流力实验实验十一孔口与管嘴出流实验

实验十一孔口与管嘴出流实验

一、实验目的

1.量测孔口与管嘴出流的流速系数、流量系数、侧收缩系数局部阻力系数及圆柱形管嘴内的局部真空度。

2.分析圆柱形管嘴的进口形状（圆角和直角）对出流能力的影响及孔口与管嘴过流能力不同的原因。

二、实验装置

图二孔口、管嘴结构剖面图三、实验原理

在恒压水头下发生自由出流时孔口管嘴的有关公式为:

实验测得上游恒压水位及各孔口、管嘴的过流量，利用以上5个公式，从而得出不同形状断面的孔口、管嘴在恒压、自由出流状态下的各水力系数。

根据理论分析，直角进口圆柱形外管嘴收缩断面处的真空度为

hv = Pv/ρg = 0.75H

本实验装置可实测出直角进口圆柱形外管嘴收缩断面处的真空度，打开直角进口管嘴射流，即可观测到，测管处水柱迅速降低，hv = 0.6 ~ 0.7H。。说明直角进口管嘴在进口处产生较大真空。但与经验值0.75H。相比，真空度偏小，其原因主要是有机玻璃材料的直角进口锐缘难以达到象金属材料那样的强度。

观察孔口及各管嘴出流水柱的流股形态：

打开各孔口管嘴，使其出流，观察各孔口及管嘴水流的流股形态，因各种孔口、管嘴的形状不同，过流阻力也不同，从而导致了各孔口管嘴出流的流股形态也不同：圆角管嘴出流水柱为光滑圆柱，直角管嘴为圆柱形麻花状扭变，圆锥管嘴为光滑圆柱，孔口则为具有侧收缩的光滑圆柱；

圆锥管嘴虽亦属直角进口，但因进口直径渐小，不易产生分离，其侧收缩断面面积接近出口面积（μ值以出口面积计），故侧收缩并不明显影响过流能力。另外，从流股形态看，横向脉动亦不明显，说明渐缩管对流态有稳定作用（工程或实验中，为了提高工作段水流的稳定性，往往在工作段前加一渐缩段，正是利用渐缩的这一水力特性）。能量损失小，因此其μ

值与圆角管嘴相近。

观察孔口出流在d/H > 0.1时与在d/H < 0.1时侧收缩情况：

开大流量，使上游水位升高，使d/H < 0.1，测量相应状况下收缩断面直径dc;再关小流量，上游水头降低，使d/H > 0.1，测量此时的收缩断面直径d c’的值，可发现当d/H > 0.1时d c’增大，并接近于孔径d，这叫作不完全收缩，此时由实验测知，μ也增大，可达

0.7左右。

四、实验步骤与方法

1.记录实验常数，各孔口管嘴用橡皮塞塞紧。

2.打开水泵开关，使恒压水箱充水，至溢流后，再打开圆柱形管嘴（先旋转旋板挡住管嘴，然后拔掉橡皮塞，最后旋开旋板），待水面稳定后，测定水箱水面高程标尺读数，用体积法或数显流量计（两种方法皆可）测定流量，测量完毕，先旋转水箱内的旋板，将管嘴进口盖好，再塞紧橡皮塞。

3.打开圆锥形管嘴，测记恒压水箱水面高程标尺读数及流量，观察和量测圆柱形管嘴出流时的真空情况。

4.打开孔口，观察孔口出流现象，测量水面高程标尺读数及孔口出流流量，测记孔口收缩断面的直径（重复测量3次）。改变孔口出流的作用水头（可减少进口流量），观察孔口收缩断面的直径随水头变化的情况。

量测孔口收缩断面直径的方法：用孔口两边的移动触头。先松动螺丝，移动一边触头将其与水股切向接触，并旋紧螺丝，再移动另一边触头，使与水股切向接触，并旋紧螺丝。再将旋板开关以顺时针方向关上孔口，用卡尺测量触头间距，即为射流直径。实验时将旋板置于不工作的孔口或管嘴上，尽量减少旋板对工作孔口、管嘴的干扰。

5.关闭水泵，清理实验桌面及场地。

五、实验成果及要求

实验设备名称实验台编号

实验者实验日期

孔口管嘴直径及高程：圆角管嘴d1= 10-2m 直角管嘴d1=

10-2m

出口高程Zl = 10-2m

圆锥形管嘴锥形管嘴d3= 10-2m 孔口d4= 10-2m

出口高程z3 = Z4 = 10-2m

孔口管嘴实验记录及计算表

实验十四堰流实验一、实验目的

1.观察不同δ/H的有坎、无坎宽顶堰或实用堰的水流现象，以及下游水位变化对宽顶堰过流能力的影响。

2.掌握测量堰流流量因数m实验技能，并测定无侧收缩宽顶堰的m值。

二、实验装置

装置说明

1.水位测量一水位测针

水位测针结构如图二所示，测针杆是可以上下移动的标尺杆，测量时固定在支架套筒中，套筒上附有游标，测量读数类似游标卡尺，精度一般为0.1毫米。测针杆尖端为与水面接触点，测量过程中，不宜松动支座或旋动测针。在测量时，测针尖应自上而下逐渐接近水面，当水位略有波动时，可多次测量取平均值。测量恒定水位时，测针可直接安装，如图一中测针3，

也可通过测针筒间接安装，如测针与测针筒6。堰上下游与三角堰量水槽水位分别用测针3与6量测。移动测针3可在槽顶导轨上移动，导轨的纵向水平度在安装调试后应不大于±0.15 mm。

1.明渠流量测量—堰

明渠流为无压流动，实验室中通常用薄壁堰测量流量。小流量（qv <0.1 m3/s)采用三角形薄壁堰，大流量则用矩形薄壁堰。由于堰的造价低，使用简单、直观、精度保证，在明渠流中使用十分广泛。本实验采用直角三角形薄壁堰。

直角三角形薄壁堰如图三所示。它的流量计算公式常用下列汤普森（Thompson)经验公式

qv = 1.4 H5/2 (m3/s)

式中H单位以m计，适用范围0.05 m< H <0.25 m，P >2H, B>(3~4)H。测量位置在堰上游(3-5) H处

为消除堰加工误差，对本实验装置中的三角形薄壁堰进行了流量率定，采用以下公式计算

qv = A(△h)B

△h = V01 -V00

式中：V01、V00分别为三角堰堰顶水位（实测）和堰顶高程（实验时为常数）。A、B 为率定常数，直接标明于设备铭牌上。

2.堰、闸模型

本实验槽中可换装各种堰、闸模型。通过更换不同堰体，可演示各种堰流现象及其下游水面衔接型式。包括有侧收缩无坎及其它各种常见宽顶堰流、底流、挑流、面流和戽流等现象。此外，还可演示平板闸下出流、薄壁堰流。读者在完成规定的实验项目外，可任选其中一种或几种作实验观察，以拓宽感性知识面。

三、实验原理

1.堰的分类

根据堰墙厚度或顶长δ与堰上水头H的比值不同而分成三种：薄壁堰（δ/H<0.67);实用堰（0.67<δ/H<2.5);宽顶堰（2.5<δ/H<10)。

实验时，需检验δ/H是否在实验堰的相应范围内。

2.堰流流量公式：

自由出流qv = mb√2g*H03/2

淹没出流qv = σsmb√2g*H03/2

由自由出流流量公式知，只要测定qv、H0，则可得出堰流流量因素m值。

3.堰流流量系数经验公式：

(1)圆角进口宽顶堰

m = 0.36 + 0.01*（3-P1/H )/(1.2+1.5P1/H) (当P1/H > 3 时，m=0.36)

式中P1一为上游堰高；

H —为堰上作用水头。

（2）直角进口宽顶堰

m = 0.32 + 0.01*（3-P1/H )/(0.46+0.75P1/H) (当P1/H > 3 时，m=0.32)

1.堰上总作用水头

2.本实验需测记渠宽b,上游渠底高程▽2、堰顶高程▽0、宽顶堰厚度δ、流量qv

及上游水位▽1。进而按下列各式计算确定上游堰高P1、行近流速V0、堰上作用水头

H和总作用水头H0:

P1=▽0-▽2

V0 = qv/b(▽1-▽2)

H = ▽1-▽0

H0 = H + αV02/2g

四、实验内容

1.薄壁堰演示

2.三角形薄壁堰安装于三角堰量水槽5首部，用于测量小流量。

矩形薄壁堰用于测量较大流量。实验演示可观察水舌的形态，从中了解曲线型实用堰的堰面曲线形状。观察水舌形状时应使水舌下方与大气相通。根据水舌的形状不难理解，如果所设计的堰面低于水舌下缘曲线，堰面就会出现负压，故此类堰称真空堰。真空堰能提高流量因数，但堰面易遭空蚀破坏。若堰面稍突入水舌下缘曲线，堰面受到正压，故称非真空实用堰。因流量不同，水舌形状不同，因而所谓真空堰或非真空堰，都是相对一定流量而言的。WES堰在设计水头作用下为非真空堰。

WES曲线型实用堰演示

如图四，当下游水位较低时，过堰水流在堰面上形成急流，沿流程高度降低，流速增大，水深减小，在堰脚附近断面水深最小(hc), 流速最大。该断面称为堰下游的收缩断面。在收缩断面后的平坡渠道上，形成H3型水面曲线，并通过水跃与尾门前的缓流相衔接。

3.宽顶堰演示

本实验装置配有无坎、直角进口和圆角进口三种宽顶堰模型，可供不同教学要求选用。

①宽顶堰

调节流量使过流符合宽顶堰条件2. 5<δ/H<10。当4<δ/H<10时，如图五所示，为宽顶堰堰流的典型形态。当2. 5<δ/H<4时，堰顶只有一次跌落，且无收缩断面。若δ/H>10，由于堰顶水流的沿程损失，对过水能力有明显影响，已不能忽略，这已属于明渠范畴了。

宽顶堰出流又分自由出流和淹没出流二种流态：若下游水位不影响堰的过流能力，称为自由出流；在流量不变条件下，若上游水位受下游水位顶托而抬升，这时下游水位已影响堰

的过流能力，称为淹没出流。判别淹没出流的条件是hs/H0 > 0.8。hs为下游水位超过堰顶的高度。可调节尾门改变尾水位高度，以形成自由出流或淹没出流实验流态。

②无坎宽顶堰

俯视图如图六。两侧模型分别被浸湿了的吸盘紧紧吸附于有机玻璃槽壁上。由于侧收缩的影响，在一定的流量范围内水流呈现两次跌落的形态，如图七所示，与宽顶堰形态相似。工程中平底河道的闸墩、桥墩的流动均属此种堰型。

五、实验步骤及方法

1.安装堰模型，根据实验要求，可任意选择直角进口宽顶堰、圆角进口宽顶堰、WES型标准剖面实用堰、矩形薄壁堰、无坎宽顶堰中的一种，安装在明槽内的相应位置。

2.启动、流量调节与测量：插上电源，大流量用阀13调节，流量微调用阀10调节。流量用三角堰量水槽5与三角堰水位测针6测量。

3.水位调节与测量。尾水位用尾门7和升降轮8调节，上、下游水位及槽底、堰顶高程用移动测针3测量。上游水位▽1应在（3?5) H附近处测量。

六、实验成果及要求

1.记录有关信息及实验常数

实验设备名称：实验台号：

实验者：实验日期：

渠宽b= 10-2m；宽顶堰厚度δ= 10-2m；

上游渠底局程▽2= 10-2m；堰顶高程▽0 = 10-2m；上游堰高P1 =▽0 -▽2 = 10-2m；

三角堰流量公式为

qv = A(△h)B△h = ▽01 -▽00

其中，三角堰顶高程▽00 = 10-2m；A= ；B=

直角进口宽顶堰流量系数（m )测记表

中国石油大学(垂直管流实验-)在线作业

中国石油大学（华东）现代远程教育采油工程实验报告 学生：志金 学号：12452380079 年级专业层次：1209油气开采技术 学习中心：志丹县职业技术教育中心

提交时间：2014 年 6 月 23 日 实验名称垂直管流实验 实验形式在线模拟+现场实践 提交形式提交电子版实验报告 一、实验目的 （1）观察垂直井筒中出现的各种流型，掌握流型判别方法； （2）验证垂直井筒多相管流压力分布计算模型； （3）了解自喷及气举采油的举升原理。 二、实验原理 在许多情况下，当油井的井口压力高于原油饱和压力时，井筒流动着的是单相液体。当自喷井的井底压力低于饱和压力时，则整个油管部都是气-液两相流动。油井生产系统的总压降大部分是用来克服混合物在油管中流动时的重力和摩擦损失，只有当气液两相的流速很高时（如环雾流型），才考虑动能损失。在垂直井筒中，井底压力大部分消耗在克服液柱重力上。在水平井水平段，重力损失也可以忽略。所以，总压降的通式为： 式中：——重力压降；——摩擦压降；——加速压降。 在流动过程中，混合物密度和摩擦力随着气-液体积比、流速及混合物流型而变化。油井中可能出现的流型自下而上依次为：纯油流、泡流、段塞流、环流和雾流。除某些高产量凝析气井和含水气井外，一般油井都不会出现环流和雾流。本实验以空气和水作为实验介质，用阀门控制井筒中的气、水比例并通过仪表测取相应的流量和压力数据，同时可以从透明的有机玻璃管中观察相应的流型。

五、实验报告处理过程和处理结果 1.简述垂直井筒中各种流型的特征； 答： （1）纯液流：当井筒压力大于饱和压力时，天然气溶解在原油中产液呈单相液流。 （2）泡流：气体是分散相；液体是连续相；气体主要影响混合物的密度，对摩擦阻力的影响不大；滑脱效应比较严重。 （3）段塞流：气体呈分散相，液体呈连续相；一段气一段液交替出现；气体膨胀能得到较好的利用；滑脱损失变小，摩擦损失变大。 （4）环流：气液两相都是连续相；气体举油作用主要是靠摩擦携带；滑脱损失变小，摩擦损失变大。 （5）雾流：气体是连续相，液体是分散相；气体以很高的速度携带液滴喷出井口；气、液之间的相对运动速度很小；气相是整个流动的控制因素。 2.用奥齐思泽斯基方法判断各实验数据点所属的流型并与实验观察到的现象相对比，至少列出一个实验点的判别过程。 原始数据记录表 序号 /wf P MPa /t P MPa /r P MPa ()//g Q L h /L Q L ∑ 流型 1 0.059 0.005 0.080 80 0.11 10 泡流 2 0.058 0.005 0.081 80 0.10 10 泡流 3 0.058 0.005 0.081 80 0.10 10 泡流 4 0.058 0.005 0.082 90 0.11 10 泡流 5 0.057 0.005 0.081 90 0.11 10 段塞流 6 0.034 0.003 0.083 440 0.23 10 段塞流 7 0.033 0.003 0.080 460 0.23 10 段塞流 8 0.033 0.003 0.080 480 0.24 10 段

中国石油大学(华东)现代远程教育采油工程“垂直管流实验”实验报告

中国石油大学（华东）现代远程教育 采油工程实验报告 学生姓名： 学号： 年级专业层次：14春专升本（网络春）学习中心：大港油田学习中心 提交时间：2015年4月25日

实验名称垂直管流实验 实验形式在线模拟+现场实践 提交形式提交电子版实验报告 一、实验目的 （1）观察垂直井筒中出现的各种流型，掌握流型判别方法； （2）验证垂直井筒多相管流压力分布计算模型； （3）了解自喷及气举采油的举升原理。 二、实验原理 在许多情况下，当油井的井口压力高于原油饱和压力时，井筒内流动着的是单相液体。当自喷井的井底压力低于饱和压力时，则整个油管内部都是气-液两相流动。油井生产系统的总压降大部分是用来克服混合物在油管中流动时的重力和摩擦损失，只有当气液两相的流速很高时（如环雾流型），才考虑动能损失。在垂直井筒中，井底压力大部分消耗在克服液柱重力上。在水平井水平段，重力损失也可以忽略。所以，总压降的通式为： 式中：错误!未找到引用源。——重力压降；错误!未找到引用源。——摩擦压降；错误!未找到引用源。——加速压降。 在流动过程中，混合物密度和摩擦力随着气-液体积比、流速及混合物流型而变化。油井中可能出现的流型自下而上依次为：纯油流、泡流、段塞流、环流和雾流。除某些高产量凝析气井和含水气井外，一般油井都不会出现环流和雾流。本实验以空气和水作为实验介质，用阀门控制井筒中的气、水比例并通过仪表测取相应的流量和压力数据，同时可以从透明的有机玻璃管中观察相应的流型。

三、实验设备及材料 仪器与设备：自喷井模拟器，空气压缩机，离心泵，秒表等； 实验介质：空气，水。 设备的流程（如图1所示） 图 1 垂直管流实验设备流程图 四、实验步骤 1.检查自喷井模拟器的阀门开关状态，保证所有阀门都关闭，检查稳压罐的 液位（3/4液位）； 2.打开空气压缩机及供气阀门； 3.打开离心泵向系统供液； 4.打开液路总阀，向稳压罐中供液，控制稳压罐减压阀，保证罐内压力不超 过0.12MPa ； 5.待液面达到罐体3/4高度，关闭液路总阀，轻轻打开气路总阀和气路旁通 阀，向实验管路供气，保证气路压力不大于0.5MPa ，稳压罐压力约为 0.8MPa； 6.轻轻打开液路旁通阀，向系统供液，待液面上升至井口时，可以改变气液 阀门的相对大小，观察井筒中出现的各种流型； 7.慢慢打开液路测试阀门和气路测试阀门，然后关闭气路旁通阀和液路旁通 阀，调节到所需流型，待流型稳定后开始测量； 8.按下流量积算仪清零按钮，同时启动秒表计时，观察井底流压和气体浮子 流量计的示数。当计时到10秒时，记录井底流压、气体流量、液体累计流量和所用时间； 9.改变不同的气液流量，重复步骤7到8记录数据，一般取5组段塞流和5 组泡流数据点。 10. 打开气、液旁通阀，再关闭测试阀，关闭离心泵和空压机，清理实验装 置，实验结束。 注意事项

流力实验实验十一孔口与管嘴出流实验

实验十一孔口与管嘴出流实验 一、实验目的 1.量测孔口与管嘴出流的流速系数、流量系数、侧收缩系数局部阻力系数及圆柱形管嘴内的局部真空度。 2.分析圆柱形管嘴的进口形状（圆角和直角）对出流能力的影响及孔口与管嘴过流能力不同的原因。 二、实验装置

图二孔口、管嘴结构剖面图三、实验原理

在恒压水头下发生自由出流时孔口管嘴的有关公式为: 实验测得上游恒压水位及各孔口、管嘴的过流量，利用以上5个公式，从而得出不同形状断面的孔口、管嘴在恒压、自由出流状态下的各水力系数。 根据理论分析，直角进口圆柱形外管嘴收缩断面处的真空度为 hv = Pv/ρg = 0.75H 本实验装置可实测出直角进口圆柱形外管嘴收缩断面处的真空度，打开直角进口管嘴射流，即可观测到，测管处水柱迅速降低，hv = 0.6 ~ 0.7H。。说明直角进口管嘴在进口处产生较大真空。但与经验值0.75H。相比，真空度偏小，其原因主要是有机玻璃材料的直角进口锐缘难以达到象金属材料那样的强度。 观察孔口及各管嘴出流水柱的流股形态： 打开各孔口管嘴，使其出流，观察各孔口及管嘴水流的流股形态，因各种孔口、管嘴的形状不同，过流阻力也不同，从而导致了各孔口管嘴出流的流股形态也不同：圆角管嘴出流水柱为光滑圆柱，直角管嘴为圆柱形麻花状扭变，圆锥管嘴为光滑圆柱，孔口则为具有侧收缩的光滑圆柱； 圆锥管嘴虽亦属直角进口，但因进口直径渐小，不易产生分离，其侧收缩断面面积接近出口面积（μ值以出口面积计），故侧收缩并不明显影响过流能力。另外，从流股形态看，横向脉动亦不明显，说明渐缩管对流态有稳定作用（工程或实验中，为了提高工作段水流的稳定性，往往在工作段前加一渐缩段，正是利用渐缩的这一水力特性）。能量损失小，因此其μ

孔口与管嘴流量系数验证实验指导书

六、孔口与管嘴流量系数验证实验 （一）实验目的 1、了解孔口流动特征，测定孔口流速系数?和流量系数μ。 2、了解管嘴内部压强分布特征，测定管嘴流量系数μ。 （二）实验原理 当水流从孔口出流时，由于惯性的作用，水流在出孔口后有收缩现象，约在d 5.0处形成收缩断面c-c 。收缩断面c-c 的面积c A 与孔口的面积A 的比值ε称为收缩系数。应用能量方程可推得孔口流量计算公式如下 gH A Q 2ε?= 或 gH A Q 2μ= 式中，?为流速系数，μ为流量系数，H 为孔口中心点以上的作用水头。已知收缩系数ε和流速系数?或流量系数μ可求得孔口流量。本实验将根据实测的流量等数据测定流速系数 ?或流量系数μ。 当水流经管嘴出流时，由于管嘴内部的收缩断面处产生真空，等于增加了作用水头，使得管嘴的出流大于孔口出流。应用能量方程可推得管嘴流量计算公式如下 gH A Q n 2?= 或 gH A Q n 2μ= 式中，n ?为流速系数，n μ为流量系数，n n μ?=，H 为管嘴中心点以上的作用水头。已知流速系数n ?或流量系数n μ可求得管嘴流量。本实验将根据实测的流量等数据测定流速系数n ?或流量系数n μ。 根据系统理论和实验研究各系数有下列数值 孔口 64.0~63.0=ε 98.0~97.0=? 62.0~60.0=μ 管嘴 82.0==n n μ? 由于收缩断面位置不易确定，以及观测误差等原因，本实验设备所测的数据只能逼近上述数据。 （三）实验设备 实验设备与各部分名称如图(7)所示。 图（7） 孔口管嘴实验仪

（四）实验步骤 1、熟悉仪器，记录孔口直径孔口d 和管嘴直径管嘴d ，记录孔口中心位置高程孔口?和水箱液面高程液面?。 2、启动抽水机，打开进水开关，使水进入水箱，并使水箱保持溢流，使水位恒定。 3、关闭孔口和管嘴，观测与管嘴相连的压差计液面是否与水箱水面齐平。若不平，则需排气调平。 4、打开管嘴，使其出流，压差计液面将改变，当流动稳定后，记录压差计各测压管液面，用体积法测量流量。 5、关闭管嘴，打开孔口，使其出流，当流动稳定后，用游标卡尺测量孔口收缩断面直径，用体积法测量流量。 6、关闭水泵，排空水箱，结束实验。 （五）注意事项 1、量测流量后，量筒内的水必须倒进接水器，以保证水箱循环水充足。 2、测流量时，计时与量筒接水一定要同步进行，以减小流量的量测误差。 3、测流量一般测两次取平均值，以消除误差。 4、少数测压管内水面会有波动现象。应读取波动水面的最高与最低读数的平均值。 （六）实验成果及要求 1、有关常数。 孔口直径=孔口d cm 、管嘴直径=管嘴d cm 、 孔口中心位置高程=?孔口 cm 、水箱液面高程=?液面 cm ，实验装置台号： 2、记录及计算（见表6、表7）。 注：水头H 为孔口中心到水箱液面的垂直高度。 各测压管液面读数以水箱液面为基准。 3、成果分析：根据实测的值，计算孔口流速系数或流量系数、管嘴流量系数，分析误

垂直土柱的入渗实验操作说明

一维垂直非饱和土壤水分运动实验系统 操作说明 西安理工大学水资源研究所 西安碧水环境新技术有限公司

1 试验原理 做一个直径为10cm 的垂直土柱，长度为100cm 左右，使密度均一，且有均匀的初始含水率。在土柱进水端维持一个接近饱和的稳定边界含水率，并使水分在土柱中作垂直吸渗运动，作为一维垂直流动其微分方程和定解条件为 ()()()()()() i 0K =D t z z z t 0 z 0000i t z t z θθθθθθθθθθ??????-???????? ==≥===→∞ １ ２ ３ ４ 基本方程（1）可改写为以(),z t θ为未知函数的方程 ()()()() (),,5z t dK z t D t d θθθθθθθ ?????- =- ??????? 式中，Z 坐标向下为正。 垂直入渗的解(),z t θ取为级数形式，即 (),z t θ=()()()()12342222 234t t t t ηθηθηθηθ++++ １ =()2 1i i i t ηθ∞ =∑ （6） 根据边界条件（3）可知，()00i ηθ= i=1，2，3， （7） 由初始条件（2）可以得到()1i ηθ=∞ （8） 当式（5）中的各项系数()i ηθ确定后，则可求得任一时刻T 不同含水率θ在土壤剖面上的位置Z ，亦即得到垂直入渗的解。()i ηθ可由待定系数法求得，为此，可以将方程（5）的右端按分式求导展开，整理得， 22 220z dK z z z dD z D d t d θθθθθθ?????????+--= ? ?????????? （9） 式中，D ，K 及z 分别为D （θ），K （θ）及(),z t θ的简写。对式（6）取 2 22z z z z t θθθ?????? ??????? ，分别如下：

孔口与管嘴出流实验

孔口与管嘴出流实验 一、实验目的要求 １．掌握孔口与管嘴出流的流速系数、流量系数、侧收缩系数、局部阻力系数的量测技能； ２．通过对不同管嘴与孔口的流量系数测量分析，了解进口形状对出流能力的影响及相关水力要素对孔口出流能力的影响。 孔口管嘴实验装置简图 1. 自循环供水器 2. 实验台 3. 可控硅无级调速器 4. 恒压水箱 5. 溢流板 6. 稳水孔板 7. 孔口管嘴(1#喇叭进口管嘴2#直角进口管嘴3#锥形管嘴4#孔口) 8. 防溅旋板 9. 测量孔口射流收缩直径移动触头10. 上回水槽11. 标尺12. 测压管 二、实验原理

流量系数 收缩系数 流速系数 阻力系数 三、实验方法与步骤 １．记录实验常数，各孔口管嘴用橡皮塞塞紧。 ２．打开调速器开关，使恒压水箱充水，至溢流后，再打开1＃园角管嘴，待水面稳定后，测记水箱水面高程标尺读数Ｈ ，测定流量Ｑ（要求重复测量三次，时间尽量长些，以求准确）， 1 测量完毕，先旋转水箱内的旋板，将1＃管嘴进口盖好，再塞紧橡皮塞。 及流量Ｑ，观察和量测直角３．依照上法，打开2＃管嘴，测记水箱水面高程标尺读数Ｈ 1 管嘴出流时的真空情况。 及Ｑ。 ４．依次打开3＃园锥形管嘴，测定Ｈ 1 及Ｑ，并按下述7(2)的方法测记孔口收缩５．打开4＃孔口，观察孔口出流现象，测定Ｈ 1 断面的直径（重复测量三次）。然后改变孔口出流的作用水头（可减少进口流量），观察孔口收缩断面直径随水头变化的情况。 ６．关闭调速器开关，清理实验桌面及场地。 ７．注意事项： （１）实验次序先管嘴后孔口，每次塞橡皮塞前，先用旋板将进口盖掉，以免水花溅开； （２）量测收缩断面直径，可用孔口两边的移动触头。首先松动螺丝，先移动一边触头将其与水股切向接触，并旋紧螺丝，再移动另一边触头，使之切向接触，并旋紧螺丝，再将旋板开关顺时针方向关上孔口，用卡尺测量触头间距，即为射流直径。实验时将旋板置于不工作的孔口（或管嘴）上，尽量减少旋板对工作孔口、管嘴的干扰； （３）进行以上实验时，注意观察各出流的流股形态，并作好记录。

UL94水平垂直燃烧试验方法

UL94水平垂直燃烧试验方法 一、UL94HB的水平燃烧试验 1) 样品准备 1．每一款样品应该准备三件试样，标准的条状试样应为125±5mm(长)×13.0±0.5mm(宽)，并提供最小厚度和3.0(-0,+0.2)mm厚度。如果最小厚度大于3.0mm或最大厚度小于3.0mm，则不必采用3.0mm厚的试样。最大厚度不得超过13mm,最大宽度不得超过13.5mm,边缘应光滑，拐角半径不得超过1.3mm。（典型厚度是0.8, 1.6，3.2, 6.4）。 2．在每一件样品的一端，距端面画25±1mm和100±1mm的两条标志线。3．每一厚度有三件样品要进行测试，在试验之前，先把样品置于20℃,50%RH的条件下48小时。 2) 试验前的准备，火焰调整及火焰功率校验 1. 试验前，先接好甲烷气罐胶管及调压阀，接通控制箱的电源开关，检查连接正确无误，应注意有无漏气，如无漏气，方可将电源开关打到开的位置上。打开气瓶总阀，旋开调压阀开关，减压阀的高压表指示的压力应低于0.2Mpa。 2. 将喷灯移到水平位置，打开燃气阀，用随机附送的点火器点燃喷灯口火焰。此时调节燃气气压、流量以及喷灯进气口处的空气流量（具体参数设置请参考UL94测试说明），调节喷灯底部的针阀以及喷灯，使其产生20±1mm高的蓝色火焰，并用右图示火焰高度量规进行校准（注：火焰高度规相邻两个尖端之间相距10mm）。火焰调整好后，按“燃气开关”按钮，关掉火焰。按“风扇”按钮，将抽风机打开大约2~3分钟把箱内废气排出,然后关掉抽风机。 3. 在试样支架上吊下随机配的铜头热感温装置，铜头热电偶的另一端插入感温测量仪（即温控表）头部。将喷灯移到水平位置，并在喷灯口上插入随机配送的火焰高度量规，调节支架以及喷灯的位置，使得火焰高度量规刚好与铜头尖部相接触（如右图示）。

垂直管流实验

中国石油大学采油工程实验报告 实验日期：成绩： 班级：学号：姓名：教师： 同组者： 实验一垂直管流实验 一、实验目的 1. 观察垂直井筒中出现的各种流型，掌握流型判别方法； 2. 验证垂直井筒多相管流压力分布计算模型； 3. 了解自喷及气举采油的举升原理。 二、实验原理 当油井的井口压力高于原油饱和压力时，井筒内流动着的是单相液体。当自喷井的井底压力低于饱和压力时，则整个油管内部都是气-液两相流动。油井生产系统的总压降大部分是用来克服混合物在油管中流动时的重力和摩擦损失，只有当气液两相的流速很高时（如环雾流型），才考虑动能损失。在垂直井筒中，井底压力大部分消耗在克服液柱重力上。在水平井水平段，重力损失也可以忽略。所以，总压降的通式为： 式中：——重力压降；——摩擦压降；——加速压降。 油井中可能出现的流型为：纯液流、泡流、段塞流、环流和雾流。 在流动过程中，混合物密度和摩擦力沿程随气-液体积比、流速及混合物流型而变化。油井中可能出现的流型自下而上依次为：纯油流、泡流、段塞流、环流和雾流。除某些高产量凝析气井和含水气井外，一般油井都不会出现环流和雾流。 本实验以空气和水作为实验介质，用阀门控制井筒中的气水比例并通过仪表测取相应的流量和压力数据，同时可以从透明的有机玻璃管中观察相应的流

型。 图一：实验设备流程图 三、实验仪器 （1）仪器与设备：自喷井模拟器、空气压缩机、秒表等； （2）实验介质：空气、水； （3）设备的流程（如图一所示） 四、实验步骤 1．检查自喷井模拟器的阀门开关状态，保证所有阀门都关闭，检查稳压罐的液位，如不足（稳压罐高度3/4），请打开稳压罐进液阀门，加液使稳压罐的液位保持在稳压罐高度3/4； 2．打开气路阀门，保证气路畅通后打开空气压缩机，向管路供气； 3．调整稳压罐定值器，保证稳压罐压力表压力不超过0.1MPa，打开稳压罐压力阀门，等待压力稳定后打开液路阀，向系统供液； 4．此时系统已经开始同时供应气体和液体，待液面上升至井口时，可以改变气液阀门的相对大小，观察井筒中出现的各种流型，调节到所需流型，待流型稳定后开始测量； 5．按下流量积算仪清零按钮，同时启动秒表计时，观察井底流压和气体浮子流量计的示数，当计时到10秒时，记录井底流压、气体流量、液体累计流量和所用时间； 6．改变不同的气体流量，重复步骤4到5记录数据。一般取5组段塞流和5组泡流数据点；

1 两相垂直管流实验

两相垂直管流实验 气举井及绝大多数自喷井的油管中流动的都是油—气或油—气—水三相混合物。对采油来说，油、气、水混合物在油管中的流动规律——多相垂直管流理论是研究自喷井、气举井生产规律的基本理论。在许多情况下，油井生产系统的总压降大部分是用来克服混合物在油管中流动时的重力和摩擦损失。它不仅关系到油井能否自喷，而且决定着用自喷和气举方法可能获得的最大产量。为了掌握油井生产规律及合理地控制和调节油井工作方式，必须熟悉气—液混合物在油管中的流动规律。 在油气田开发过程中，为了充分利用天然资源和取得好的经济效果，或者要进行油气田动态分析，拟订油气田的增产及提高油气田采收率，高速度、高水平地开发油气就必须深入细致地研究地层—油管—油嘴生产衔接与协调，研究多相流在井筒中的流态变化。使生产井的工作制度同地层变化了的情况协调起来，只有通过各个生产井的各种变化并把它们综合起来进行分析，才能为整个油气田动态分析提供准确的资料和依据，并对各个注采井提出有效的工艺措施，不断完善开发方案，改善油气田开发效果。 该实验就是研究气、液两相在垂直井筒中的流态变化及观察模拟井筒气体膨胀能参与举升液体的现象，抓住观察到的现象综合分析，并对所作的气量与液量的关系曲线作出解释。 一、实验原理 在多相垂直管流中，沿井筒自下而上随着压力不断降低，气体则不断从液体中分离出来，以及压力降低气相体积流量逐渐变大。随着液气流沿井筒上升，压力逐渐降低气体随之膨胀，不断释放出气体弹性膨胀能量，该能量要参与举升液体，膨胀能的大小与气量多少、压力变化范围有关。 该实验是研究液气两相在模拟垂直井筒中的流动变化。也是利用气体膨胀能量来举升液体的实验，它依靠两种作用：一种是气体作用于液体上，垂直地顶推液体上升；另一种是靠气体与液体之间的摩擦作用，气体携带液体上升。其能量来源除压能外，气体膨胀能是个很重要的方面。因在管径不变的油管中，举升一定的油量，则单位管长上所消耗的总压头，是随着气量的不同而变化的，而只有在某一气量下，举升一定气量的液体所必须消耗的压头最小。 该实验是以Φ32的有机玻璃管来模拟实际油管，并采用恒位水箱保持井筒静水压头不变，也就是在一定直径的垂直管中保持静水压头不变，利用气体的膨胀能来举升液体。由于压头不变，所以管鞋压力P1=C（常数），其气举垂直管的管口压力P2=1at。因此，气举管压差为P1-P2=C，既保持位常数。 换言之，气举管所具有的举液能量是一个常数。因此，v/q不同，混合物的流态是变化的。

孔口与管嘴出流实验

实验八孔口与管嘴出流实验 一、实验目的 1、掌握测定薄壁孔口与管嘴出流的断面收缩系数ε、流量系数μ、流速系数φ、 局部阻力系数ξ的测量方法； 2、观察各种典型孔口及管嘴自由出流的水力现象，并通过对不同管嘴与孔口的流量系数测量分析，了解进口形状对过流能力的影响，及相关水力要素对孔口出流能力的影响。 二、实验原理 在盛有液体的容器侧壁上开一小孔，液体质点在一定水头作用下，从各个方向流向孔口，并 以射流状态流出，由于水流惯性作用，在流经孔口后，断面发生收缩现象，在离孔口1/2直径的地方达到最小值，形成收缩断面。 若在孔口上装一段L=(3-4)d的短管，此时水流的出流现象便为典型的管嘴出流。当液流经过 管嘴时，在管嘴进口处，液流仍有收缩现象，使收缩断面的流速大于出口流速。因此管嘴收缩断面处的动水压强必小于大气压强，在管嘴内形成真空，其真空度约为h v=0.75H0，真空度的存在相当于提高了管嘴的作用水头。因此，管嘴的过水能力比相同尺寸和作用水头 的孔口大32%。 在恒定流条件下，应用能量方程可得孔口与管嘴自由出流方程： Q=φεA(2gH0)1/2 =μA(2gH0)1/2 流量系数μ=Q/[A(2gH0)1/2] 收缩系数ε=A c/A=d2c/d2 流速系数φ=V c/(2gH0)1/2=μ/ε=1/(1+ξ)1/2 阻力系数ξ=1/φ2-1 三、实验设备 图8-1 孔口与管嘴实验装置图 1、自循环供水器； 2、实验台； 3、可控硅无级调速器； 4、恒压水箱； 5、供水管； 6、回水管； 7、孔口管嘴： (A-A图内小字标号1#为喇叭进口管嘴，2#为直角进口管嘴，3#为锥形管嘴，4#为孔口)；8、防溅旋板； 9、测量孔口射流收缩直径的移动触头；10、回水槽；11、标尺；12、测压管。

流体力学龙天渝蔡增基版课后答案第五章孔口管嘴管路流动

第五章孔口管嘴管路流动 1.图中穿孔板上各孔眼的大小形状相同，问每个孔口的出流量是否相同？ 解：由0 2gH A Q μ= 与深度无关，所以每个孔口的出流量相同 2.有一水箱水面保持恒定（5m ），箱壁上开一孔口，孔口直径10。（1）如果箱壁厚度δ=3，求通过孔口的流速和流量。（2）如果箱壁厚度δ=40，求通过孔口的流速和流量。 解：（1）视作薄壁小孔口，97.0=?，62.0=μ s m gh v /6.92==? 得：s m vA Q /1082.434-?==μ （2）视作管嘴，82.0==μ? s m gh v /12.82==? 得：s m vA Q /1038.634-?==μ 3.一隔板将水箱分为A 、B 两格，隔板上有直径为d 1=40的薄壁孔口，如题5-3 图，B 箱底部有

一直径为d 2=30的圆柱形管嘴，管嘴长0.1m ，A 箱水深H 1=3m 恒定不变。 （1）分析出流恒定性条件（H 2不变的条件）。 （2）在恒定出流时，B 箱中水深H 2等于多少？ （3）水箱流量Q 1为何值？ 解：（1）当Q 12时 出流恒定 （2）因为Q 12，=-)(2211 1H H g A μ) 1.0(2222+H g A μ 查表得6.01=μ，82.02=μ，解得：m H 85.12= （3）解得=1Q 3.58×10-3 m 3 4.证明容器壁上装一段短管（如图所示），经过短管出流时的流量系数 μ与流速系数为∑++= =11ζλ μ?d l 证：∵∑++=g v d l g v g v H 2222 220λ ζ ∴02gH v ?= 其中= ?∑++11ζλ d l 5.某诱导器的静压箱上装有圆柱形管嘴，管径为4，长度l =100， λ=0.02，从管嘴入口到出口的局部阻力系数5.0=ζ∑，求管嘴的 流速系数和流量系数（见上题图）。 解：由题得707.011=++= =∑ζλμ?d l

垂直管流实验

垂直管流实验 一、实验目的 1.观察垂直井筒中出现的各种流型，掌握流型判别方法； 2.验证垂直井筒多相管流压力分布计算模型； 3.了解自喷及气举采油的举升原理。 二、实验原理 在许多情况下，当油井的井口压力高于原油饱和压力时，井筒内流动着的是单相液体。当自喷井的井底压力低于饱和压力时，则整个油管内部都是气-液两相流动。油井生产系统的总压降大部分是用来克服混合物在油管中流动时的重力和摩擦损失，只有当气液两相的流速很高时（如环雾流型），才考虑动能损失。在垂直井筒中，井底压力大部分消耗在克服液柱重力上。在水平井水平段，重力损失也可以忽略。所以，总压降的通式为： 式中：—重力压降；—摩擦压降；—加速压降。 在流动过程中，混合物密度和摩擦力随着气-液体积比、流速及混合物流型而变化。油井中可能出现的流型自下而上依次为：纯油流、泡流、段塞流、环流和雾流。除某些高产量凝析气井和含水气井外，一般油井都不会出现环流和雾流。 本实验以空气和水作为实验介质，用阀门控制井筒中的气、水比例并通过仪表测取相应的流量和压力数据，同时可以从透明的有机玻璃管中观察相应的流型。 三、实验设备及材料 仪器与设备：自喷井模拟器，空气压缩机，离心泵，秒表等； 实验介质：空气，水。 设备的流程（如图1所示）

图 1 垂直管流实验设备流程图 四、实验步骤 1.检查自喷井模拟器的阀门开关状态，保证所有阀门都关闭，检查稳压罐的液位（3/4液位）； 2.打开空气压缩机及供气阀门； 3.打开离心泵向系统供液； 4.打开液路总阀，向稳压罐中供液，控制稳压罐减压阀，保证罐内压力不超过0.12MPa ； 5.待液面达到罐体3/4高度，关闭液路总阀，轻轻打开气路总阀和气路旁通阀，向实验管路供气，保证气路压力不大于0.5MPa ，稳压罐压力约为0.8MPa； 6.轻轻打开液路旁通阀，向系统供液，待液面上升至井口时，可以改变气液阀门的相对大小，观察井筒中出现的各种流型； 7.慢慢打开液路测试阀门和气路测试阀门，然后关闭气路旁通阀和液路旁通阀，调节到所需流型，待流型稳定后开始测量； 8.按下流量积算仪清零按钮，同时启动秒表计时，观察井底流压和气体浮子流量计的示数。当计时到10秒时，记录井底流压、气体流量、液体累计流量和所用时间； 9.改变不同的气液流量，重复步骤7到8记录数据，一般取5组段塞流和5组泡流数据点。 10.打开气、液旁通阀，再关闭测试阀，关闭离心泵和空压机，清理实验装置，实验结束。 五、注意事项

新版流体力学孔口管嘴出流实验报告-新版.pdf

《流体力学》实验报告 开课实验室：2013年5 月17日学院城环学院年级、专业、班11环工2班姓名成绩 课程名称流体力学实验 实验项目 名称 孔口管嘴出流实验指导教师 教师 评语教师签名： 年月日 一、实验目的 1.理解射流与孔口出流的特点。 2.掌握管嘴出流的水力现象。 3.灵活应用静力学的基本知识，由测压管读数推求作用水头。 4.掌握孔口、管嘴出流的流量计算公式与流量系数的大小。 二、实验原理

三、使用仪器、材料 实验仪器：孔口与管嘴出流实验仪 仪器元件：自循环供水器、实验台、无级调速器、水箱、溢流板、稳水孔板、孔口、管嘴、挡水旋板、移动触头、上回水槽、标尺、测压管、接水盒、回水管等。 流体介质：水、气，实验装置如图： 四、实验步骤 1、记录参数d1=1.20cm,d2=1.20cm,d3=1.20cm,d4=1.20cm;z1=z2=19cm,z3=z4=12cm。 2、通电充水逐一打开1-4#孔口管嘴，待液面稳定后分别测记H、Q。 3、用游标卡尺测读孔口收缩断面处直径d。 4、关闭电源，将仪器恢复到实验前状态。

五、实验过程原始记录(数据、图表、计算 1.记录计算有关参数 圆角形管嘴d1=1.20cm，直角形嘴d2=1.20cm，圆锥形嘴d3=1.20cm； 出口高程读数Z1=Z2=19cm，出口高程读数Z3=Z4=12cm， 孔口d4=1.20cm。 2.实验记录与计算 分类项目1圆角形管嘴2直角形管嘴3圆锥形管嘴4孔口水面读数H1/cm 42.10 42.45 42.39 42.10 体积V/cm32880 2940 3166 3114 2946 3046 2832 2742 时间t/s 12.95 13.00 15.60 15.00 11.30 11.20 16.70 15.80 流量Q/（cm3/s）222.39 226.15 202.95 207.60 260.71 217.96 169.58 173.54 平均流量Q‘/（cm3/s）224.27 205.28 266.34 171.56 作用水头H o/cm 23.10 23.45 30.39 30.10 面积A/ cm2 1.13 1.13 1.13 1.13 流量系数u 0.933 0.847 0.966 0.625 测管读数H2/cm ／ 1.82 ／／ 真空度H v/cm ／17.18 ／／ 收缩直径d c/cm ／／／0.972 收缩断面A c/cm2／／／0.742 收缩系数 1.0 1.0 1.0 0.66 流速系数0.93 0.85 0.97 0.95 阻力系数0.16 0.38 0.06 0.11 流股形态光滑水柱、无收 缩不光滑、紊乱水 柱 光滑水柱扭变光滑水柱、 侧收缩

流体力学孔口管嘴出流实验报告

《流体力学》实验报告 开课实验室: 2013年5月17日

三、使用仪器、材料 实验仪器：孔口与管嘴出流实验仪 仪器元件：自循环供水器、实验台、无级调速器、水箱、溢流板、稳水孔板、孔口、管嘴、挡水旋板、移动触头、上回水槽、标尺、测压管、接水盒、回水管等。 流体介质：水、气，实验装置如图： T汞厦 1! ! ! ! 1 n b a ■ 四、实验步骤 1、记录参数d1=1.20cm,d2=1.20cm,d3=1.20cm,d4=1.20cm;z仁z2=19cm,z3=z4=12cm 。 2、通电充水逐一打开1-4#孔口管嘴，待液面稳定后分别测记H Q 3 、用游标卡尺测读孔口收缩断面处直径d。 4、关闭电源，将仪器恢复到实验前状态。 五、实验过程原始记录（数据、图表、计算 1. 记录计算有关参数 圆角形管嘴d仁1.20cm，直角形嘴d2=1.20cm，圆锥形嘴d3=1.20cm ； 出口高程读数Z1=Z2=19cm，出口高程读数Z3=Z4=12cm， 孔口d4=1.20cm。 分类项目1圆角形管嘴2直角形管嘴3圆锥形管嘴4孔口水面读数H1/cm 42.10 42.45 42.39 42.10 体积V/cm3 2880 2940 3166 3114 2946 3046 2832 2742 时间t/s 12.95 13.00 15.60 15.00 11.30 11.20 16.70 15.8C 流量Q/（cm3s）222.39 226.15 202.95 207.60 260.71 217.96 169.58 173.5 平均流量Q /（cmSs）224.27 205.28 266.34 171.56 作用水头H o/cm 23.10 23.45 30.39 30.10 面积A/ cm2 1.13 1.13 1.13 1.13 流量系数u 0.933 0.847 0.966 0.625

孔口管嘴管路流动..

孔口管嘴管路流动 1.图中穿孔板上各孔眼的大小形状相同，问每个孔口的出流量是否相同？ 解：由0 2gH A Q μ= 与深度无关，所以每个孔口的出流量相同 2.有一水箱水面保持恒定（5m ），箱壁上开一孔口，孔口直径d=10mm 。（1）如果箱壁厚度δ=3mm ，求通过孔口的流速和流量。（2）如果箱壁厚度δ=40mm ，求通过孔口的流速和流量。 解：（1）视作薄壁小孔口，97.0=?，62.0=μ s m gh v /6.92==? 得：s m vA Q /1082.434-?==μ （2）视作管嘴，82.0==μ? s m gh v /12.82==? 得：s m vA Q /1038.634-?==μ

3.一隔板将水箱分为A 、B 两格，隔板上有直径为d 1=40mm 的薄壁孔口，如题5-3 图，B 箱底部有一直径为d 2=30mm 的圆柱形管嘴，管嘴长l =0.1m ，A 箱水深H 1=3m 恒定不变。 （1）分析出流恒定性条件（H 2不变的条件）。 （2）在恒定出流时，B 箱中水深H 2等于多少？ （3）水箱流量Q 1为何值？ 解：（1）当Q 1=Q 2时 出流恒定 （2）因为Q 1=Q 2，=-)(2211 1H H g A μ) 1.0(2222+H g A μ 查表得6.01=μ，82.02=μ，解得：m H 85.12= （3）解得=1Q 3.58×10-3 m 3/s 4.证明容器壁上装一段短管（如图所示），经过短管出流时的流量系数μ与流速系数为 ∑++= =11ζλ μ?d l 证：∵∑++=g v d l g v g v H 2222 220λ ζ ∴0 2gH v ?= 其中= ?∑++11 ζλd l 5.某诱导器的静压箱上装有圆柱形管嘴，管径为4mm ，长度 l =100mm ，λ=0.02，从管嘴入口到出口的局部阻力系数5.0=ζ∑， 求管嘴的流速系数和流量系数（见上题图）。

流体力学龙天渝蔡增基版课后答案第五章孔口管嘴管路流动

第五章孔口管嘴管路流动 1.图中穿孔板上各孔眼的大小形状相同，问每个孔口的出流量是否相同？ 解：由02gH A Q μ= 与深度无关，所以每个孔口的出流量相同 2.有一水箱水面保持恒定（5m ），箱壁上开一孔口，孔口直径d=10mm 。（1）如果箱壁厚度δ=3mm ，求通过孔口的流速和流量。（2）如果箱壁厚度δ=40mm ，求通过孔口的流速和流量。 解：（1）视作薄壁小孔口，97.0=?，62.0=μ s m gh v /6.92==? 得：s m vA Q /1082.434-?==μ （2）视作管嘴，82.0==μ? s m gh v /12.82==? 得：s m vA Q /1038.634-?==μ 3.一隔板将水箱分为A 、B 两格，隔板上有直径为d 1=40mm 的薄壁孔口，如题5-3 图，B 箱底部有一直径为d 2=30mm 的圆柱形管嘴，管嘴长l =0.1m ，A 箱水深H 1=3m 恒定不变。 （1）分析出流恒定性条件（H 2不变的条件）。 （2）在恒定出流时，B 箱中水深H 2等于多少？ （3）水箱流量Q 1为何值？ 解：（1）当Q 1=Q 2时 出流恒定 （2）因为Q 1=Q 2，=-)(22111H H g A μ) 1.0(2222+H g A μ 查表得6.01=μ，82.02=μ，解得：m H 85.12= （3）解得=1Q 3.58×10-3 m 3/s 4.证明容器壁上装一段短管（如图所示），经过短管出 流时的流量系数μ与流速系数为

∑++==11ζλμ?d l 证：∵∑++=g v d l g v g v H 2222 220λζ ∴02gH v ?= 其中=?∑++11 ζλd l 5.某诱导器的静压箱上装有圆柱形管嘴，管径为4mm ，长度l =100mm ，λ=0.02，从管嘴入口到出口的局部阻力系数5.0=ζ∑，求管嘴的流速系数和流量系数（见上题图）。 解：由题得707.011 =++==∑ζλμ?d l 6.如上题，当管嘴外空气压强为当地大气压强时，要求管嘴出流流速为30m/s 。此时静压箱内应保持多少压强？空气密度为ρ=1.2kg/m 3。 解：ρ?p v ?=2，得2/08.1m kN p =? 7.某恒温室采用多孔板送风，风道中的静压为200Pa ，孔口直径为20mm ，空气温度为20℃，μ=0.8。要求通过风量为1m 3/s 。问需要布置多少孔口？ 解：Q =ρ ??p A n 2，得4.218=n ，所以需要219个 8.水从A 水箱通过直径为10cm 的孔口流入B 水箱，流量系数为0.62。设上游水箱的水面高程1H =3m 保持不变。 （1）B 水箱中无水时，求通过孔口的流量。 （2）B 水箱水面高程2H =2m 时，求通过孔口的流量。 （3）A 箱水面压力为2000Pa ，1H =3m 时，而B 水箱水面 压力为0，2H =2m 时，求通过孔口的流量。 解：（1）属孔口自由出流 02gH A Q μ=，10H H = 得：s m Q /037.03= （2）属孔口淹没出流， 02gH A Q μ=，210H H H -=

中国石油大学(华东) 采油工程2019 020104《垂直管流实验》实验报告

中国石油大学（华东）现代远程教育 石油工程实验报告 学生姓名：XXXXXX 学号：1234235345345 年级专业层次：网络18秋石油工程（钻井）学习中心：东营直属学习中心 提交时间：2018年12月12日

二、实验原理 在许多情况下，当油井的井口压力高于原油饱和压力时，井筒内流动着的是单相液体。当自喷井的井底压力低于饱和压力时，则整个油管内部都是气-液两相流动。油井生产系统的总压降大部分是用来克服混合物在油管中流动时的重力和摩擦损失，只有当气液两相的流速很高时（如环雾流型），才考虑动能损失。在垂直井筒中，井底压力大部分消耗在克服液柱重力上。在水平井水平段，重力损失也可以忽略。所以，总压降的通式为： 式中：—重力压降；—摩擦压降；—加速压降。 在流动过程中，混合物密度和摩擦力沿程随气-液体积比、流速及混合物流型而变化。油井中可能出现的流型自下而上依次为：纯油流、泡流、段塞流、环流和雾流。除某些高产量凝析气井和含水气井外，一般油井都不会出现环流和雾流。 本实验以空气和水作为实验介质，用阀门控制井筒中的气水比例并通过仪表测取相应的流量和压力数据，同时可以从透明的有机玻璃管中观察相应的流型。 三、实验设备及材料

五、实验报告处理过程和处理结果 1、简述垂直井筒中各种流型的特征； 答：油井中可能出现的流型自下而上依次为：纯油流、泡流、段塞流、环流和雾流。各种流型的特征如下： （1）纯油流：当井筒中的压力高于饱和压力时，没有气体从油中分离出来，油呈单相流动。 （2）泡流：气体是分散相，液体是连续相；气体主要影响混合物的密度，对摩擦阻力的影响不大；滑脱效应比较严重。 （3）段塞流：气体呈分散相，液体呈连续相；一段气一段液交替出现；气体膨胀能得到较好的利用；滑脱损失变小，摩擦损失变大。 （4）环流：在环流结构中，气液两相都是连续的，气体的举油作用主要是靠摩擦携带，滑脱损失小，摩擦损失更大。 （5）雾流：气体是连续相，液体是分散相；气体以很高的速度携带液滴喷出井口；气、液之间的相对运动速度很小；气相是整个流动的控制因素。 2、用奥齐思泽斯基方法判断各实验数据点所属的流型并与实验观察到的现象相对比，至少列出一个实验点的判别过程。 基本参数：=30，h=6.0，=1.29，=1000，=0.072。 实验数据： 原始数据记录表 序号 / wf P MPa/ t P MPa/ r P MPa() // g Q L h/ L Q L ∑流 型 1 0.065 0.017 0.090 450 0.80 9．81 段塞流 2 0.059 0.027 0.092 850 0.1 3 10.31 段塞流 3 0.058 0.017 0.092 650 0.16 10.28 段塞流 4 0.050 0.008 0.081 500 0.28 10.06 段塞流 5 0.042 0.012 0.092 800 0.21 10.28 段塞流 以第1组数据为例说明数据处理过程：

孔口与管嘴出流实验

孔口与管嘴出流实验 Revised as of 23 November 2020

孔口与管嘴出流实验 一、实验目的要求 １．掌握孔口与管嘴出流的流速系数、流量系数、侧收缩系数、局部阻力系数的量测技能； ２．通过对不同管嘴与孔口的流量系数测量分析，了解进口形状对出流能力的影响及相关 水力要素对孔口出流能力的影响。 孔口管嘴实验装置简图

1. 自循环供水器 2. 实验台 3. 可控硅无级调速器 4. 恒压水箱 5. 溢流板 6. 稳水孔板 7. 孔口管嘴(1#喇叭进口管嘴 2#直角进口管嘴 3#锥形管嘴 4#孔口) 8. 防溅旋板 9. 测量孔口射流收缩直径移动触头 10. 上回水槽 11. 标尺 12. 测压管 二、 流量系数 收缩系数 流速系数

阻力系数 三、实验方法与步骤 １．记录实验常数，各孔口管嘴用橡皮塞塞紧。 ２．打开调速器开关，使恒压水箱充水，至溢流后，再打开1＃园角管嘴，待水面稳定 ，测定流量Ｑ（要求重复测量三次，时间尽量长些，以求后，测记水箱水面高程标尺读数Ｈ 1 准确），测量完毕，先旋转水箱内的旋板，将1＃管嘴进口盖好，再塞紧橡皮塞。 及流量Ｑ，观察和量测直角３．依照上法，打开2＃管嘴，测记水箱水面高程标尺读数Ｈ 1 管嘴出流时的真空情况。 及Ｑ。 ４．依次打开3＃园锥形管嘴，测定Ｈ 1 及Ｑ，并按下述7(2)的方法测记孔口收缩５．打开4＃孔口，观察孔口出流现象，测定Ｈ 1 断面的直径（重复测量三次）。然后改变孔口出流的作用水头（可减少进口流量），观察孔口收缩断面直径随水头变化的情况。 ６．关闭调速器开关，清理实验桌面及场地。 ７．注意事项： （１）实验次序先管嘴后孔口，每次塞橡皮塞前，先用旋板将进口盖掉，以免水花溅开； （２）量测收缩断面直径，可用孔口两边的移动触头。首先松动螺丝，先移动一边触头将其与水股切向接触，并旋紧螺丝，再移动另一边触头，使之切向接触，并旋紧螺丝，再将旋板开关顺时针方向关上孔口，用卡尺测量触头间距，即为射流直径。实验时将旋板置于不工作的孔口（或管嘴）上，尽量减少旋板对工作孔口、管嘴的干扰； （３）进行以上实验时，注意观察各出流的流股形态，并作好记录。 四、 .结合观测不同类型管嘴与孔口出流的流股特征，分析流量系数不同的原因及增大过流能力的途径。 参考答案: 据实验报告解答的实际实验结果可知，流股形态及流量系数如下： 园角管嘴出流的流股呈光滑园柱形，u = 0. 935；