流量计校核实验指导书.doc

节流式流量计标定实验装置（LJ100D）——实验指导书
手动
文丘里
43
400×250×120
74.5-55.3
37
400×250×150
91.6-38.2
孔板
29
400×250×130
90.9-38.3
50
400×250×140
77.8-58.5

流量(m3/s)
温度(oc)
压差（kPa）
自动
文丘里
3.1
25
5.0
3.1
25
5.09
孔板
3.0
24.9
3.05
3.1
25.0
3.50

时间(s)
体积(mm3)
高差(cm)

流量计的校核
一、 实验目的
1. 熟悉孔板流量计的构造、性能及安装方法。
2. 掌握流量计的标定方法之一——容量法。
3. 测定孔板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定，建立流量刻度标尺（如转子流量计）、给出孔流系数（如涡轮流量计）、给出校正曲线（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定时的条件不同，就需要根据现场情况，对流量计进行标定。
孔板、文丘里流量计的收缩口面积都是固定的，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，压力降不变，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量计，此类的典型代表是转子流量计。
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定液体流量，用容量法进行标定，同时测定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。其基本构造如图3-1所示。
若管路直径为d1，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ρ，则根据柏努利方程，在界面1、2处有： 图3－1 孔板流量计
（3-1）
或 （3-2）
由于缩脉处位置随流速而变化，截面积又难以指导，而孔板孔径的面积是已知的，因此，用孔板孔径处流速来替代上式中的，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
（3-3）
对于不可压缩流体，根据连续性方程可知，代入式（3-3）并整理可得
（3-4）
令 （3-5）
则式（3-4）简化为 （3-6）
根据和即可计算出流体的体积流量：
（3-7）
或 （3-8）
式中：－流体的体积流量， m3/s；
－U形压差计的读数，m；
－压差计中指示液密度，kg/m3；
－孔流系数，无因次；
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，接近于常数。一般工业上定型的流量计，就是规定在为定值的流动条件下使用。值范围一般为0.6-0.7。
孔板流量计安装时应在其上、下游各有一段直管段作为稳定段，上游长度至少应为10d1，下游为5d2。孔板流量计构造简单，制造和安装都很方便，其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。d0/d1的值越小，永久损失越大。
三、实验装置与流程
实验装置 如图3-3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）。

图3-3 流量计校合实验示意图
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。
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，计量桶液位差不小于100mm或测量时间不少于40s。
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）；
（2）根据；
（3）读取流量V（由闸阀开度调节）对应下的压差计高度差R，根据和，求得C0值。
（4）根据，求得雷诺数，其中d取对应的d0值。
（5）在坐标纸上分别绘出孔板流量计和文丘里流量计的－Re图。

五、实验报告
1. 将所有原始数据及计算结果列成表格，并附上计算示例。
2. 在单对数坐标纸上分别绘出孔板流量计和文丘里流量计的－Re图。
3. 讨论实验结果。
六、思考题
1. 孔流系数与哪些因素有关？
2. 孔板、文丘里流量计安装时各应注意什么问题？
3. 如何检查系统排气是否完全？
4. 从实验中，可以直接得到ΔR－V的校正曲线，经整理后也可以得到－Re的曲线，这两种表示方法各有什么优点？

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