保持不变，也就是说流体流动一直遵守着能量守恒和物质守恒这两个基本定律。

上述现象和规律将在实验中通过11根测压管的液面变化加以验证。

为了便于实验分析，现将公式(2)作如下变换，并以下标 表示测压管序号，例如 表示第四根测压管即i 4=i 喉管。

公式(2)可以写成gv h g v h i i 222211+=+两边同除以, 并移项得24v (3)242212412v v v g v h h i i -=-公式(1)可以写成ii A v A v A v ==4411所以21241441d d A A v v ==22444i i i d d A A v v ==代入公式(3)得(4)444142412⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-i i d d d d g v h h 公式(3)和公式(4)表明，测压管水头变化的相对值，完全决定于流动断面的几何比例，从而进一步揭示了断面流速与测压管水头之间的关系。

我们根据公式(4)画出测压管水头相对变化的理论曲线和实际曲线（分别为上式右项和左项），通过比较，两者应当是一致的（横坐标为测压管序号，纵坐标分别为以上两项）。

文丘里实验心得体会1. 在文丘里流量计7的两个测量断面上, 分别有4个测压孔与相应的均压环连通, 经均压环均压后的断面压强，由气—水多管压差计9测量, 也可用电测仪测量。

2. 功能术;二、安装使用说明:1. 安装仪器拆箱以后, 按图检查各个部件是否完好, 并按装置图所示安装实验仪, 各测点与测压计各测管一一对应,并用连通管联接, 调速器及电源插座可固定在实验台侧壁或图示位置, 调速器及电源插座位置必须高于供水器顶;2. 通电试验加水前先接上220V交流市电, 顺时针方向打开调速器旋钮, 若水泵启动自如, 调速灵活, 即为正常。

请注意, 调速器旋钮逆时针转至关机前的临界位置, 水泵转速最快, 即出水流量最大;3. 加水(1) 供水器内加水加水前,需先把供水器及水箱等擦干净, 水质要求为洁净(2) 率定流量计的流量系数?, 供分析?与雷诺数Re的相关性; (3) 可供实验分析文氏流量计的局部真空度, 以分析研究文氏空化管产生的3. 技术特性(1) 训练使用文丘里管测量管道流量和采用气—水多管压差计测量压差的技水力条件与构造条件及其他多项定性、定量实验。

(1) 由可控硅无级调速器控制供水流量的自循环台式装置实验仪; (2) 恒压供水箱、文丘里管及实验管道采用丘明有机玻璃精制而成。

文丘里(3) 配有由有机玻璃测压管精制而成的气?水多管压差计, 扩充了测压计实(4) 为扩充现代量测技术, 配有压差电测仪, 测量精度为0.01; (5) 供电电源: 220V、50HZ; 耗电功率:100W; (6) 流量: 供水流量0～300ml/s, 实验管道过流量0～200ml/s; (7) 实验仪专用实验台: 长×宽=150cm×55cm 。

管测压断面上设有多个测压点和均压环; 验内容; 软水, 经过滤净化更佳,若水的硬度过大, 最好采用蒸馏水。

加水量以使水位刚接近自循环供水器与回水管接口为宜，并检查供水器是否漏水。