D659-化工原理-流量計(jì)

1、則式（34）簡化為 ig=Coj2g/p(3-6)根據(jù)叫和觀即可計(jì)算出流體的體積流量:嘉應(yīng)學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名 專業(yè) 班級學(xué)號課程名稱 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師 實(shí)驗(yàn)時(shí)間實(shí)驗(yàn)題目：流量計(jì)的校核一. 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. 掌握流星計(jì)的標(biāo)能方法之一容量法。3. 測立孔板流量計(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. 基本原理對非標(biāo)準(zhǔn)化的各種流量儀表在出廠前都必須進(jìn)行流量標(biāo)泄，建立流量刻度標(biāo)尺（如轉(zhuǎn)子流量計(jì)）、 給岀孔流系數(shù)（如渦輪流量計(jì)）、給岀校正曲線（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)等操作條件與原來標(biāo)泄時(shí)的條件不

2、同，就需要根據(jù)現(xiàn)場情況，對流疑計(jì)進(jìn)行標(biāo)立?？装?、文丘里流量計(jì)的收縮口而積都是固定的，而流體通過收縮口的壓力降則隨流量大小而變，據(jù) 此來測量流量，因此，稱其為變壓頭流量計(jì)。而另一類流量計(jì)中，當(dāng)流體通過時(shí)，圧力降不變，但收縮 口面積卻隨流量而改變，故稱這類流量計(jì)為變截面流疑計(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)測立液體流量，用容疑法進(jìn) 行標(biāo)泄，同時(shí)測泄孔流系數(shù)與雷諾準(zhǔn)數(shù)的關(guān)系?？装辶髁坑?jì)是根據(jù)流體的動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化原理 而設(shè)計(jì)的，流體通過銳孔時(shí)流速增加，造成孔板前后產(chǎn) 生壓強(qiáng)差，可以通過引壓管在壓差計(jì)或差壓變送器上顯 示。其基本構(gòu)造如

3、圖1所示。若管路直徑為山，孔板銳孔直徑為do,流體流經(jīng)孔板前 后所形成的縮脈直徑為d2,流體的密度為P，則根據(jù)柏 努利方程，在界而1、2處有：(3-1)或J； - if = J2切 / p（3-2）由于縮脈處位程隨流速而變化，截而積A2又難以知道，而孔板孔徑的而積Au是已知的，因此，用孔 板孔徑處流速U0來替代上式中的U2,又考慮這種替代帶來的誤差以及實(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（3-2）改寫為Ju；= Cj2/ p（3-3）對于不可壓縮流體，根據(jù)連續(xù)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：流體的體積流雖:

4、，m7s；R： U形壓差計(jì)的讀數(shù)，m：Pi：壓差計(jì)中指示液密度，kg/mhCo：孔流系數(shù)，無因次：C。由孔板銳口的形狀、測壓口位置、孔徑與管徑之比和雷諾數(shù)Rc所決左，具體數(shù)值由實(shí)驗(yàn)測左。當(dāng) 孔徑與管徑之比為一左值時(shí)，Rc超過某個(gè)數(shù)值后，C。接近于常數(shù)。一般工業(yè)上泄型的流量計(jì)，就是規(guī)怎 在Co為定值的流動(dòng)條件下使用。C（）值范圍一般為0.6-0.7?？装辶饕捎?jì)安裝時(shí)應(yīng)在其上、下游各有一段直管段作為穩(wěn)左段，上游長度至少應(yīng)為10dp下游為5d2。 孔板流量計(jì)構(gòu)造簡單，制造和安裝都很方便，英主要缺點(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。do/di

5、的值越小，永久損失越大。2. 2文丘里流量計(jì)的校核孔板流量訃的主要缺點(diǎn)時(shí)機(jī)械能損失很大，為了克 服這一缺點(diǎn)，可采用一漸縮漸括管，如圖2所示，當(dāng)流 體流過這樣的錐管時(shí)，不會(huì)岀現(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2 文丘里流量計(jì)文丘里流量計(jì)測量原理與孔板完全相同，只不過永久損失要小很多。流速、流量的計(jì)算仍可以用式 (36)、(3 7),式中皿仍代表最小截而處(稱為文氏喉)的流速。文丘里管的孔流系數(shù)Co約為0.98-0.99。 機(jī)械

6、能損失約為wf = 0. 1Wq(3-9)文丘里流量汁的缺點(diǎn)是加工比孔板復(fù)雜，因而造價(jià)高，且安裝時(shí)需占去一泄管長位苣，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)裝宜如圖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)。四實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項(xiàng)1. 熟悉實(shí)驗(yàn)裝置，了解各閥門的位置及作用。2. 對裝置中有關(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)。排氣操作步驟：先進(jìn)行管路的引壓操作。需打開實(shí)驗(yàn)管路均壓環(huán)上 的引壓閥，對倒U型管進(jìn)行操作如下，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。 排出系統(tǒng)和導(dǎo)壓管內(nèi)的氣泡。關(guān)閉管路總

7、岀口閥7,使系統(tǒng)處 于零流量、高揚(yáng)程狀態(tài)。關(guān)閉進(jìn)氣閥門(3)和岀水活栓(5)以及平衡閥 門(4)。打開高壓側(cè)閥門和低壓側(cè)閥門使實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的水經(jīng)過系統(tǒng) 管路、導(dǎo)壓管、高壓側(cè)閥門、倒U形管、低壓側(cè)閥門(1)排出系統(tǒng)。 玻璃管吸入空氣。排凈氣泡后，關(guān)閉(1)和兩個(gè)閥門，打開平 衡閥(4)和出水活栓(5)進(jìn)氣閥(3),使玻璃管內(nèi)的水排凈并吸人空氣。 平衡水位。關(guān)閉閥(4)、(5)、(3),然后打開(1)和(2)兩個(gè)閥門， 讓水進(jìn)入玻璃管至平衡水位(此時(shí)系統(tǒng)中的出水閥門始終是關(guān)閉的, 管路中的水在零流量時(shí)，U形管內(nèi)水位是平衡的)壓差計(jì)即處于待 用狀態(tài)。圖2倒U型管壓差訃1_高壓側(cè)閥門：2低圧側(cè)閥門:3進(jìn)氣

8、閥門：4 一平衡閥門：5出水閥門 被測對象在不同流量下對應(yīng)的差圧，就反應(yīng)為倒U型管壓差計(jì)的左右水柱之差。3對應(yīng)每一個(gè)閥門開度，用容積法測量流雖:，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)測量8-9個(gè)點(diǎn)，大流量時(shí)測量5-6個(gè)點(diǎn)。為保證標(biāo)定精度，最好再從大流量到小流量重復(fù)一次，然后取其平均值。4測量流量時(shí)應(yīng)保證每次測量中 il量桶液位差不小于100mm或測量時(shí)間不少于40s5.主要計(jì)算過程如下:(1) 根據(jù)體積法(秒表配合計(jì)量筒)算得流量V (nV/li)：4V(2) 根據(jù)u = 一7 ,孔板取喉徑do= 15.347mm,文丘里取喉徑d= 12.462mm；(3) 讀取流疑V(由閘閥開

9、度調(diào)節(jié))對應(yīng)下的壓差計(jì)高度差R根據(jù)”o=G)磁亦/Q和3 = 如，求得C。值。(4) 根據(jù)求得雷諾數(shù)，其中d取對應(yīng)的d。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Co-Re圖“1 一水箱：2計(jì)量水箱；3管道泵：4一孔板流Mil-： 5文丘里流量計(jì)：6閘閥 圖3 流量計(jì)校合實(shí)驗(yàn)示意圖五、數(shù)據(jù)處理S孔板流量計(jì)文丘里流量計(jì)計(jì)址水箱液面高度cm)U形壓差計(jì)讀數(shù)(cm)計(jì)量水箱液面高度(cm)U形壓差計(jì)讀數(shù)(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.將所有原始數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果記入下表，并附上計(jì)算示例。 實(shí)驗(yàn)數(shù)拯：計(jì)算