一、實驗目的
本實驗從孔板流量計的設計、安裝、標定，到流量計曲線的繪制，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、小儀器的情況不可避免，該實驗可培養學生自己動手的思維意識，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，邊界層發生分離，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 圖2.孔板流量計原理示意圖
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 ，又由于管子是水平的，所以ΔZ=0；而且假定流體為不可壓縮的理想流體，（a）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d0和截面積S0則是設計確定的；再則，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之間的差別，同時校正實際流體與理想流體之間的差別，即校正由于實際流體流經孔板所造成的能量損失，因 （b）
對于不可縮流體，根據連續性方程可得：
（2）
將此式代入（b）式并整理后可得
（c）
令
并將等式兩邊開平方，
（3）
根據u0和S0即可算出流體的體積流量：
（4）
式中（p1-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
C0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ΔP—VS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ΔP—VS曲線。要求數字和曲線清晰。
