1、节流式流量计标定实验装置（LJ100D）实验指导书手动文丘里4340025012074.5-55.33740025015091.6-38.2孔板2940025013090.9-38.35040025014077.8-58.5流量(m3/s)温度(oc)压差（kPa）自动文丘里3.1255.03.1255.09孔板3.024.93.053.125.03.50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
2、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
3、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，则根据柏努利方程，在界面1、2处有： 图31 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（32）改写为 （3-3）
4、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10
5、d1，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
6、小流量时测量89个点，大流量时测量56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RV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？第 5 页共 5页浙江中控科教仪器设备有限公司
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