1、圖2孔板流量計原理示意圖-他工+ iW +F珂2(1)實驗六 孔板流量計的設計、制作與標定20學時一、實驗目的動手能力是青年學生綜合素質的一個重要方面，理科實驗教學內容偏重驗證課堂講授 的知識，且由于教學時數的限制，儀器、藥品都已具備，學生自己設計，自己動手的時機相 對較少。本實驗從孔板流量計的設計、安裝、標定，至U流量計曲線的繪制，都由學生自己處理。 通過自己的設計、自己制作并標定，以及數據處理寫出使用說明書，動手能力及數據處理能力都可以得到鍛煉。此外，盡管我們的教學設施日益齊備，但學生在未來教學或科研工作中自己動手制作一些小設備、小儀器的情況不可防止， 該實驗可培養學生自己動手的思維意識，

2、解決實驗中某些儀器設備的困難。當然，自己制作對孔板流量計的測試原理、制作關鍵都可以加深理解。二、制作原理孔板流量計的測試原理是流體通過孔板的銳孔時，由于孔板的滯流作用，造成流體內 機械能的相互轉換， 即靜壓能轉化為動能。在孔板前，管道內完全充滿流體，且具有穩定的 邊界層，當流體流過孔板的銳孔后，邊界層發生別離，主體流體四周被旋渦環繞，流體直徑縮小，直徑最小處稱為縮脈，然后又逐漸變大。顯然，孔板前后流體內發生了機械能轉換。圖1標準孔板流量計1. 測壓環 2孔板 3導管 4壓差計根據機械能衡算式，可導出孔板流量計的測量計算公式。如圖2所示，在孔板前導管上取一截面為1-1，在孔板后的縮脈處另取一截面

3、為2-2。在截面1-1, 2-2之間進行能量衡算：由于衡算系統內沒有軸功，所以-Ws=0，又由于管子是水平的，所以 Z=0 ;而且假定流體為不可壓縮的理想流體，那么F =0，而因而上式可化簡為P2vdp 二Pip2 piP2氏2-522 丄5沖2a由于縮脈位置因流速而改變，因而難以確定，其截面S2也難于測得，而孔板的銳孔直徑do和截面積S。那么是設計確定的；再那么，在設備一旦制成后，測壓管的位置是不能在測量 過程中隨意改變的，因此，用孔板銳孔處的流速U0來代替上式中的U2是切實可行的，但需要加以校正，即用系數 C校正流體流速U0與U2之間的差異，同時校正實際流體與理想流體 之間的差異，即校正由

4、于實際流體流經孔板所造成的能量損失，因此a又可寫為UoJuiHc2(b)對于不可縮流體，根據連續性方程可得:UiUoSo(2)Si將此式代入b式并整理后可得2UoC p2),So、2T(c)Co21(So )2 Si)并將等式兩邊開平方，那么得:(3)(4)式中pi-P2為孔板前后的壓強差，其數值可由U型壓差計的液柱高度直接測得，即Pi - P2- JgRCo稱為孔板流量計的流量系數，其數值取決于孔板流量計的構造和雷諾數，需由實驗測定。三、儀器壓差計、流量計四、實驗步驟1孔板銳孔孔徑的計算。根據孔板流量計的測量原理，計算指定測量范圍內所需孔板銳孔孔徑的 數值，及所需壓差計的規格，寫出計算過程及

5、結果。交教師審定。2. 照計算所得數據，精確制作孔板，在鉆床上打出嚴格尺寸的孔，并進一 步加工為適 當角度的銳孔，正確粘連在管道中，并將由計算選定的壓差 計連接到兩側。3. 標定 PVs的測試裝置中，有水的穩壓高位槽、測試管道及流量計、調節 閥等，需要自己合理組裝連接，并以使用方便、板面整潔為標準。4. 自制的孔板流量計連接在標定用的裝置上，用閥門調節不同的流量，用 秒表計時，用量筒計量流體體積。至少測十個點，每點最少三次，取最接 近的兩點求平均值，以此為準，將數據點精確標在雙對數坐標上，并做出 PVs曲線。要求數字和曲線清晰。五、孔板流量計標定的裝置圖3孔板流量計標定的裝置示意圖六、實驗數據記錄123 P (mmH)Vs-1 (ml s )123平均實驗數據整理123 P (mmH)Vs(ml s )將實驗測