流量計(jì)校核實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、節(jié)流式流量計(jì)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)裝置（LJ100B）實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 節(jié)流式流量計(jì)校核裝置實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)流量計(jì)校核實(shí)驗(yàn)一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)的構(gòu)造、性能及安裝方法。2. 掌握流量計(jì)的標(biāo)定方法之一容量法。3. 測(cè)定孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)的孔流系數(shù)與雷諾準(zhǔn)數(shù)的關(guān)系。二 基本原理對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)化的各種流量?jī)x表在出廠前都必須進(jìn)行流量標(biāo)定，建立流量刻度標(biāo)尺（如轉(zhuǎn)子流量計(jì)）、給出孔流系數(shù)（如渦輪流量計(jì)）、給出校正曲線（如孔板流量計(jì)）。使用者在使用時(shí)，如工作介質(zhì)、溫度、壓強(qiáng)等操作條件與原來(lái)標(biāo)定時(shí)的條件不同，就需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定?？装?、文丘里流量計(jì)的收縮口面積都是固定的，而流體通過(guò)收縮口的壓力降

2、則隨流量大小而變，據(jù)此來(lái)測(cè)量流量，因此，稱其為變壓頭流量計(jì)。而另一類流量計(jì)中，當(dāng)流體通過(guò)時(shí)，壓力降不變，但收縮口面積卻隨流量而改變，故稱這類流量計(jì)為變截面流量計(jì)，此類的典型代表是轉(zhuǎn)子流量計(jì)。2.1孔板流量計(jì)的校核孔板流量計(jì)是應(yīng)用最廣泛的節(jié)流式流量計(jì)之一，本實(shí)驗(yàn)采用自制的孔板流量計(jì)測(cè)定液體流量，用容量法進(jìn)行標(biāo)定，同時(shí)測(cè)定孔流系數(shù)與雷諾準(zhǔn)數(shù)的關(guān)系。 孔板流量計(jì)是根據(jù)流體的動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化原理而設(shè)計(jì)的，流體通過(guò)銳孔時(shí)流速增加，造成孔板前后產(chǎn)生壓強(qiáng)差，可以通過(guò)引壓管在壓差計(jì)或差壓變送器上顯示。其基本構(gòu)造如圖3- 1所示。若管路直徑為d1，孔板銳孔直徑為d0，流體流經(jīng)孔板前后所形成的縮脈直徑為d2，流

3、體的密度為，則根據(jù)柏努利方程，在界面1、2處有： 圖31 孔板流量計(jì) （3-1）或 （3-2）由于縮脈處位置隨流速而變化，截面積又難以指導(dǎo)，而孔板孔徑的面積是已知的，因此，用孔板孔徑處流速來(lái)替代上式中的，又考慮這種替代帶來(lái)的誤差以及實(shí)際流體局部阻力造成的能量損失，故需用系數(shù)C加以校正。式（32）改寫(xiě)為 （3-3）對(duì)于不可壓縮流體，根據(jù)連續(xù)性方程可知，代入式（3-3）并整理可得 （3-4） 令 （3-5）則式（3-4）簡(jiǎn)化為 （3-6）根據(jù)和即可計(jì)算出流體的體積流量： （3-7）或 （3-8）式中：流體的體積流量， m3/s； U形壓差計(jì)的讀數(shù)，m； 壓差計(jì)中指示液密度，kg/m3； 孔流系數(shù)，

4、無(wú)因次；由孔板銳口的形狀、測(cè)壓口位置、孔徑與管徑之比和雷諾數(shù)Re所決定，具體數(shù)值由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。當(dāng)孔徑與管徑之比為一定值時(shí)，Re超過(guò)某個(gè)數(shù)值后，接近于常數(shù)。一般工業(yè)上定型的流量計(jì)，就是規(guī)定在為定值的流動(dòng)條件下使用。值范圍一般為0.6-0.7?？装辶髁坑?jì)安裝時(shí)應(yīng)在其上、下游各有一段直管段作為穩(wěn)定段，上游長(zhǎng)度至少應(yīng)為10d1，下游為5d2?？装辶髁坑?jì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，制造和安裝都很方便，其主要缺點(diǎn)是機(jī)械能損失大。由于機(jī)械能損失，使下游速度復(fù)原后，壓力不能恢復(fù)到孔板前的值，稱之為永久損失。d0/d1的值越小，永久損失越大。2.2文丘里流量計(jì)的校核 孔板流量計(jì)的主要缺點(diǎn)時(shí)機(jī)械能損失很大，為了克服這一缺點(diǎn)，可采用一

5、漸縮漸括管，如圖32所示，當(dāng)流體流過(guò)這樣的錐管時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)邊界層分離及漩渦，從而大大降低了機(jī)械能損失。這種管稱為文丘里管。文丘里管收縮錐角通常取15°-25°，擴(kuò)大段錐角要取得小些，一般為5°-7°，使流速改變平緩，因?yàn)闄C(jī)械能損失主要發(fā)生在突然擴(kuò)大處。 圖3-2文丘里流量計(jì)文丘里流量計(jì)測(cè)量原理與孔板完全相同，只不過(guò)永久損失要小很多。流速、流量計(jì)算仍可用式（36）、（37），式中仍代表最小截面處（稱為文氏喉）的流速。文丘里管的孔流系數(shù)約為0.98-0.99。機(jī)械能損失約為 （3-9）文丘里流量計(jì)的缺點(diǎn)是加工比孔板復(fù)雜，因而造價(jià)高，且安裝時(shí)需占去一定管長(zhǎng)位置

6、，但其永久損失小，故尤其適用于低壓氣體的輸送。三.實(shí)驗(yàn)裝置與流程實(shí)驗(yàn)裝置 如圖3-3所示。主要部分由循環(huán)水泵、流量計(jì)、U型壓差計(jì)、溫度計(jì)和水槽等組成，實(shí)驗(yàn)主管路為1寸不銹鋼管（內(nèi)徑25mm）。 圖3-3 流量計(jì)校核實(shí)驗(yàn)示意圖四.實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項(xiàng)1. 熟悉實(shí)驗(yàn)裝置，了解各閥門(mén)的位置及作用。2. 對(duì)裝置中有關(guān)管道、導(dǎo)壓管、壓差計(jì)進(jìn)行排氣，使倒U形壓差計(jì)處于工作狀態(tài)。3. 對(duì)應(yīng)每一個(gè)閥門(mén)開(kāi)度，用容積法測(cè)量流量，同時(shí)記下壓差計(jì)的讀數(shù)，按由小到大的順序在小流量時(shí)測(cè)量89個(gè)點(diǎn)，大流量時(shí)測(cè)量56個(gè)點(diǎn)。為保證標(biāo)定精度，最好再?gòu)拇罅髁康叫×髁恐貜?fù)一次，然后取其平均值。4. 測(cè)量流量時(shí)應(yīng)保證每次測(cè)量中，計(jì)量桶液位差不小于100mm或測(cè)量時(shí)間不少于40s。5. 主要計(jì)算過(guò)程如下：（1）根據(jù)體積法（秒表配合計(jì)量筒）算得流量V（m3/h）；（2）根據(jù)，孔板取喉徑d015.347mm，文丘里取喉徑d12.462mm；（3）讀取流量V（由閘閥開(kāi)度調(diào)節(jié)）對(duì)應(yīng)下的壓差計(jì)高度差R，根據(jù)和，求得C0值。（4）根據(jù)，求得雷諾數(shù)，其中d取對(duì)應(yīng)的d0值。（5）在坐標(biāo)紙上分別繪出孔板流量計(jì)和文丘里流量計(jì)的Re圖。五.實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 將所有原始數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果列成表格，并附上計(jì)算示例。2. 在單對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上分別繪出孔板流量計(jì)和文丘里流量計(jì)的Re圖。3. 討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果。六.思考題 1. 孔流系數(shù)與哪些因素有關(guān)？ 2. 孔板、