文丘里流量计实验分析与讨论答案.doc

问 题 一.本实验中，影响文丘里管流量系数大小的因素有哪些？哪个因素最敏感？对d2=0.7cm的管道而言，若因加工精度影响，误将（在最大流量下的μ值将变为多少？

参: 由式

、

、

、

有关。其中、

比

影响最敏感。

得

－0. 01）cm值取代上述

值时，本实验

可见本实验（水为流体）的μ值大小与本实验中若文氏管精度，若

，通常在切削加工中测量方便，容易掌握好

不易测量准确，从而不可避免的要引起实验误差。例如当最大流量时μ值为0. 976，

的误差为－0. 01cm，那么μ值将变为1. 006，显然不合理。 问 题 二.为什么计算流量参: 因为计算流量

是在不考虑水头损失情况下，即按理想液体推导的，而实际流体存在粘性

，即μ< 1. 0。

与实际流量

不相等？

必引起阻力损失，从而减小过流能力，Q <

问 题 三.试证气—水多管压差计（图6. 4）有下列关系：

参:

如图6. 4所述，

，

问 题 四.试应用量纲分析法，阐明文丘里流量计的水力特性。 参:

运用量纲分析法得到文丘里流量计的流量表达式，然后结合实验成果，便可进一步搞清流量计的量测特性。

对于平置文丘里管，影响

的因素有：文氏管进口直径

。根据

定理有

，喉径

、流体的密度

、

动力粘滞系数μ及两个断面间的压强差

从中选取三个基本量，分别为：

共有6个物理量，有3个基本物理量，可得3个无量纲

数，分别为：

根据量纲和谐原理，

的量纲式为

分别有

联解得：

，则

同理

将各

值代入式（1）得无量纲方程为

或写成

进而可得流量表达式为

（2）

式（2）与不计损失时理论推导得到的

（3）

计算，变为

相似。为计及损失对过流量的影响，实际流量在式（3）中引入流量系数

比较（2）、（4）两式可知，流量系数关系并不一定代表了式（2）中函数相关性。

与

（4）

一定有关，又因为式（4）中

与

、

的函数

的

所应有的关系，故应通过实验搞清

通过以上分析，明确了对文丘里流量计流量系数的研究途径，只要搞清它与及的关系就行了。

由实验所得在紊流过渡区的大，因恒有μ< 1，故若使实验的

～

关系曲线（

为常数），可知

随

的增大而增

增大，将渐趋向于某一小于1的常数。 与

也有关，不同的

值，可以得到

另外，根据已有的很多实验资料分析，不同的实验率定中的雷诺数

流量系数

～～

关系曲线，文丘里管通常使

= 2。所以实用上，对特定的文丘里管均需

的关系，或者查用相同管径比时的经验曲线。还有实用上较适宜于被测管道

值接近于常数0. 98。

> 2×105，使

的上述关系，也正反映了文丘里流量计的水力特性。

。工程中应用文氏

问 题 五.文氏管喉颈处容易产生真空，允许最大真空度为6～7m

管时，应检验其最大真空度是否在允许范围内。据你的实验成果，分析本实验流量计喉颈最大真空值为多少？

参： 本实验若

= 1. 4cm，

= 0. 71cm，以管轴线高程为基准面，以水箱液面和喉道断面分别

为1—1和2—2计算断面，立能量方程得

则

即实验中最大流量时，文丘里管喉颈处真空度5cm

。

进一步分析可知，若水箱水位高于管轴线4m左右时，实验中文丘里喉颈处的真空度可达7m

（参考能量方程实验解答六—4）。

，而由本实验实测为60.