孔板流量计的校核试验

1、化工原理实验报告ExperimentalReportofPrincipleoftheChemicalEngineering实验题目Topicofexperiment孑L板流M计的校核试验班级组Class15级化工（2）Group二姓名Name日期Date2017.10.26上海师范大学生环学院化学系SHANGHAINORMALUNIVERSITYLIFEANDENVIRONMENTALSCIENCECOLLEGEDEPARTMENTOFCHEMISTRY实验目的(Purposeofexperiment)1.2.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

2、的关系。基本原理(Summaryoftheory)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di,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p,则根据柏努利方程，在界面1、2处有:2-p7考虑到实验误差及能量损失等因素，用系数c加以校正：2U2Ui2C2-p/对于不可压缩流体，根据连续性方程可知UiA0Au0,代入上式并整理可得:u0C0根据uo和Ao即可计算出流体的体积流量:VU0AdC0A0.2p/熟悉孔板流量计、文丘里流量计

3、的构造、性能及安装方法。Vu0A0C0A0.2gR(i)/式中：V流体的体积流量，m3/s；RU形压差计的读数，m;i压差计中指示液密度，kg/m3;Co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Co为定值的流动条件下使用。Co值范围一般为0.60.7。三、设备和流程图(EquipmentandFloeChartEquipment)实验装置如图2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

4、(内径25mm)。图2流量计校合实验示意图四、实验步骤(ProceduresofExperiment)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12个数据点，前密后疏。4 .测量流量时应保证每次测量中，计量桶液位差不小于100mm或测量时间为1min。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)；4V(2)根据u2,孔板取喉径d0=15.347mm,文丘里取喉径d=12.403mm；d(3

5、)读取流量V(由闸阀开度调节)对应下的压差计高度差R,根据u0C0J2p/和pgR,求得Co值。(4)根据Redu一,求得雷诺数，其中d取对应的do值。(5)在坐标纸上分别绘出孔板流量计的C0Re图。五、原始记录(Originalrecords)计量桶底面积为0.1m2序号流量Vm3/h水温tCmmH2O时间s高度cm1604.2527142606.12726360827444608.7276356010.82710066011.82711776013.22715086014.327168960182729210602127406116023.127483126025.527615n=0997

6、Yy查文献数据得27摄氏度下纯水密度cm3x1(粘度以=0.8545(Pa)六、数据处理及结果(SimplecalculationsandResults)计算示例，以序号i为例：1)流量v=底面积4X0.22S=0.3922）流速u4V2=工工4X（15.171+1000产m/s（d取喉径d2d0=15.171mm）3）孔板压降4Pgt=7X9.8X0.014=136.788Pa4）5）孔流系数C0=雷诺数Redu136,788997=0.749150171+1000X997X03920.8544义1000=7191.168序号油Vm3/h流速Uom/s孔板压降PPa孔流系数雷诺数Re10.2

7、550.392136.7880.7497191.16820.3660.563254.0360.78910321.4430.4800.738429.9060.79513536.3240.5220.803615.5480.72314720.7450.6480.997977.0600.71218274.0360.7081.0891143.1600.71919966.0770.7921.2181465.5900.71122334.9280.8581.3201641.4610.72724196.1791.0801.6622853.0150.69530456.71101.2601.9393966.8640

8、.68735532.83111.3862.1324719.2000.69339086.12121.5302.3546008.9190.67843147.010.320OBOO0.7S00.7600.74007200.700O.68G0.660宙诺数加孔板流量计C0-Re关系图0.3200.8000.7800.7600.7400.7200700ObSO0660雷诺数成孔板流量计C0-Re关系单对数坐标图七、结果及讨论(ResultsandDiscussions)讨论：由Co随Re的变化趋势图可知，孔板流量计的孔流系数Co随Re的增大而减小。随着雷诺数的增加，C0减小的趋势也递减。但总体来说与教材图1-33出入较大。原因可能是压差计量程所限，曲线后半段的直线实验未能测得表示，以及操作误差导致数据不精确。思考题1 .孔流系数与哪些因素有关？答：孔流系数由孔板锐口的形状、测压口的位置、孔径与管径之比和雷诺准数有关。2 .本实验中水箱实际上起到那种测量仪表的作用？答：本实验中，通过测算单位时间内水箱内液面升高的高度来计算体积流量，因此水箱起到流量计的作用。3 .测量主管道内有空气会对实验结果影响吗？为什么？答：会。因为管道内有空气，则管道内流体就不是纯物质，而是气液混合物，其相应密度、