文档介绍：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。
理想总水头线

H
h11
h1

h4

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)
和伯努利方程
(常数) (2)
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喉管。公式(2)可以写成

两边同除以, 并移项得
(3)
公式(1)可以写成
所以
代入公式(3)得
(4)
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)。
2、流量系数的测定
将公式(1)、(2)应用于1、4两断面,可以得到
前式代入后式得
计算流量为

若以流量系数表示阻力损失的影响,上式可以写成实际流量为:
(ml/s) (5)
式中——仪器常数,为定值
() (6)
因此,在实验中,测得流量和测压管水头、,即可求得流量系数,~