实验二 能量方程验证实验
一、实验目的：
1. 实测有压输水管路中的数据，绘制管路的测压管水头线和总水头线，以验证能量方程并观察测压管水头线沿程随管径变化的情况。 2. 掌握“体积法”测流量的方法。 3. 观察弯道水流压强分布规律。 二、实验设备：
水箱尾阀量测水箱溢流管回水管水箱抽水机供水管 实验装置由实验桌、供水系统、回水系统、量测装置、实验管道等组成。其中实验管道由直管、手收缩渐变管、扩散渐变管、弯管组成，在管道内安装有微型比托管，并有连通管与测压管相连接，实验管道壁上开有测压孔，同样有连通管与测压管相连接。 三、实验原理： 1. 在直管、渐变管壁上开的测压孔所测的数值即是测压孔所在位置断面的测压管水头，即
z+
p。将各断面的测压管水头水位沿流向连接起来，即是测压管水头线。 ?g2. 用体积法可测出管道通过的流量，利用连续性方程可计算出各断面的平均流速和流速
水，将各断面的测压管水头与该断面流速水头相加，即可得到该断面的总水头。各断面的总水头的连线，即为总水头线。
3. 微型比托管所测的水头为比托管管嘴所在位置的总水头。 四、实验步骤：
1. 熟悉实验设备后，打开尾阀，接通电源，启动供水系统。
2. 等到供水稳定后，用吸耳球排除测压管中的气体。关闭尾阀，观察测压管中的水位是否
在同一水平面上，判断是否排完气体。
3. 打开尾阀，调节流量，使测压管水位在适当高度。等到水位稳定后，开始测量。 管道断面直径、面积表： 断面编号 直径(cm) 面积(cm)
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21 1.9 2.84 2 1.9 2.84 3 1.9 2.84 4 1.45 1.65 5 1 0.78 6 1.45 1.65 7 1.9 2.84 水头数据记录表：(仅供参考) 断面编号 测压管水头 1 2 3 4 5 6 7 毕托管所 测总水头 流量测定记录：(仅供参考)
有关常数：量测水箱水平面积A=145cm2。 测次 初高H1(cm) 1 2 1 量测水箱 终高H2(cm) 2 净高 △H（cm） 3 体积 3V（cm） 4 时间 t(s) 5 流量Q平均流量Q33（cm/s） （cm/s） 6 7 计算结果表：(仅供参考)
断面编号 断面平均流速v(cm/s) 流速水头 v2(cm) 2g测压管水头 z+ p (cm) ?g总水头 pv2z++(cm) ?g2g五、注意事项： 1. 流量不要太大，以免有些测压管水位过低，影响读数，甚至引起管道吸进空气，影响实
验。
2. 一定要在水流恒定后才能量测。
3. 实验结束后，一定要关闭电源，拔掉电源插头。
4. 流速较大时，测压管水位有波动，读数时要读取时均值。 5. 实验时一定要注意安全用电。 六、思考题
1. 计算1断面和5断面比托管所测点流速。 2. 绘制测压管水头线和总水头线。
3. 比较比托管所测总水头和用平均流速计算出的总水头之间的大小。 4. 分析水流在直道和弯道处的测压管水头在各部位的大小情况。
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实验三 文丘里实验
一、实验目的：
1. 测定文丘里管流量系数μ值。
2. 绘制文丘里管的流量Q与压差计压差△h之间的关系曲线。 3. 学习、了解自动量测系统的使用方法。 二、实验设备：
测压管水箱2尾阀溢流管量测水箱回水管水箱抽水机供水管
实验装置由实验桌、供水系统、回水系统、文丘里管等组成，其中文丘里管由收缩段、喉管和扩散段组成。在收缩段和喉管上开有测压孔，并与测压管连通。实验装置另外配备有自动测压和流量自动量测系统。 三、实验原理：
首先列出1断面和2断面的能量方程式，并设a1≈1,a2≈1，且不考虑两断面之间的水头损失，则有：
2p1v12p2v2+=+ (1) ?g2g?g2g∵ v1A1=v2A2 ∴ v2=v1代入（1）式得：
A1A2
A2p1?p2v12=[(1)-1] ?g2gA2 8
V1=
2g[(A12)?1]A2p1?p2 ?g理论流量：QT=A1V1=A1
2g[(A12)?1]A2p1?p2 ?gQT=CT?h
CT为文丘里的理论常数。由于实际液体在运动中存在水头损失，故实际通过的流量Q与理论流量QT有误差，所以把Q/QT叫做文丘里管流量系数，用μ表示：
μ=
Q QT四、实验步骤： 1. 2. 3. 4.
熟悉实验指导书，了解实验目的、原理和设备结构。 打开尾阀，接通水泵电源，给水箱供水。
关闭尾阀，排除管道和测压管中的气体，直到测压管的水位读数相等。
打开尾阀，使管道通过较大流量，且测压管的水位均能读数。等到水流稳定后，开始测定测压管水位和流量，并记录。
5. 控制尾阀，减小流量，使测压管水位差减小2cm左右，等到水流稳定后，继续测定。 6. 测次大于6次后，且压差分布均匀，实验可以结束。 7. 关闭电源。
流量数据记录表：(仅供参考)
量测水箱水平面积：A=145cm2 测次 初高 cm 1 2 3 4 5 6 量测水箱 终高 cm 净高 cm 体积 cm3 时间 s 流量Q cm3/s 2
测压管水头 h1(cm) 2
h2(cm) 文丘里管断面直径、面积：d1= 1.9 cm d2= 1 cm A1= cm A2= cm
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计算结果表：(仅供参考) 测次 1 2 3 4 5 6 7 测压管压差 文丘里管理论△h(cm) 常数CT 理论流量 3QT（cm/s） 实际流量3Q(cm/s) 文丘里管流量 系数μ 五、注意事项：
1. 在实验中，一定要注意用电安全。
2. 在操作过程中，动作不要过大、过猛，以免损坏仪器。 3. 使用自动量测系统时，一定要按老师要求进行操作。 六、思考题：
1. 分析文丘里流量计所测理论流量与实际流量之间的大小，并分析其原因。 2. 文丘里管能否倒装，并说明原因。 3. 绘制Q-h关系曲线。
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