流量计流量的校正实验(2400字)

发表于:2020.10.25来自:www.fanwen118.com字数:2400 手机看范文

流量计流量的校正实验

一. 实验目的

1. 熟悉孔板流量计、文丘里流量计的构造、性能及安装方法。

2. 掌握流量计的标定方法之一——容量法。

3. 测定孔板流量计、文丘里流量计的孔流系数与雷诺准数的关系。

二. 基本原理

对非标准化的各种流量仪表在出厂前都必须进行流量标定,建立流量刻度标尺(如转子流量计)、给出孔流系数(如涡轮流量计)、给出校正曲线(如孔板流量计)。使用者在使用时,如工作介质、温度、压强等操作条件与原来标定时的条件不同,就需要根据现场情况,对流量计进行标定。

孔板、文丘里流量计的收缩口面积都是固定的,而流体通过收缩口的压力降则随流量大小而变,据此来测量流量,因此,称其为变压头流量计。而另一类流量计中,当流体通过时,压力降不变,但收缩口面积却随流量而改变,故称这类流量计为变截面流量计,此类的典型代表是转子流量计。

1、孔板流量计的校核

孔板流量计是应用最广泛的节流式流量计之一,本实

验采用自制的孔板流量计测定液体流量,用容量法进行标

定,同时测定孔流系数与雷诺准数的关系。

孔板流量计是根据流体的动能和势能相互转化原理而

设计的,流体通过锐孔时流速增加,造成孔板前后产生压

强差,可以通过引压管在压差计或差压变送器上显示。其

基本构造如图1所示。

若管路直径为d1,孔板锐孔直径为d0,流体流经孔板

前后所形成的缩脉直径为d2,流体的密度为ρ,则根据柏

努利方程,在界面1、2处有:

图1 孔板流量计

2u2?u12p1?p2?p ??2??

? 或

流量计流量的校正实验

流量计流量的校正实验

由于缩脉处位置随流速而变化,截面积A2又难以指导,而孔板孔径的面积A0是已知的,因此,用孔板孔径处流速u0来替代上式中的u2,

流量计流量的校正实验

又考虑这种替代带来的误差以及实际流体局部阻力造成的能

量损失,故需用系数C加以校正。

流量计流量的校正实验

流量计流量的校正实验

? 对于不可压缩流体,根据连续性方程可知u1?A0u0,代入上式并整理可得:

流量计流量的校正实验

A1

u0?

流量计流量的校正实验

C0? 则

流量计流量的校正实验

u0?C 根据u0和A0即可计算出流体的体积流量:

V?u0A0?C0A02?p/ 或 V?u0A0?C0A02gR(?i??)/? 式中:V-流体的体积流量, m3/s;

R-U形压差计的读数,m;

?i-压差计中指示液密度,kg/m3;

C0-孔流系数,无因次;

C0由孔板锐口的形状、测压口位置、孔径与管径之比和雷诺数Re所决定,具体数值由实验测定。当孔径与管径之比为一定值时,Re超过某个数值后,C0接近于常数。一般工业上定型的流量计,就是规定在C0为定值的流动条件下使用。C0值范围一般为0.6~0.7。

孔板流量计安装时应在其上、下游各有一段直管段作为稳定段,上游长度至少应为10d1,下游为5d2。孔板流量计构造简单,制造和安装都很方便,其主要缺点是机械能损失大。由于机械能损失,使下游速度复原后,压力不能恢复到孔板前的值,称之为永久损失。d0/d1的值越小,永久损失越大。

2.文丘里流量计的校核

孔板流量计的主要缺点时机械能损失很大,为

了克服这一缺点,可采用一渐缩渐括管,如图2所

示,当流体流过这样的锥管时,不会出现边界层分

离及漩涡,从而大大降低了机械能损失。这种管称

为文丘里管。

文丘里管收缩锥角通常取15°~25°,扩大段锥

角要取得小些,一般为5°-7°,使流速改变平缓,因

为机械能损失主要发生在突然扩大处。 图2 文丘里流量计

文丘里流量计测量原理与孔板完全相同,只不过永久损失要小很多。流速、流量计算仍可用计算孔板流量计式子进行计算,式中u0仍代表最小截面处(称为文氏喉)的流速。文丘里管的孔流系数C0约为0.98-0.99。机械能损失约为:

2 wf?0.1u0

文丘里流量计的缺点是加工比孔板复杂,因而造价高,且安装时需占去一定管长位置,但其永久损失小,故尤其适用于低压气体的输送。

三.实验装置与流程

实验装置 如图3所示。主要部分由循环水泵、流量计、U型压差计、温度计和水槽等组成,实验主管路为1寸不锈钢管(内径25mm)。

流量计流量的校正实验

图3 流量计校合实验示意图

流量计流量的校正实验

四.实验步骤

1. 熟悉实验装置,了解各阀门的位置及作用。启动离心泵。

2. 对装置中有关管道、导压管、压差计进行排气,使倒U形压差计处于工作状态。

3. 对应每一个阀门开度,用容积法测量流量,同时记下压差计的读数,按由小到大的顺序在小流量时测量8~9个点,大流量时测量5~6个点。

4. 测量流量时应保证每次测量中,计量桶液位差不小于100mm或测量时间不少于40s。 5. 主要计算过程如下:

(1)根据体积法(秒表配合计量筒)算得流量V(m3/h); (2)根据u?

4V

,孔板取喉径d0=15.347mm,文丘里取喉径d=12.403mm; 2

?d

(3)读取流量V(由闸阀开度调节)对应下的压差计高度差R

流量计流量的校正实验

,根据u0?C和

?p??gR,求得C0值。

(4)根据Re?

du?

?

,求得雷诺数,其中d取对应的d0值。

(5)在坐标纸上分别绘出孔板流量计和文丘里流量计的C0-Re图。

五.实验数据记录及处理

1.数据记录

计量桶底面积为0.1㎡

流量计流量的校正实验

流量计流量的校正实验

1. 将所有原始数据及计算结果列成表格,并附上计算示例。

2. 在单对数坐标纸上分别绘出孔板流量计和文丘里流量计的C0-Re图。 3. 讨论实验结果。

六.思考题

1. 孔流系数与哪些因素有关?

2. 孔板、文丘里流量计安装时各应注意什么问题? 3. 如何检查系统排气是否完全?




第二篇:文丘里流量计流量系数率测定实验(附图)

五、实验数据记录

仪器编号:2#文丘里实验仪

有关常数:量水箱断面积A=158.74cm2,管径d1,管径d2

表1 测量记录表格

文丘里流量计流量系数率测定实验

文丘里流量计流量系数率测定实验

文丘里流量计流量系数率测定实验

六、实验数据处理及结果

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