流量計性能測試實驗

1、中 南 大 學(xué) 儀器與自動檢測 實 驗 報 告冶金科學(xué)與工程 院 系 冶金 專 業(yè) 班 級 姓 名 學(xué) 號 同組者 同班同學(xué) 實驗日期 2013 年 4 月 08 日 指導(dǎo)教師 實驗名稱： 流量計性能測試實驗一、實驗?zāi)康? 掌握流量計性能測試的一般實驗方法；2 了解倒U型壓差計的使用方法；3 應(yīng)用體積法，測定孔板流量計、文丘里流量計的標定曲線;4 驗證孔板流量計、文丘里流量計的孔流系數(shù)C0與雷諾數(shù)Re的關(guān)系曲線。二、實驗原理流體流過孔板流量計或文丘里流量計時，都會產(chǎn)生一定的壓差，而這個壓差與流體流過的流速存在著一定的關(guān)系。1孔板流量計或文丘里流量計的標定流體在管內(nèi)的流量可用體積法測量：V= a

2、·Dh /t (1) 式中： V管內(nèi)流體的流量，L/s；a體積系數(shù)，即計量筒內(nèi)水位每增加1cm所增加的水的體積，本實驗中a=0.6154 L/cm；Dh計量筒液位上升高度，Dh = h1- h0，cm；h1計量筒內(nèi)水位的初始讀數(shù)，cm；h0計量筒內(nèi)水位的終了讀數(shù)，cm；t 與Dh 相對應(yīng)的計量時間，s。測出與V相對應(yīng)的孔板流量計（或文丘里流量計）的壓差讀數(shù)R，即可在直角坐標紙上標繪出對應(yīng)流量計的VR標定曲線。其中， R 孔板流量計（或文丘里流量計）的壓差讀數(shù)，cm。2孔流系數(shù)C0與雷諾數(shù)Re關(guān)系測定流體在管內(nèi)的流量和被測流量計的壓差R存在如下的關(guān)系： (2)其中， （3）(4)式中：

3、A0孔板流量計的孔徑（或文丘里流量計喉徑）的截面積，m2，本實驗中孔板孔d0=17.786mm，文丘里流量計喉徑d0=19.0mm；C0孔板流量計（或文丘里流量計）的孔流系數(shù)；g重力加速度，g=9.807m/s2。又知 （5）式中：Re雷諾數(shù)； 水管的內(nèi)徑，m，本實驗中=0.0238m； r 流體的密度，kg/m3；m 流體的粘度，Pa·s。水管內(nèi)流體流速，m/s, 三、儀器及裝置五、實驗數(shù)據(jù)及處理 其中 = （6）根據(jù)實驗所測到的R和V值，再根據(jù)流體溫度t查取r、m值，即可算出一系列的C0Re值，將這些計算結(jié)果標繪在單對數(shù)坐標紙上（Re取對數(shù)坐標），便可得到孔板流量計（或文丘里流量

4、計）C0Re關(guān)系曲線。三、儀器及裝置實驗裝置如圖1所示，由水箱、管道泵、孔板流量計、文丘里流量計、倒U型管壓差計、流向轉(zhuǎn)換器、計量筒、各種閥門和不銹鋼進、出水管道等組成。1水箱； 2切斷閥； 3管道泵； 4切換閥； 5切換閥； 6文丘里流量計； 7孔板流量計； 8、9倒U型管壓差計； 10流量調(diào)節(jié)閥； 11流向轉(zhuǎn)換器；12計量筒； 13放水閥； A1、B1、A2、B2倒U型管切斷閥； C1、C2倒U型管平衡閥 ； D1、D2倒U型管排氣閥圖1 流量計性能測試實驗裝置流程示意圖水從水箱1由管道泵3輸送至管路，分別流經(jīng)文丘里流量計6、孔板流量計7所在測試管路和流量調(diào)節(jié)閥10后，通過流向轉(zhuǎn)換器11到

5、達計量筒12進行計量，然后返回水箱，循環(huán)使用。實驗測試管路有二段并聯(lián)的水平管組成,自上而下分別用于孔板流量計和文丘里流量計的性能測試。在每段測試管路的進口上，分別裝有切換閥，用于選擇不同的實驗測試內(nèi)容。管路內(nèi)流量由計量筒12和秒表配合進行測量，并由出口流量調(diào)節(jié)閥11調(diào)節(jié)流量，流體流過孔板流量計和文丘里流量計的壓差可分別用與各流量計相連的倒U型管壓差計9和8測量，流體的溫度可用溫度計直接測量。四、實驗步驟1 全開實驗裝置主管道上所有閥門（閥2、閥4、閥5和閥10），全關(guān)倒U型差壓計上的閥門，將流向轉(zhuǎn)換器的出口轉(zhuǎn)向排水側(cè)，開啟管道泵。2 孔板流量計的標定：2.1開啟管道泵約5分鐘后，關(guān)閉閥4、閥1

6、0，打開與孔板流量計相連的倒U型差壓計9上的閥門A2、B2和D2（當A2、B2和D2的手柄處于水平位置時，閥處于關(guān)的位置；當A2、B2和D2的手柄處于垂直位置時，閥處于開的位置，另一U型差壓計上的閥門A1、B1和D1的開關(guān)位置也是如此。），對倒U型差壓計9進行排氣操作。2.2在倒U型差壓計的玻璃管上看不到上升的氣泡后，先關(guān)閉閥門A2、B2，再將閥門C2的手柄箭頭旋向左邊，將倒U型差壓計的其中一根玻璃管內(nèi)的水放到約510cm高度，然后將閥門C2的手柄箭頭旋向右邊，將倒U型差壓計的另一根玻璃管內(nèi)的水放到約510cm高度，最后關(guān)閉C2閥（即將C2閥的手柄箭頭旋到垂直位置），關(guān)閉D2閥，打開A2、B2

7、閥，至此倒U型差壓計的排氣操作工作即算完成。2.3緩慢打開流量調(diào)節(jié)閥10，這時U型差壓計9的差壓讀數(shù)也同步慢慢增大，當差壓計的讀數(shù)接近6570cm時，停止調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥10。六、實驗結(jié)果及討論2.4關(guān)閉閥13，記下計量筒內(nèi)水位的初始讀數(shù)，并將秒表清零，在將流向轉(zhuǎn)換器的出口轉(zhuǎn)向計量筒的計量側(cè)的同時按下秒表開始記時，當計量筒內(nèi)的水位高到離頂部還有約5cm時，迅速將流向轉(zhuǎn)換器的出口轉(zhuǎn)向排水側(cè)，同時按下秒表停止記時，讀下秒表上的測量時間，待計量筒內(nèi)水位穩(wěn)定后（一般要求波動小于0.1cm），讀下計量筒內(nèi)水位的終了讀數(shù)，隨后打開閥13，將計量筒內(nèi)的水放完，在計量筒放水的同時，雙手同時關(guān)閉倒U型差壓計上閥A

8、2、B2，讀取倒U型差壓計上讀數(shù)R，當計量筒內(nèi)的水放到合適的高度（桶內(nèi)一般留1cm左右高度的水位）時，關(guān)閉閥13。2.5本實驗一般測定610個實驗點，考慮到測量精度要求，最小倒U型差壓計的讀數(shù)R要求在2cm以上，根據(jù)R的最大讀數(shù)和最小讀數(shù)以及要測的實驗數(shù)據(jù)組數(shù)，確定每個實驗測試點的R大小，然后通過減小流量調(diào)節(jié)閥開度的方法，將R調(diào)到所需的值，接著重復(fù)操作步驟2.4，直到測完所需要測定的610組實驗數(shù)據(jù)，最后用溫度計測出水箱里的水溫。3 文丘里流量計的標定3.1 打開閥4，關(guān)閉閥5、閥10，打開與文丘里流量計相連的倒U型差壓計8上的閥門A1、B1和D1，對倒U型差壓計8進行排氣操作。3.2在倒U型

9、差壓計的玻璃管上看不到上升的氣泡后，先關(guān)閉閥門A1、B1，再將閥門C1的手柄箭頭旋向左邊，將倒U型差壓計的其中一根玻璃管內(nèi)的水放到約510cm高度，然后將閥門C1的手柄箭頭旋向右邊，將倒U型差壓計的另一根玻璃管內(nèi)的水放到約510cm高度，最后關(guān)閉C1閥（即將C1閥的手柄箭頭旋到垂直位置），關(guān)閉D1閥，打開A1、B1閥，至此倒U型差壓計的排氣操作工作即算完成。3.3緩慢打開流量調(diào)節(jié)閥10，這時U型差壓計8的差壓讀數(shù)也同步慢慢增大，當差壓計的讀數(shù)接近6570cm時，停止調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥10。3.4關(guān)閉閥13，參照2.4和2.5進行實驗。相應(yīng)曲線見圖4和圖5。圖4 文丘里流量計標定曲線圖5 文丘里流量計C0Re關(guān)系曲線水溫 20 序 號孔板流量計計量筒高度差Dh /cmH2O計量時間 /s差壓計壓差R/cmH2O149.4521116.71231821.22042324.72452525.82662726.92872928.32982927.83093028.431103128.8325、 結(jié)果與討論(一) 通過本次試驗，我們學(xué)到了以下幾點1.掌握流量計性能測試的一般實驗方法；2.了解倒U型壓差計的使用方法；3.應(yīng)用體積法，測定孔板流量計、文丘里流量計的標定曲線(二) 在本次實驗中，應(yīng)該注意：1.每個實驗項目測試前都應(yīng)對倒U