闸下自由出流流量系数测定实验

堰流和闸孔出流能力计算

第七章堰流和闸孔出流能力计算一、选择题 1、作用水头相同时，孔口的过流量要比相同直径的管咀过流量（1）大（2）小（3）相同（4）无法确定。 2、堰流的流量与堰顶水头的（）成正比。（1）1/2次（2）3/2次方（3）2次方（4）1次方 3、闸孔出流的流量与闸前水头（）成正比（1）1次方（2）2次方（3）0.5次方 4、对WES 曲线型实用堰来说，当实际水头小于设计水头时，实用堰的实际过水能力（）设计过水能力。（1）大于（2）小于（3）等于（4）不一定 5、发生水跃是水流由（1）缓流过渡到急流（2）临界流过渡到急流（3）急流过渡到急流（4）急流过渡到缓流 6、当堰厚为δ，堰上水头为H ，那么0.67

2、何谓堰流，堰流的类型有哪些？如何判别？ 3、下图中的溢流坝只是作用水头不同，其它条件完全相同，试问：流量系数哪个大？哪个小？为什么？四、计算题 1、如图所示曲线型实用堰上的单孔平板闸孔泄流，闸门底缘斜面朝向下游，当闸门开度e=1m 时，其泄流量Q = 24.33m /s ，闸孔宽b= 4m ，试求：堰上水头H 。 2、一曲线型实用堰，堰顶设有弧型闸门，如下图所示。已知堰顶宽度b=10m ，堰顶水头H=6m ，闸门开度e=2m ，不计行近流速，闸下游为自由出流。试求闸孔泄流量Q 。（流量系数H e 19.0685.0-=μ） 3、有一三角形薄壁堰，堰口夹角090=θ，夹角顶高程来0.6m,溢流时上游水位为0.82m, 下游水位为0.4m ，求流量。 4、为了灌溉需要，在某河修建拦河溢流坝一座，如图所示。溢流坝采用堰顶上游为三圆弧段的WES 型实用堰剖面。（单孔边墩为圆弧形）坝的设计洪水流量为540s m /3 ,相应上、下游设计洪水位分别为50.7m 和48.1m 。坝址处河床高为38.5m ，坝前河道过水断面面积为5242m .根据灌溉水位要求，已确定坝顶高程为48.0m ，求：坝的溢流宽度B 。

气体流量测定与流量计标定

实验二气体流量测定与流量计标定一、实验目的气体属于可压缩流体。气体流量的测量，虽然有一些与用于不可压缩流体相同的测量仪表但也有不少专用于气体的测量仪表，在测量方法和检定方法上也有一些特殊之处。显然，气体流量的测量与液体一样，在工业生产上和科学研究中，都是十分重要的。尤其是在近代，工业生产规摸的大型化和科学实验的微型化，往往这些流量、温度、压力等的检测仪表就成为关键问题。目前，工业用有LZB系列转子流量计，实验室用有LZW系列微型转子流量计，可供选用。对于市售定型仪表，若流体种类和使用条件都按照规格规定，则读出刻度就能知道流量。但从精度上考虑，仍有必要重新进行校正。转子流量计自制是有困难的，因锥形玻璃管的锥度手工难于制作。但是，在科学研究中或其它某种场合，有时，不免还要根据某种特殊需要，创制一些新型测量仪表和自制一些简易的流量计。不论是市售的标准系列产品还是自制的简易仪表，使用前，尤其是使用一段时间后，都需要进行校正，这样才能保证计量的准确、可靠。气体流量计的标定，一般采用容积法，用标准容量瓶量体积，或者用校准过的流量计作比较标定。在实验室里，一般采用湿式气体流量计作为标准计量器。它属于容积式仪表，事先应经标准容量瓶校准。实验用的湿式流量计的额定流量，一般有 0.2m3·h—1和0.5m3·h—1两种。若要标定更大流量的仪表，一般采用气柜计量体积。实验室往往又需用微型流量计，现时一般采用皂膜流量计来标定。本实验采用标准系列中的转子流量计和自制的毛细管流量计来测量空气流量。并用经标准容量瓶直接校准好的湿式流量作为标准，用比较法对上述两种流量计进行检定，标定出流量曲线.，对毛细管流量计标定。通过本实验学习气体流量的测量方法，以及气体流量计的原理、使用方法和检定方法。同时，这些知识和实验方法对学习者在进行以下各项实验时，肯定会有帮助，尤其时对今后所从事的各种实验研究工作，也是有益处的。二、实验原理 1．湿式气体流量计该仪器属于容积式流量计。它是实验室常用的一种仪器，其构造主要由圆鼓形壳

阀门流量流阻系数

阀门流量流阻系数 Revised by BLUE on the afternoon of December 12,2020.

阀门的流量系数与流阻系数一、阀门的流量系数流量系数即：CV值（中国工业称为：KV值）是阀门、调节阀等工业阀门的重要工艺参数和技术指标。正确计算和选择CV值是保障管道流量控制系统正常工作的重要步骤。 1、流量系数的定义是指单位时间内、在测试条件中管道保持恒定的压力，管道介质流经阀门的体积流量，或是质量流量。即阀门的最大流通能力。流量系数值越大说明流体流过阀门时的压力损失越小。阀门的CV值须通过测试和计算确定。 2、阀门流量系数的计算 (1)一般式 C=Q√ρ/Δp 式中C—流量系数； Q—体积流量； ρ—流体密度； Δp—阀门的压力损失 (2)Kv值的计算表 Kv=Q√ρ/Δp 式中Kv—流量系数(m2)； Q—体积流量(m3/h)； ρ—流体密度(kg/m3)；

Δp—阀门的压力损失(bar)。 (3)Cv值的计算表 Cv=Q√G/Δp 式中Cv—流量系数(Usgal/min÷（√1lbf/in2）)；Q—体积流量(USgal/min)； ρ—水的相对密度=1； Δp—阀门的压力损失(lbf/in2)。 (4)Av值的计算表 Kv=Q√ρ/Δp 式中Kv—流量系数(m2)； Q—体积流量(m3/s)； ρ—流体密度(kg/m3)； Δp—阀门的压力损失(Pa)。 (5)流量系数Av、Kv、Cv间的关系 Cv=1.17Kv Cv=10e6/24Av Kv=10e6/28Av 3、单位换算 Kv与Cv值的换算

国外，流量系数常以Cv表示，其定义的条件与国内不同。Cv的定义为：当调节阀全开，阀两端压差ΔP为1磅/英寸²，介质为60℉清水时每分钟流经调节阀的流量数，以加仑/分计。由于Kv与Cv定义不同，试验所测得的数值不同，它们之间的换算关系为：Cv=1.167Kv 二、阀门的流阻系数流体通过阀门时，其流体阻力损失以阀门前后的流体压力降Δp表示。对于紊流流态的液体： Δp=ζu2ρ/2 式中Δp—被测阀门的压力损失（Mpa）； ζ—阀门的流阻系数； ρ—流体密度（kg/mm3）; u—流体在管道内的平均流速（mm/s）。

气体体积流量测量的温度压力补偿公式及相对误差计算

流量计示值修正（补偿）公式我公司能源计量的流量计示值单位规定为20℃，101.325kPa 标准状态的流量，如设计选型使用了不同流量计示值单位，则根据设计的流量单位（质量流量kg/h 、0℃，101.325kPa 及20℃，101.325kPa 标准状态或工作状态）选用对应的温度、压力修正（补偿）公式；不同测量原理的流量计，应根据其流量计流量方程（公式）选用对应的温度、压力修正（补偿）公式。 1. 气体流量测量的温度、压力修正（补偿）公式： 1.1 差压式流量计的温度、压力修正（补偿）实用公式：一般气体体积流量（标准状态20℃，101.325kPa ），根据差压式流量计流量方程，可得干气体在标准状态（20℃，101.325kPa ）的积流流量: ）（）（）（）（15.273T 325.101p 15.273T 325.101p q q vN vN +'?++?+'=' （1）式中： q'vN ——标准状态下气体实际体积流量； q vN ——标准状态下气体设计体积流量； p' ——气体实际压力，kPa ； p ——气体设计压力，kPa ； T'——气体实际温度，℃； T ——气体设计温度，20℃。 1.2 一般气体质量流量的温度、压力修正（补偿）公式：

T p T p q q m m ''=' （2）式中： q'vN ——标准状态下气体实际体积流量； q vN ——标准状态下气体设计体积流量； p' ——气体实际压力，绝对压力； p ——气体设计压力，绝对压力； T'——气体实际温度，绝对温度； T ——气体设计温度，绝对温度。 1.3 蒸汽的温度、压力修正（补偿）公式：根据差压式流量计流量方程，可得蒸汽的质量流量: ρρ' ='m m q q （3）式中： q'm ——蒸汽实际质量流量； q m ——蒸汽设计质量流量； ρ' ——蒸汽实测时密度； ρ ——蒸汽设计时密度；依据水和水蒸汽热力性质IAPWS-IF97公式其密度计算模型，工业常用范围内水蒸汽的密度为： )(1000 10 ππγγνρ+==RT

阀门的流量系数,流体阻力系数,压力损失

阀门的流量系数,流体阻力系数,压力损失阀门的流量系数、流阻系数、压力损失一、阀门的流量系数阀门的流量系数是衡量阀门流通能力的指标，流量系数值越大说明流体流过阀门时的压力损失越小。国外工业发达国家的阀门生产厂家大多把不同压力等级、不同类型和不同公称通径阀门的流量系数值列入产品样本，供设计部门和使用单位选用。流量系数值随阀门的尺寸、形式、结构而变化，不同类型和不同规格的阀门都要分别进行试验，才能确定该种阀门的流量系数值。 1.流量系数的定义流量系数表示流体流经阀门产生单位压力损失时流体的流量。由于单位的不同，流量系数有几种不同的代号和量值。 2.阀门流量系数的计算 3.流量系数的典型数据及影响流量系数的因素公称通径DN50mm的各种型式阀门的典型流量系数见表。流量系数值随阀门的尺寸、形式、结构而变。几种典型阀门的流量系数随直径的变化如图1-9所示。对于同样结构的阀门，流体流过阀门的方向不同。流量系数值也有变化。这种变化一般是由于压力恢复不同而造成的。如果流体流过阀门使阀瓣趋于打开，那么阀瓣和阀体形成的环形扩散通道能使压力有所恢复。当流体流过阀门使阀瓣趋于关闭时，阀座对压力恢复的影响很大。当阀瓣开度为&#+ 或更小时，阀瓣下游的扩散角使得在两个流动方向上都会有一些压力恢复。对于图1-11所示的高压角阀，当流体的流动使阀门趋于关闭时流量系数较高，因为此时阀座的扩散锥体使流体的压力恢复。阀门内部的几何形状不同，流量系数的曲线也不同。阀门内部压力恢复的机理，与文丘里管的收缩和扩散造成的压力损失机理一样。当阀门内部的压降相同时，若阀门内压可以恢复，流量系数值就会较大，流量也就会大些。压力恢复与阀门内腔的几何形状有关，但更主要的是取决于阀瓣、阀座的结构。二、阀门的流阻系数流体通过阀门时，其流体阻力损失以阀门前后的流体压力降△p表示。 1. 阀门元件的流体阻力阀门的流阻系数! 取决于阀门产品的尺寸、结构以及内腔形状等。可以认为，阀门体腔内的每个元件都可以看作为一个产生阻力的元件系统（流体转弯、扩大、缩小、再转弯等）。所以阀门内的压力损失约等于阀门各个元件压力损失的总和。应该指出，系统中一个元件阻力的变化会引起整个系统中阻力的变化或重新分配，也就是说介质流对各管段是相互影响的。为了评定各元件对阀门阻力的影响，现引用一些常见的阀门元件的阻力数据，这些数据反映了阀门元件的形状和尺寸与流体阻力间的关系。

闸孔出流计算

第八章堰流及闸孔出流第一节概述水利工程中为了宣泄洪水以及引水灌溉、发电、给水等目的，常需要修建堰闸等泄水建筑物，以控制水库或渠道中的水位和流量。堰、闸等泄水建筑物水力设计的主要任务是研究其水流状态和过流能力。一.堰流及闸孔出流的概念既能壅高上游水位，又能从自身溢水的建筑物称为堰。水流由于受到堰坎或两侧边墙的束窄阻碍，上游水位壅高，水流经过溢流堰顶下泄，其溢流水面上缘不受任何约束，而成为光滑连续的自由降落水面，这种水流现象称为堰流。水流受到闸门或胸墙的控制，闸前水位壅高，水流由闸门底缘与闸底板之间孔口流出，过水断面受闸门开启尺寸的限制，其水面是不连续的，这种水流现象称为闸孔出流。二.堰流与闸孔出流的水流状态比较堰流与闸孔出流是两种不同的水流现象：堰流时，水流不受闸门或胸墙控制，水面曲线是一条光滑连续的降落曲线。而闸孔出流时，水流要受到闸门的控制，闸孔上下游水面是不连续的。对明渠中具有闸门控制的同一过流建筑物而言，在一定边界条件下，堰流与闸孔出流是可以相互转化的，即在某一条件下为堰流，而在另一条件下可能是闸孔出流。堰流与闸孔出流两种流态相互转化的条件除与闸门相对开度H e 有关外，还与闸底坎形式或闸门（或胸墙）的形式有关，另外，还与上游来水是涨水还是落水有关。经过大量的试验研究，一般可采用如下关系式来判别堰流及闸孔出流。闸底坎为平顶堰 65 .0≤H e 为闸孔出流， 65 .0>H e 为堰流。闸底坎为曲线堰 75 .0≤H e 为闸孔出流， 75 .0>H e 为堰流。

式中，H为从堰顶或闸底坎算起的闸前水深，e为闸门开度。堰流与闸孔出流又有许多共同点：①堰流及闸孔出流都是由于堰或闸壅高了上游水位，形成了一定的作用水头，即水流具有了一定的势能。泄水过程中，都是在重力作用下将势能转化为动能的过程。②堰和闸都是局部控制性建筑物，其控制水位和流量的作用。③堰流及闸孔出流都属于明渠急变流，在较短距离内流线发生急剧弯曲，离心惯性力对建筑物表面的动水压强分布及过流能力均有一定的影响；④流动过程中的水头损失也主要是局部水头损失。第二节堰流的类型及水力计算公式一、堰流的类型常见的有薄壁堰、曲线型实用堰、折线型实用堰、宽顶堰等。堰的形式不同，其水流特征也不相同。在水力计算时，并不按堰的用途分类，而是按堰坎厚度δ与堰上水头H的比值大小来划分堰流类型，即按堰的相对厚度对堰流进行分类。（1）薄壁堰流： 67 .0 < H δ 。此时越过堰顶的水舌形状不受堰坎厚度的影响，水舌下缘与堰顶只呈线的接触，水面为单一的降落曲线。由于薄壁堰常将堰顶做成锐缘，故薄壁堰也称为锐缘堰。（2）实用堰流： 5.2 67 .0< ≤ H δ 。水舌下缘与堰顶呈面的接触，水舌受到堰顶的约束和顶托，但这种影响还不是很大，越过堰顶的水流主要还是在重力作用下的自由跌落。（3）宽顶堰流： 10 5.2< ≤ H δ 。此时堰顶厚度对水流的顶托作用已经非常明显，进入堰顶的水流受到堰顶垂直方向的约束，过水断面减小，流速增大，加之水流进入堰顶时存在局部水头损失，因此，在进口处形成了水面跌落。然后水面几乎与堰顶保持平行，当下游水位较低时，流出堰顶的水流又会产生第二次水面跌落。当 10 > H δ 时，沿程水头损失已不能忽略，此时的水流特性不再属于堰流，而应该按明渠水流处理。对同一个堰而言，堰坎厚度δ是一定的，但堰上水头H 却是随水流状况变化的。堰流的类型虽然有以上几种，但其水流的运动却有着共同的规律。比如，水流在趋近堰顶时，由于流线收缩，流速增大，溢流自由水面均有明显的降落；从作用力方面来讲，重力作用是主要的；从水流的流线变化情况来看，堰流都属于明渠急变流，离心惯性力的影响比较显著，有时还存在表面张力的影响；从能量方面讲，都是势能转换为动能，而且水流运动过程中以局部水头损失为主。既然如此，堰流问题就可以用同一个公式来描述。

几种常见的流量测量方法气体

流量计常用的几种测量方法简述点击次数：179 发布时间：2010-8-31 15:48:15 为了满足各种测量的需要，几百年来人们根据不同的测量原理，研究开发制造出了数十种不同类型的流量计，大致分为容积式、速度式、差压式、面积式、质量式等。各种类型的流量计量原理、结构不同既有独到之处又存在局限性。为达到较好的测量效果，需要针对不同的测量领域，不同的测量介质、不同的工作范围，选择不同种类、不同型号的流量计。工业计量中常用的几种气体流量计有： (1)差压式流量计差压式流量计是以伯努利方程和流体连续性方程为依据，根据节流原理，当流体流经节流件时(如标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、经典文丘利嘴、文丘利喷嘴等)，在其前后产生压差，此差压值与该流量的平方成正比。在差压式流量计中，因标准孔板节流装置差压流量计结构简单、制造成本低、研究最充分、已标准化而得到最广泛的应用。孔板流量计理论流量计算公式为：

式中，qf为工况下的体积流量，m3/s；c为流出系数，无量钢；β=d/D，无量钢；d为工况下孔板内径，mm；D为工况下上游管道内径，mm；ε为可膨胀系数，无量钢；Δp为孔板前后的差压值，Pa；ρ1为工况下流体的密度，kg/m3。对于天然气而言，在标准状态下天然气积流量的实用计算公式为：式中，qn为标准状态下天然气体积流量，m3/s；As为秒计量系数，视采用计量单位而定，此式As=3.1794×10-6；c为流出系数；E为渐近速度系数；d 为工况下孔板内径，mm；FG为相对密度系数，ε为可膨胀系数；FZ为超压缩因子；FT为流动湿度系数；p1为孔板上游侧取压孔气流绝对静压，MPa；Δp为气流流经孔板时产生的差压，Pa。差压式流量计一般由节流装置(节流件、测量管、直管段、流动调整器、取压管路)和差压计组成，对工况变化、准确度要求高的场合则需配置压力计(传感器或变送器)、温度计(传感器或变送器)流量计算机，组分不稳定时还需要配置在线密度计(或色谱仪)等。 (2)速度式流量计

止回阀流量系数测量

止回阀流量系数测量试验方案 1．流量系数（Cv ）和流阻系数（ξ）分析根据定义，阀门流量系数Cv 值可按下式计算： 28 106 ?=Av Cv （m2）（1） 5 .02??? ? ??=ξA Av （m2）（2）两式合并得： 28 10265.0?? ?? ? ??=ξA Cv （m2）（3）其中： ()2221091.425.04 4-?=?==ππ i D A （m2）根据阀门设计要求，当阀门2900=Cv （m2）时，代入（3）式得： ()()731.02810222 6=???=Cv A ξ 当水温为40℃，2.992=ρkg/m3，流量为400m3/h 时，阀门压降为： ρξ2 2 v P =? （kPa ）（4）其中：263.26.31.49400=?=v m/s ，代入（4）式得： 857.1=?P （kPa ）此时，雷诺数为： 5610585.810659.025.0263.2Re ?=??==-υ vd 当水温为60℃时，雷诺数为： 6610184.110478.025.0263.2Re ?=??= =-υvd 从上述两种水温下，雷诺数基本接近第二自模区，即阀门的阻力系数与雷诺数关系不大，因此流量系数Cv 值可以根据试验测到的ξ值，代入公式（3）计算得到。 2．阀门压力损失估算

管道阻力系数： ()01.010585.8314.0Re 314.025.0525.0=?==λ 管道沿程损失： 54.02.9922263.225.03.501.0222=???=?=?ρλD v L P g （kPa ）阀门压力损失： g z f P P P ?-?=?

闸门水力计算说明

水闸水力计算说明一、过流能力计算 1.1外海进水外海进水时，外海水面高程取5.11m ，如意湖内水面高程取1.0m 。中间三孔放空闸，底板高程为-4.0m ，两侧八孔防潮闸底板高程为2.0m ，每孔闸净宽度为10m 。表2 内海排水时计算参数特性表外海水位/m 湖内水位/m 5.11 1.0 1.1.1中间三孔放空闸段 a.判定堰流类型 27.511 .948 == H δ 式中δ为堰壁厚度，H 为堰上水头。 2.5＜5.27＜10，为宽顶堰流。 b.堰流及闸孔出流判定 11 .95 = H e =0.549≤0.65，为闸孔出流。式中，e 为闸门开启高度，H 为堰、闸前水头。 c.自由出流及淹没出流判定闸孔出流收缩断面水深h c=ε1e=5.0×0.650=3.25m 。式中，e 为闸门开启高度，为5.0m ； ε 1为垂向收缩系数，查《水利计算手册》（2006年第二版）中表3-4-1 得0.650。收缩断面处水流速为 υc=)(20c h H g -?=）（25.311.981.9295.0-???=10.19m/s 。式中，ψ为闸孔流速系数，查《水利计算手册》（2006年第二版）中表3-4-3，取0.95； H 0为闸前总水头，为9.11m ； hc 为收缩断面水深。

收缩断面水深hc 的共轭水深 hc”=)181(22 -+ c c c gh h ν=)125 .381.919.1081(225.32 -??+=6.83m ；下游水深ht=5.0m ＜hc”=6.83m ，故为自由出流。 d.过流量计算根据闸孔自由出流流量计算公式 Q 1=002gH be μ=11.981.92530503.0?????=1008.71m3/s 。式中，μ0为流量系数，平板闸门流量系数可按经验公式 μ0=0.60-0.176 H e =0.60-0.176×0.549=0.503； b 为闸孔宽度，为3×10=30m 。 1.1.2两侧八孔防潮闸段 a.判定堰流类型 43.1511 .348 == H δ ＞10，过渡为明渠流。式中δ为堰壁厚度，H 为堰上水头。 b ．过流量计算因泄洪闸下游与陡坡相连，水利计算可按堰流计算方法进行。 H h t =11 .31-=-0.32＜0.8，为自由泄流；式中，h t 为堰顶下游水深，H 为堰顶上游水深。因堰顶设有闸墩，应考虑侧收缩影响，采用宽顶堰流量公式计算泄流量： Q 2=2 3 02H g mnb c σ=2 311.381.92108377.0985.0??????=721.70m3/s 。式中，m 为流量系数，因进口为斜坡式进口，P/H=7/3.11=2.25，cot θ=30/7=4.286，查《水利计算手册》（2006年第二版）中表3-2-1取m=0.377； b 为每孔闸净宽，为10m ； n 为孔数，为8孔； H 0为堰上水头，为3.11m ； ζc 为侧收缩系数，为有底坎宽顶堰的侧收缩系数，可由别津斯基公式计算

流量系数与流阻系数

阀门的流量系数与流阻系数（一）阀门的流量系数阀门的流量系数是衡量阀门流通能力的指标，流量系数值越大，说明流体流过阀门时的压力损失越小。流量系数值随阀门的尺寸、型式、结构而变化，不同类型和不同规格的阀门都要分别进行试验，才能确定该种阀门的流量系数值。 1、流量系数的定义流量系数表示流体流经阀门产生单位压力损失时的流体的流量。由于单位不同，流量系数有几种不同的代号和量值。 2、阀门流量系数的计算（1）一般式 C=Q √ρ/Δp 式中C—流量系数； Q—体积流量；ρ—流体密度； Δp—阀门的压力损失（2）Kv值的计算表 Kv= Q √ρ/Δp 式中Kv—流量系数(m2)； Q—体积流量(m3/h)；ρ—流体密度(kg/ m3)； Δp—阀门的压力损失(bar)。（3）Cv值的计算表 Cv= Q √G/Δp 式中Cv—流量系数( Usgal/min÷（√1lbf/in2）)；Q—体积流量(USgal/min)；ρ—水的相对密度=1； Δp—阀门的压力损失(lbf/ in2)。

（4）Av值的计算表 Kv= Q √ρ/Δp 式中Kv—流量系数(m2)； Q—体积流量(m3/s)；ρ—流体密度(kg/ m3)；Δp—阀门的压力损失(Pa)。（5）流量系数Av、Kv、Cv间的关系 Cv=1.17Kv Cv=10e6/24Av Kv=10e6/28Av 3、流量系数的典型数据及影响流量系数的因素流量系数值随阀门的尺寸、型式、结构而变。对于同样结构的阀门，流体流过阀门的方向不同，流量系数值也有变化。阀门内部的几何形状不同，流量系数的曲线也不同。阀门内部压力恢复的机理，与文丘里管的收缩和扩散造成的压力损失机理一样。当阀门内部的压降相同时，如阀门内压可以恢复，流量系数值就会较大，流量也就会大些。压力恢复与阀门内腔的几何形状有关，但更主要的是取决于阀塞、阀座的结构。（二）阀门的流阻系数流体通过阀门时，其流体阻力损失以阀门前后的流体压力降Δp表示。对于紊流流态的液体： Δp=ζu2ρ/2 式中Δp—被测阀门的压力损失（Mpa）； ζ—阀门的流阻系数；ρ—流体密度（kg/mm3）; u—流体在管道内的平均流速（mm/s）。

流体力学实验一阻力系数的测定实验

流体力学实验一阻力系数的测定实验（一）实验名称：沿程阻力系数的测定实验目的：（1）测定不同雷诺数Re 时的沿程阻力系数λ；（2）掌握沿程阻力系数的测定方法。实验原理：对I 、Ⅱ两断面列能量方程式，可求得L 长度上的沿程水头损失 h P P h f ?=-= γ γ2 1 根据达西公式 g v d L h f 22 ? ? =λ 先根据单位时间流过体积计算流量，并算出断面平均流速v ，即可求得沿程阻力系数λ。 2 2 22v h L gd Lv gdh f ?? = =λ 令 2 ;2v h k k L gd ?? ==λ则实验设备：多功能水力学实验台，秒表。（右图仅供参考）实验步骤： 1、准备工作 ⑴记录仪器常数d 、L ，并算出k 值。 ⑵检查测压计管3、4测面是否水平（此时Q=0），如果不在同一水平面上，必须将橡皮管内空气排尽，使两测压管的测面处于水平状态。 ⑶关闭无关测点的小阀门 ⑷打开设计流管相关阀门 ⑸关小总阀门 2、进行实验 ⑴开泵，打开秒表，此时相关测压管中应出现较小高差。 ⑵缓慢调节总阀门，记录相关压强高度、高度差、时间、体积等。实验数据处理(下表仅参考)： d= m L= m NO. h 3 h 4 h ? ? t ? Q V λ

(cm) (cm) (cm) (l) (s) (l/s) (m/s) 1 2 3 4 5 注意事项： 1、若测压管中液位较高，可调节压强控制球，使液位降至中部，以增大量测范围。 2、如出现测压管冒泡现象，不必惊慌，可调节流量或停泵重做。思考题： 1.本实验的理论依据是什么？ 2.如何使沿程阻力系数的测定结果与实际相符？（二）（选作）实验名称：管道突然扩大和突然缩小阻力系数的测定实验目的：（1）掌握管道突然扩大和突然缩小局部阻力系数计算公式。（2）掌握测定管道突然扩大和突然缩小的阻力系数的方法。实验原理： 1、突然扩大在扩大前后取1-1及2-2断面，因管道系水平放置，可列出上述断面的能量方程如下： ξ ++ = +g V r P g V r P 222 2 22 1 1g V 22 2 g V g V V r P P 2222 2 2 2 12 1-+ -= ξ 2、突然缩小在缩小前后取3-3及4-4断面，列能量方程式 ξ ++ = +g V r P g V r P 222 4 42 3 3g V 22 4

平面弧形双开闸门流量系数影响因素

第３０卷第９期２　０　１　２年９月水　电　能　源　科　学Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　ＰｏｗｅｒＶｏｌ．３０Ｎｏ．９Ｓｅｐ．２　０　１　２文章编号：１０００－７７０９（２０１２）０９－０１３６－０３平面弧形双开闸门流量系数影响因素分析王法猛１，张忠良２（１．河海大学水利水电学院，江苏南京２１００９８；２．广东省水利电力勘测设计研究院施工预算分院，广东广州５１０６１０）摘要：鉴于平面弧形双开闸门为一种具有弧形闸门和横拉门的新型闸门，其流量系数的研究尚处于起步阶段，采用物理模型方法分析了不同试验工况下平面弧形双开闸门流量系数影响因素。结果表明，当闸门开度不同时，相对淹没度与流量系数呈一定的曲线关系，且流量系数随相对淹没度的增加而降低；闸门入口处断面平均弗劳德数与流量系数呈线性关系，且此线性关系与闸门开度无关。关键词：平面弧形双开闸门；流量系数；闸门开度；相对淹没度；平均弗劳德数中图分类号：ＴＶ６６３文献标志码：Ａ收稿日期：２０１１－１２－２０，修回日期：２０１２－０３－０９作者简介：王法猛（１９８７－），男，硕士研究生，研究方向为工程水力学，Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｆａｍｅｎｇ＠１６３．ｃｏｍ平面弧形双开闸门为一种具有弧形闸门和横拉门的新型闸门，对大跨度低水头的城市防洪工程具有重要的应用价值［１］，但该闸门在实际工程中运用较少（仅在常州市钟楼防洪控制工程和荷兰新水道挡潮闸所用的浮动扇形门等有所应用），尤其对其流量系数的研究尚处于起步阶段，因此研究此闸门型式不仅能丰富和扩展水力学理论，更能为实际工程提供技术支撑。目前，苗宝广等［２］研究有压隧洞流量系数与闸门开度的关系表明，闸门开度越小，沿程水头损失和隧洞其他部位局部水头损失越小，但闸门处的局部损失越大，反之亦然，两者综合作用对泄流均产生影响；党九社［３］对高洞中平板闸门进行的试验说明闸门边界条件对小流量的约束力大、对大流量的约束力小；张高峰等［４］根据过闸流量和水位的关系，由流量系数和淹没系数拟合得出流量计算公式；Ｋｈ　ＫｈＩｍｏｍｎａｚａｒｏｖ等［５］给出了现状流量系数的公式。然而，闸门的流量系数公式形式应随闸前、后的水流条件的变化而变化，对不同类别应采取相应的流量系数公式进行计算［６］。鉴此，本文运用物理模型方法研究了不同试验工况下影响平面弧形双开闸门流量系数的因素，获得了相对淹没度与流量系数的关系，并给出了闸门入口处的断面平均弗劳德数与流量系数关系的计算公式，可为一般弧形双开闸门的研究提供理论支持。１　模型建立与试验条件闸门采用两个半径为６０ｍ的双扇弧形闸门对称布置，闸门孔口净宽为９０ｍ，孔口底部高程为－１．０ｍ，门顶高程为６．５ｍ。在河道两岸各设置一个门库，弧门门库平面布置为圆弧形，门库内壁圆弧半径分别为５５．５、６２．０ｍ，每个门库和口门处的净宽分别为６．５、３．８ｍ。平面弧形双开闸门布置图见图１。图１　平面弧形双开闸门布置图Ｆｉｇ．１　Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ　ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆ　ｐｌａｎｅｓｅｇｍｅｎｔ　ｄｏｕｂｌｅ　ｇａｔｅ１．１　模型的比例尺选择试验模型采用几何正态，并按重力相似准则进行设计，模型几何相似比尺λＬ取２５（原型∶模型）、水深比尺λＨ取２５、流速比尺λＶ＝ λ０．５Ｈ（取５）、流量比尺λＱ取３　１２５、压强比尺λＰ／γ取２。模型模拟了闸门及上、下游河道（上、下游河道模拟长度分别为９０、１４０ｍ），模型全长约９ｍ，上游测针设定于上游距闸门２．５ｍ处，下游测针设定于下游距闸门４．５ｍ处。虽然弧形闸门按比例进行了概化，但试验中并未采用可开启和关闭的活动闸门，而是将闸门固定在河道上，用可拆卸的固定门板进行一定顺序的组合来改变闸门开度。由于是概化模型，模型河道是在其他原有模型基础上改造而成，因此模型与原型在布置上有

气体压力及流量的测量

气体压力及流量的测量压力的表示方法常用测压仪表气压计真空的获得气体钢瓶减压阀各种流量计简介压力是用来描述体系状态的一个重要参数。许多物理、化学性质，例如熔点、沸点、蒸气压几乎都与压力有关。在化学热力学和化学动力学研究中，压力也是一个很重要的因素。因此，压力的测量具有重要的意义。就物理化学实验来说，压力的应用范围高至气体钢瓶的压力，低至真空系统的真空度。压力通常可分为高压、中压、常压和负压。压力范围不同，测量方法不一样，精确度要求不同，所使用的单位也各有不同的传统习惯。一、压力的表示方法压力是指均匀垂直作用于单位面积上的力，也可把它叫作压力强度，或简称压强。国际单位制（SI）用帕斯卡作为通用的压力单位，以Pa或帕表示。当作用于1m2(平方米)面积上的力为1N(牛顿)时就是1Pa(帕斯卡): 但是，原来的许多压力单位，例如，标准大气压（或称物理大气压，简称大气压）、工程大气压（即kg·cm-2）、巴等现在仍然在使用。物理化学实验中还常选用一些标准液体（例如汞）制成液体压力计，压力大小就直接以液体的高度来表示。它的意义是作用在液柱单位底面积上的液体重量与气体的压力相平衡或相等。例如，1atm可以定义为:在0℃、重力加速度等于 9.80665时，760mm高的汞柱垂直作用于底面积上的压力。此时汞的密度为13.5951g·cm-3。因此，1atm又等于1.03323kg·cm-2。上述压力单位之间的换算关系见表II-2-1。表Ⅱ-2-1 常用压力单位换算表压力单 Pa kg·cm-2 atm bar mmHg 位

Pa1 1.019716×10-2 0.9869236×10-5 1×10-57.5006×10-3 kg·cm-2 9.800665×10-4 10.9678410.980665753.559 atm 1.01325×105 1.033231 1.01325760.0 bar1×105 1.019716 6.9869231750.062 mmHg133.3224 1.35951×10-3 1.3157895×10-3 1.33322×10-31 除了所用单位不同之外，压力还可用绝对压力、表压和真空度来表示。图Ⅱ-2-1说明三者的关系。显然，在压力高于大气压的时侯: 绝对压=大气压+表压或表压=绝对压-大气压在压力低于大气压的时候: 绝对压=大气压-真空度或真空度=大气压-绝对压当然，上述式子等号两端各项都必须采用相同的压力单位。二、常用测压仪表 1.液柱式压力计液柱式压力计是物理化学实验中用得最多的压力计。它构造简单、使用方便，能测量微小压力差，测量准确度比较高，且制作容易，价格低廉，但是测量范围不大，示值与工作液密度有关。它的结构不牢固，耐压程度较差。现简单介绍一下U型压力计。液柱式U型压力计由两端开口的垂直U型玻璃管及垂直放置的刻度标尺所构成。管内下部盛有适量工作液体作为指示液。图II-2-2中U型管的两支管分别连接于两个测压口。因为气体的密度远小于工作液的密度，因此，由液面差Δh及工作液的密度ρ、重力加速度g可以得到下式: 或

流体管路流动阻力系数的测定

五、数据处理 1、局部阻力管的原始数据以及相关处理数据局部阻力管（不锈钢+闸阀） 18℃水的密度：ρ=998.2kg/m3管内径：20 mm 18℃水的粘度：1.0559×10-3 Pa·s 测量段长度：1000mm 2、光滑管的原始数据以及相关处理数光滑管（不锈钢） 18℃水的密度：ρ=998.2kg/m3 管内径：20 mm 18℃水的粘度：1.0559×10-3 Pa·s 测量段长度：1000mm

3、粗糙管的原始数据以及相关数据处理粗糙管（镀锌铁管） 18℃水的密度：ρ=998.2kg/m3管内径：20 mm 18℃水的粘度：1.0559×10-3Pa·s 测量段长度：1000mm

4、根据计算所得的粗糙管和光滑管的实验结果，在同一对数坐标上绘制曲线：对照《化工基础》教材上的曲线图（如下）,估算出两管的相对粗糙度和绝对粗糙度

已知光滑管和粗糙管的管内径都为20mm,将光滑管和粗糙管的λ和Re值代入上图可估算为粗糙管的相对粗糙度为0.004，绝对粗糙度约为0.00008；光滑管的相对粗糙度约为0.0001，绝对粗糙度约为0.000002。 5、数据方法示例：（1）湍流时流量、流速、以及摩擦力系数的计算取光滑管第一组的数据示例已知: 光滑管（不锈钢）18℃水的密度：ρ=998.2kg/m3管内径：20 mm 18℃ 水的粘度：1.0559×10-3Pa·s 测量段长度L：1000mm,其中，λ为光滑管阻力摩擦系数，无因次d为光滑管内径， ?p为流体流经 L m 光滑管两端的压力又有：流量q v =0.5m3/h 流速 u=q v / A = 4 q v / ∏d2 = 4×0.5/3600×3.14×0.022 m/s = 0.4423≈0.44 m/s 雷诺数 Re=dup /μ=(0.02*0.44*998.2)/0.0010599=8287.73 摩擦阻力系数由?p =ρLλl u2 / 2d得 λ=2d ?p/ρLu2 = 2×0.02×147.13÷(998.2×1×0.442) = 0.03045357 ≈ 0.3045 其中，λ为光滑管阻力摩擦系数，无因次d为光滑管内径?p为流体刘晶L m光滑管两端的压力

阀门流量流阻测试装置_阀门_2008tr

文章编号:100225855(2008)022******* 作者简介:王剑(1978-),男,工程师,主要从事阀门技术研究及阀门试验装置开发设计工作。阀门流量流阻测试装置王剑1,林美2,陈建滨2,张继伟1,陈敬秒2 (11合肥通用机械研究院,安徽合肥230031;21永嘉县产品质量监督检验所,浙江温州325102) 摘要　介绍了一套阀门流量流阻系数测试装置的设计特点、工作原理、主要设备选型以及测试能力。关键词　阀门;流量系数;流阻系数;测试装置中图分类号:TH 134 文献标识码:A R esearch and manufacture of test device for flux characteristics and resistance coeff icient of valve WAN G Jian 1,L IN Mei 2,CHEN Jian 2bin 2,ZHAN G Ji 2wei 1,CHEN Jing 2miao 2 (11Hefei G eneral Machinery Research Institute ,Hefei 230031,China ; 21Y ongjia Product Quality Supervision and Inspection Institute ,Wenzhou 325102,China ) Abstract :The design feature ,work elements ,the main equipment choose and test ability and so on of one test device for flux characteristics and resistance coefficient of valve were introduced.The de 2vice had adopted new methods for frequency conversion control and steel pressure vessels for manostat ,compositive control ,automatic data acquisition.The device is provel easy to support entire automatic measurement with high precision. K ey w ords :valve ;flux characteristics ;resistance coefficient ;test device 1　概述阀门的流量系数可以衡量阀门流通能力,阀门的流阻系数可以衡量动力设备的主要功率消耗。因此阀门流量流阻系数测试对阀门产品改进,为流体工程系统合理设计降低动力消耗,能提供可靠数据。2　工作原理阀门流量流阻测试装置是一套阀门流量系数、流阻系数和流量特性试验的计算机自动测试系统。该装置适用于水流通过阀门达到稳流时,测定通用阀门常压下的流量系数和流阻系数,调节阀常压下的流量系数、额定流量系数和固有流量特性、减压阀的调压试验、流量试验、流量特性试验和压力特性试验。试验时模拟水流动状态,可测不同进口压力及不同流量下的流量特性和压力特性等。被试阀门的进口压力及流量可调。3　装置设计 311　结构测试系统主要由循环水池、动力系统、稳压装置、测试管路、数据采集系统和自动控制系统等组成(图1)。循环水池提供试验介质。动力系统(为多泵并联)为试验提供介质循环,满足试验要求的流量和压差。稳压装置为试验装置获得稳定的流场(采用充气稳压容器法和变频泵将低频脉动消除到最低状态利用足够直管长度减少流场不稳定现象)。测试管路通过不同的变径满足不同阀门的压力和流量测试(由DN15～500各规格不锈钢测试管路、管路阀门、伸缩管和管路支座等组成)。数据采集系统(由电磁流量计、压力变送器,差压变送器、温度变送器、数据采集器、计算机、数据处理软件等组成)收集、处理、显示和分析测试过程中的数据和信息。自动控制系统(由水泵动力柜和流量试验控制柜等组成)接收操作指令,完成测试流程。 — 32—2008年第2期阀门

水闸水力计算

浙江同济科技职业学院水力计算综合实训报告书专业：水利水电建筑工程班级：水工1002班姓名：阙子慧学号： 1004030224

目录项目一：水闸水力计算 (1) 第一章工程介绍 (1) 一、基本资料 (1) 二、计算任务 (1) 第二章确定水闸溢流宽度及闸孔数。 (1) 一、判断堰的出流情况。 (1) 二、流量系数。 (1) 三、校核流量。 (1) 第三章闸下消能计算。 (1) 一、判别属于堰流或孔流。 (1) 二、判别属于自由出流或淹没出孔流。 (2) 三、设计消力池尺寸。 (2) 项目二：河岸溢洪道水力计算 (3) 第一章工程介绍 (3) 一、基本资料 (3) 二、计算任务。 (3) 第二章绘制水库水位与溢洪道的流量关系曲线。 (3) 一、堰流时Z与Q的关系。 (3) 二、闸孔出流时Z与Q的关系。 (4) 三、库水位Z与溢洪道流量关系曲线。 (5) 第三章水面线计算。 (5) 一、第一斜坡段水面线的计算。 (5) 二、第二斜坡段水面线的计算。 (7) 三、第三段斜坡水面线的计算。 (8) 四、绘制溢洪道水面线。 (9) 第四章最大冲坑深度和相应的挑距计算。 (9) 一、冲坑深度计算。 (9) 二、挑距计算。 (10)

项目一：水闸水力计算第一章工程介绍一、基本资料某平底水闸担负汛期某河部分排洪的任务，汛期当临闸泄洪量达5000s m 3时，本闸开始泄洪。水闸设计洪水流量为1680s m 3，相应的上游水位为7.18米，下游水位为6.98米。校核洪水流量为1828s m 3，相应的上游水位为7.58米，下游水位为7.28米。汛期临闸泄洪流量为5000s m 3师，本闸开始泄洪，此时上下游水位差最大，其相应的上游水位5.50 米，下游水位为2.50米。并规定闸门第一次开启高度= 1.2米。闸底板高程为-1.00米，闸门为平面闸门，闸墩墩头为尖圆形，墩厚d=1.00米。翼墙为圆弧形，圆弧半径r=12米。闸址处河道断面近似为矩形，河宽1600=B 米。如图1所示。二、计算任务 1. 确定水闸溢流宽度及闸孔数。 2. 闸下消能计算。第二章确定水闸溢流宽度及闸孔数。一、判断堰的出流情况。 s m H B Q v 28.1)18.8160(168000=?== m g v H H 26.88.92)28.1(18.8222 00=?+=+= 8.097.026.898.798.70?===H h m h s s ，，为淹没出流。50.0=∴s σ。 1=ε 二、流量系数。 B B0m B/B0R R/B Q 501600.35460.31120.24931.7601600.3550.38120.21119.3701600.35550.44120.171307.69801600.3570.5120.151500.81901600.360.56120.131702.688.811600.360 0.56120.141680 B 取90米，分9孔，每孔净宽10米，实际流量大于设计流量，所以B 满足要求。三、校核流量。 s m H B Q v 33.1)58.8160(182800=?== m g v H H 67.88.92)33.1(58.8222 00=?+=+= ()s m H g mB Q s 3093.183067.88.929036.05.01223 2 3=??????==εσ>1828s m 3 满足要求，则B 为所求。第三章闸下消能计算。一、判别属于堰流或孔流。 185.05.62.1==H e <0.65，为闸孔出流。