文丘里流量计的标定
. C-Re关系曲线
第二篇:13-说明书-流量计标定-孔+文
流量计的标定-孔+文
一、实验目的
1、了解孔板流量计和文丘里流量计的操作原理和特性,掌握流量计的一般标定方法;
2、测定孔板流量计和文丘里流量计的流量系数的C0和Cv与管内Re的关系。
3、通过C0和Cv与管内Re的关系,比较两种流量计。
二、实验流程
1、流程示意图
2、流程描述
循环水槽—循环泵—阀门 F1—孔板流量计—文氏流量计—计量槽F2—循环水槽
└导流管 ┘
3、主要设备仪表参数
循环泵:全不锈钢1.5Kw 50-125
循环水槽:不锈钢1200×520×500 有效容积300升
计量槽:不锈钢300×580×560,有效横截面积0.1718m2,有效容积92升
孔板流量计:不锈钢标准环隙取压,工作管路内径=47mm,孔径=29.73mm,面积比m=0.4
文氏流量计:不锈钢,工作管路内径=47mm,孔径=29.73mm,面积比m=0.4
差压传感器:1151型 4—20mA输出,测量范围0—9.999万Pa,显示精度10pa
差压显示表:XMT-8000多功能数显表/808数显表
温度传感器:Pt100 航空接头
温度显示表:XMTD2302D,数显,显示精度0.1℃
4、本实验消耗和自备设施:
水:900升/年
电负荷:1.5 Kw
秒表:1块
三、实验原理
1、流体在管内流量及Re的测定:
流量测定一般有称重法、体积法和流量计法测量。本实验采用体积法:
式中:h1、h2—计量槽中接水前后的液面读数 [m]
q — 管内体积流量 [m3/S]
S — 计量槽横截面积 S=0.1718 [m2]
t— 接水时间 [S]。
式中:ρ、μ— 流体在测量温度下的密度和粘度 [Kg/m3]、[PaS]
d—管内径 d=47mm
2、孔板流量计
孔板流量计是利用动能和静压能相互转换的原理设计的,它是以消耗大量机械能为代价的。孔板的开孔越小、通过孔口的平均流速u0越大,孔前后的压差ΔP也越大,阻力损失也随之增大。其具体工作原理结构见右图。
为了减小流体通过孔口后由于突然扩大而引起的大量旋涡能耗,在孔板后开一渐扩形圆角。因此孔板流量计的安装是有方向的。若是方向弄反,不光是能耗增大,同时其流量系数也将改变,实际上这样使用没有意义。
其计算式为(具体推导过程见教材):
在使用前,必须知道其孔流系数C0(一般由厂家给出,教课书中只是原理性质,只作参考),一般是由实验标定得到的。其C0主要取决于管道内流动的Re和面积比m=A0/A,取压方式、孔口形状、加工光洁度、孔板厚度、安装等也对其有影响。当后者如取压方式等状况均按规定的标准时,称之为标准孔板。标准孔板的C0只和Re和m有关。
3、文氏流量计
仅仅是为了测定流量而引起过多的能耗显然是不合适的,应尽可能设法降低能耗。能耗是起因于孔板的突然缩小和突然扩大,特别是后者。因此,若设法将测量管段制成如图所示的渐缩和渐扩管,避免突然缩小和突然扩大,必然大大降低能耗。这种管称为文氏管流量计。
文氏流量计的工作原理与公式推导过程完全与孔板流量计相同,但以Cv代替C0。因为在同一流量下,文氏压差小于孔板,因此Cv一定大于C0。
在实验中,只要测出对应的流量q和压差ΔP,即可计算出其对应的系数Co和Cv。
4、孔板与文氏比较
共同点:⑴、原理及计算公式相同;⑵、C0(Cv)随Re的变化的规律是一致的,既:C0(Cv)随Re的增大而逐渐趋于稳定,当流量达到一定时,C0(Cv)不再随Re增大而变化,为一常数。这也是孔板流量计或文氏流量计的适用范围。
不同点:⑴、同一流量下,孔板能耗远高于文氏,这也可从差压度数上验证;⑵、孔板测量精度高于文氏;⑶、孔板C0随Re变化的稳定段很短,使用下限比文氏管低;⑷、同一m值下,Cv>C0。
规律见下页图。
四、操作步骤
1、熟悉:按事先(实验预习时)分工,熟悉流程,搞清各仪表设备的作用。
2、检查:循环水槽内罐满清水,检查泵调节阀是否关闭。
3、开车:启动离心泵(检查三相电及泵是否正常转动)。开启仪表电源。
4、排气:缓缓打开调节阀F1到较大值,打开两个差压传感器上的放空阀,排除管路内气体。当看到引压管路无气泡,可关闭差压传感器上的放空阀,再关闭管路调节阀F1。判断引压管内空气是否排净,看两个差压显示表上的压力是否为零,一般压差在-0.01—+0.01万Pa之间即可认为气体排净。若超过此范围有两种可能,一是气体没有排尽需重新排气操作,二是由于仪表零点漂移,此时需调零,或在记录和计算时±零点漂移。
仪表调零方法:
按差压显示仪表面板上SET设置键2—3秒,进入LOC数据权限修改口令,按左右和上下方向键输入808,按确认(即SET键)。以下进入仪表参数修改,每按一次SET键,进入某一参数项,当出现SC(平移修正)项,用左右上下方向键输入要修正的值。修改完毕,几秒种后退出修改状态。
仪表调零特别提示:
⑴、若仪表零点漂移显示为正,需要输入负偏差修正,否则道理同。如零点漂移为0.02,则需要输入-0.02。
⑵、其它仪表参数出厂时已设置好,每块表不尽相同,千万勿动,否则无法修复。调零工作最好由老师完成。
5、测量:为了取得满意的实验结果,必须考虑实验点的布置和读数精度。
(1)在每定常流量下,应尽量同步地读取各测量值读数。包括实际流量测定、两个压差计的读数。
(2)每次改变流量,应以孔板流量计压差读数按以下规律变化:
0.05、0.1、0.2、0.4、0.8、1.6、3.2、最大[万Pa]
从以上看,读数基本上是成倍增加的,这是因为横坐标用的是对数坐标,为使实验点分布均匀而又不过多测量。
流量按孔板压差计读数为准调节,文氏管压差按实际显示读数。
在调节过程中,因为压差为数显,数字会出现波动,因此,这里说的压差控制在0.1、0.2等,并不是一定在这个值,只要在此附近就可以,如0.2点在0.19—0.21之间就可以;最后一点是最大,指的是阀门开到最大,流量到最大,按实际流量记录即可。
(3)当读取小流量下读数时,宜稍等稳定后再读数。
6、停车:实验完毕,关闭调节阀,停泵即可。
五、实验报告要求
1、记录实际流量和孔板流量计与文氏流量计压差读数,计算出对应C0与Cv;
2、用半对数坐标标出C0与Cv与Re的关系曲线。
原始数据记录表格:
管内径= 47 [mm] 孔内径= 29.73 [mm] 计量槽面积=0.1718 [m2]
水温= 水密度= 水粘度=
比较:
⑴、同一流量下压差大小,说明能耗大小;
⑵、同一流量下C0、Cv的大小,说明测量精度;
⑶、不同流量下C0、Cv的变化规律,说明测量适用范围;
友情提示:
1、在测取每个定常状况下,数据需同时测取,因此需要分工协作。最后数据进行汇总处理。
2、启动泵前检查相线和正倒转,是指长时间停用后,在启动前需检查;另在长时间不用时,开启泵时注意观察泵启动声音和是否正常转动,以防止泵内异物卡住而烧坏电机,若连续使用可省去此步骤。
3、测量时,显示仪表读数会有波动,此时应学会估读。
4、实验的成功与否与实验者的测量读数精度有很大关系,因此要求同组同学必须认真对待,精心操作。具体要求读数精度必须精确到仪表最小刻度的估读值。如本实验测量实际流量时,若要求测量误差≤2%,则要求每次测量时间和液面升高的量必须同时满足,计量时间≥10S,液面差≥100mm。这就要求同学们好好思考一下为什么这样要求?在流量较小和流量较大时如何操作?
5、面板上的仪表均按使用设置已经调节好,希望不要动仪表上的按钮,以免造成显示紊乱。
特别注意:
1、因为泵是机械密封,必须在泵有水时使用,若泵内无水空转,易造成机械密封件升温损坏而导致密封不严,需专业厂家更换机械密封。因此,严禁泵内无水空转!!!!
2、在启动泵前,应检查三相动力电是否正常,若缺相,及易烧坏电机;为保证安全,检查接地是否正常;准备好上面工作后,在泵内有水情况下检查泵的转动方向,若反转流量达不到要求,对泵不利。
3、在调节流量时,泵出口调节阀应徐徐开启,严禁快开快关。
4、长期不用时,应将槽内水放净,并用湿软布擦拭水箱,防止水垢等杂物粘在上面。
5、严禁学生进入操作面板后,以免发生触电。
6、在冬季造成室内温度达到冰点时,设备内严禁存水。
7、操作前,必须将水箱内异物清理干净,需先用抹布搽干净,再往循环水槽内放水,启动泵让水循环流动冲刷管道一段时间,再将循环水槽内水放净。再注入水以准备实验。
8、在实验过程中,严禁异物掉入循环水槽内,以免被泵吸入泵内损坏泵、堵塞管路和损坏涡轮流量计。