流量計流量的校正實驗(2)

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1、流量計流量的校正實驗（2）一．實驗?zāi)康?.熟悉孔板流量計、文丘里流量計的構(gòu)造、性能及安裝方法。2.掌握流量計的標(biāo)定方法之一——容量法。3.測定孔板流量計、文丘里流量計的孔流系數(shù)與雷諾準(zhǔn)數(shù)的關(guān)系。二．基本原理對非標(biāo)準(zhǔn)化的各種流量儀表在出廠前都必須進(jìn)行流量標(biāo)定，建立流量刻度標(biāo)尺（如轉(zhuǎn)子流量計）、給出孔流系數(shù)（如渦輪流量計）、給出校正曲線（如孔板流量計）。使用者在使用時，如工作介質(zhì)、溫度、壓強(qiáng)等操作條件與原來標(biāo)定時的條件不同，就需要根據(jù)現(xiàn)場情況，對流量計進(jìn)行標(biāo)定?？装濉⑽那鹄锪髁坑嫷氖湛s口面積都是固定的，而流體通過收縮口的壓力降則隨流量大小而變，據(jù)此來測量流量，因此

2、，稱其為變壓頭流量計。而另一類流量計中，當(dāng)流體通過時，壓力降不變，但收縮口面積卻隨流量而改變，故稱這類流量計為變截面流量計，此類的典型代表是轉(zhuǎn)子流量計。1、孔板流量計的校核孔板流量計是應(yīng)用最廣泛的節(jié)流式流量計之一，本實驗采用自制的孔板流量計測定液體流量，用容量法進(jìn)行標(biāo)定，同時測定孔流系數(shù)與雷諾準(zhǔn)數(shù)的關(guān)系?？装辶髁坑嬍歉鶕?jù)流體的動能和勢能相互轉(zhuǎn)化原理而設(shè)計的，流體通過銳孔時流速增加，造成孔板前后產(chǎn)生壓強(qiáng)差，可以通過引壓管在壓差計或差壓變送器上顯示。其基本構(gòu)造如圖1所示。若管路直徑為d1，孔板銳孔直徑為d0，流體流經(jīng)孔板前后所形成的縮脈直徑為d2，流體的密度為ρ，

3、則根據(jù)柏努利方程，在界面1、2處有：圖1孔板流量計或由于縮脈處位置隨流速而變化，截面積又難以指導(dǎo)，而孔板孔徑的面積是已知的，因此，用孔板孔徑處流速來替代上式中的，又考慮這種替代帶來的誤差以及實際流體局部阻力造成的能量損失，故需用系數(shù)C加以校正。對于不可壓縮流體，根據(jù)連續(xù)性方程可知，代入上式并整理可得：令則根據(jù)和即可計算出流體的體積流量：或式中：－流體的體積流量，m3/s；－U形壓差計的讀數(shù)，m；－壓差計中指示液密度，kg/m3；－孔流系數(shù)，無因次；由孔板銳口的形狀、測壓口位置、孔徑與管徑之比和雷諾數(shù)Re所決定，具體數(shù)值由實驗測定。當(dāng)孔徑與管徑之比為一定值時，R

4、e超過某個數(shù)值后，接近于常數(shù)。一般工業(yè)上定型的流量計，就是規(guī)定在為定值的流動條件下使用。值范圍一般為0.6～0.7?？装辶髁坑嫲惭b時應(yīng)在其上、下游各有一段直管段作為穩(wěn)定段，上游長度至少應(yīng)為10d1，下游為5d2?？装辶髁坑嫎?gòu)造簡單，制造和安裝都很方便，其主要缺點是機(jī)械能損失大。由于機(jī)械能損失，使下游速度復(fù)原后，壓力不能恢復(fù)到孔板前的值，稱之為永久損失。d0/d1的值越小，永久損失越大。2.文丘里流量計的校核孔板流量計的主要缺點時機(jī)械能損失很大，為了克服這一缺點，可采用一漸縮漸括管，如圖2所示，當(dāng)流體流過這樣的錐管時，不會出現(xiàn)邊界層分離及漩渦，從而大大降低了機(jī)械

5、能損失。這種管稱為文丘里管。文丘里管收縮錐角通常取15°～25°，擴(kuò)大段錐角要取得小些，一般為5°-7°，使流速改變平緩，因為機(jī)械能損失主要發(fā)生在突然擴(kuò)大處。圖2文丘里流量計文丘里流量計測量原理與孔板完全相同，只不過永久損失要小很多。流速、流量計算仍可用計算孔板流量計式子進(jìn)行計算，式中仍代表最小截面處（稱為文氏喉）的流速。文丘里管的孔流系數(shù)約為0.98-0.99。機(jī)械能損失約為：文丘里流量計的缺點是加工比孔板復(fù)雜，因而造價高，且安裝時需占去一定管長位置，但其永久損失小，故尤其適用于低壓氣體的輸送。三.實驗裝置與流程實驗裝置如圖3所示。主要部分由循環(huán)水泵、流量計

6、、U型壓差計、溫度計和水槽等組成，實驗主管路為1寸不銹鋼管（內(nèi)徑25mm）。圖3流量計校合實驗示意圖四.實驗步驟1.熟悉實驗裝置，了解各閥門的位置及作用。啟動離心泵。2.對裝置中有關(guān)管道、導(dǎo)壓管、壓差計進(jìn)行排氣，使倒U形壓差計處于工作狀態(tài)。3.對應(yīng)每一個閥門開度，用容積法測量流量，同時記下壓差計的讀數(shù)，按由小到大的順序在小流量時測量8～9個點，大流量時測量5～6個點。4.測量流量時應(yīng)保證每次測量中，計量桶液位差不小于100mm或測量時間不少于40s。5.主要計算過程如下：（1）根據(jù)體積法（秒表配合計量筒）算得流量V（m3/h）；（2）根據(jù)，孔板取喉徑d0＝15

7、.347mm，文丘里取喉徑d＝12.403mm；（3）讀取流量V（由閘閥開度調(diào)節(jié)）對應(yīng)下的壓差計高度差R，根據(jù)和，求得C0值。（4）根據(jù)，求得雷諾數(shù)，其中d取對應(yīng)的d0值。（5）在坐標(biāo)紙上分別繪出孔板流量計和文丘里流量計的－Re圖。五.實驗數(shù)據(jù)記錄及處理1．?dāng)?shù)據(jù)記錄計量桶底面積為0.1㎡序號流量Vm3/h水溫t℃孔板壓降△PmmH2O文丘里管壓降△PmmH2O時間s高度㎝左右壓差左右壓差2．?dāng)?shù)據(jù)處理序號流量Vm3/h流速u0m/s孔板壓降△P1Pa文丘里管壓降△P2Pa孔流系數(shù)1.將所有原始數(shù)據(jù)及計算結(jié)果列成表格，并附上計算示例。2.在單對數(shù)坐標(biāo)紙上分別繪出孔

8、板流量計和文丘里流量計的－Re圖。3.