D659-化工原理-流量计

1、则式（34）简化为 ig=Coj2g/p(3-6)根据叫和观即可计算出流体的体积流量:嘉应学院化学实验教学中心实验报告学生姓名 专业 班级学号课程名称 实验指导老师 实验时间实验题目：流量计的校核一. 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. 掌握流星计的标能方法之一容量法。3. 测立孔板流量计、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泄，建立流量刻度标尺（如转子流量计）、 给岀孔流系数（如涡轮流量计）、给岀校正曲线（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泄时的条件不

2、同，就需要根据现场情况，对流疑计进行标立。孔板、文丘里流量计的收缩口而积都是固定的，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，圧力降不变，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疑计， 2. 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立液体流量，用容疑法进 行标泄，同时测泄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

3、图1所示。若管路直径为山，孔板锐孔直径为do,流体流经孔板前 后所形成的缩脉直径为d2,流体的密度为P，则根据柏 努利方程，在界而1、2处有：(3-1)或J； - if = J2切 / p（3-2）由于缩脉处位程随流速而变化，截而积A2又难以知道，而孔板孔径的而积Au是已知的，因此，用孔 板孔径处流速U0来替代上式中的U2,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。式（3-2）改写为Ju；= Cj2/ p（3-3）对于不可压缩流体，根据连续性方程可知“=心，代入式（33）并整理可得 A(3-4)(3-5)(3-7) (3-8)式中：V：流体的体积流虽:

4、，m7s；R： U形压差计的读数，m：Pi：压差计中指示液密度，kg/mhCo：孔流系数，无因次：C。由孔板锐口的形状、测压口位置、孔径与管径之比和雷诺数Rc所决左，具体数值由实验测左。当 孔径与管径之比为一左值时，Rc超过某个数值后，C。接近于常数。一般工业上泄型的流量计，就是规怎 在Co为定值的流动条件下使用。C（）值范围一般为0.6-0.7。孔板流疑计安装时应在其上、下游各有一段直管段作为稳左段，上游长度至少应为10dp下游为5d2。 孔板流量计构造简单，制造和安装都很方便，英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。do/di

5、的值越小，永久损失越大。2. 2文丘里流量计的校核孔板流量讣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，不会岀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、流量的计算仍可以用式 (36)、(3 7),式中皿仍代表最小截而处(称为文氏喉)的流速。文丘里管的孔流系数Co约为0.98-0.99。 机械

6、能损失约为wf = 0. 1Wq(3-9)文丘里流量汁的缺点是加工比孔板复杂，因而造价高，且安装时需占去一泄管长位苣，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宜如图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)。四实验步骤与注意事项1. 熟悉实验装置，了解各阀门的位置及作用。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。排气操作步骤：先进行管路的引压操作。需打开实验管路均压环上 的引压阀，对倒U型管进行操作如下，其结构如图2所示。 排出系统和导压管内的气泡。关闭管路总

7、岀口阀7,使系统处 于零流量、高扬程状态。关闭进气阀门(3)和岀水活栓(5)以及平衡阀 门(4)。打开高压侧阀门和低压侧阀门使实验系统的水经过系统 管路、导压管、高压侧阀门、倒U形管、低压侧阀门(1)排出系统。 玻璃管吸入空气。排净气泡后，关闭(1)和两个阀门，打开平 衡阀(4)和出水活栓(5)进气阀(3),使玻璃管内的水排净并吸人空气。 平衡水位。关闭阀(4)、(5)、(3),然后打开(1)和(2)两个阀门， 让水进入玻璃管至平衡水位(此时系统中的出水阀门始终是关闭的, 管路中的水在零流量时，U形管内水位是平衡的)压差计即处于待 用状态。图2倒U型管压差讣1_高压侧阀门：2低圧侧阀门:3进气

8、阀门：4 一平衡阀门：5出水阀门 被测对象在不同流量下对应的差圧，就反应为倒U型管压差计的左右水柱之差。3对应每一个阀门开度，用容积法测量流虽:，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。为保证标定精度，最好再从大流量到小流量重复一次，然后取其平均值。4测量流量时应保证每次测量中 il量桶液位差不小于100mm或测量时间不少于40s5.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 (nV/li)：4V(2) 根据u = 一7 ,孔板取喉径do= 15.347mm,文丘里取喉径d= 12.462mm；(3) 读取流疑V(由闸阀开

9、度调节)对应下的压差计高度差R根据”o=G)磁亦/Q和3 = 如，求得C。值。(4) 根据求得雷诺数，其中d取对应的d。值。(5) 在坐标纸上分别绘出孔板流量计和文丘里流量计的Co-Re图“1 一水箱：2计量水箱；3管道泵：4一孔板流Mil-： 5文丘里流量计：6闸阀 图3 流量计校合实验示意图五、数据处理S孔板流量计文丘里流量计计址水箱液面高度cm)U形压差计读数(cm)计量水箱液面高度(cm)U形压差计读数(cm)111.860.822211.252.92.74.5310.3433.79.249.131.74.313.557.522.95.826.265.813.96.836.274.377.947.11.将所有原始数据及计算结果记入下表，并附上计算示例。 实验数拯：计算