实验三流量计的标定流动阻力测定

实验三流量计的标定及流动阻力测定一、实验目的（1）熟悉节流式流量计的构造及应用；（2）掌握流量计标定方法之一——容量法；（3）测定孔板流量计的孔流系数。二、基本原理1、流量计标定原理常用的流量计大都按标准规范制造，出厂前厂家需通过实验为用户提供流量曲线，或给出规定的流量计算公式用的流量系数，或将流量读数直接刻在显示仪表上。如果用户遗失出厂的流量曲线，或被测流体的密度与工厂标定所用流体不同，或流量计经长期使用而磨损，或使用自制的非标准流量计时，都必须对流量计进行标定。孔板流量计是应用最广的节流式流量计，本实验就是通过测定节流元件前后的压差及相应的流量来确定流量系数。本实验多采用孔板流量计测定液体流量，用容量法进行标定。孔板流量计是利用流体通过锐孔的节流作用，使流速增大，压强减小，造成孔板前后压强差，以此作为测量的依据。其构造原理如图3-1所示。若管路直径为d1，孔板锐孔直径为d0，流体流经孔板后所形成缩脉的直径d2，流体密度为ρ，则根据伯努利方程，在截面Ⅰ、Ⅱ处有：Hgguu2122122（式3-1）由于缩脉处位置随流速而变，截面积A2又难于知道，而孔板孔径的面积Ao为已知，因此，用孔板孔径处流速u0来代替上式中的u2。又考虑这种代替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。对于不可压缩流体，将11AoAouu代入，整理后可得：21o1H2CoAAgu。（式3-2）令21o1CoCAA（式3-3）根据uo，Ao即可算出流体的体积流量：HgoAoCAuVs200，（式3-4）或)(2RgRoAoCVs（式3-5）式中：Vs——流体的体积流量，m3/s；R——U型管压差计读数，m；ρR——压差计中指示液密度，kg/m3；Co——孔流系数。Co由孔板锐孔的形状、测压口位置、孔径与管径之比do/d1和雷诺系数Re所决定。具体数值由实验测定。孔板的do/d1为一定值，Re超过某个数值后，Co接近于常数。一般工业上定型的流量计，就是规定在Co为定值的流动条件使用。Co值范围一般为0.6－0.7。2．流动阻力测定原理流体在水平均匀管道中稳定流动时，由截面1到截面2，阻力损失表现在压强的降低；hf=gpp21[m]根据伯努利方程可知，流体通过直管的沿程阻力损失，可直接由所测得的液柱压差计读数ΔR算出：△p=ΔR(ρ指－ρ水)g其中：ρ指——压差计中指示液密度，kg/m3。本实验中用水银作指示液，被测流体为水。ΔR——U型管中水银位差，m。g——重力加速度，g=9.81m/s2。三、实验装置与流程1、本设备主要参数：管道直径0.027m孔板直径0.018m2、流程图：图3-2孔板流量计标定流程图（1）离心泵（2）测定流体经过孔板所带来的阻力损失的U形压差计（3）测定孔板前后压降的U形压差计（4）孔板流量计（5）涡轮流量计（6）调节阀（7）引水阀（8）水箱（9）排水阀3、装置：（1）元件镀锌水管Dg=1＂内径=27mm孔板孔径=18mm（2）测量仪表U形压差计，指示液（水银）涡轮流量计LW-25精度0.5级量程1.6～10m3/h仪表编号：常数：MMD智能流量仪四、实验步骤1、水箱充水至排气口的下方。2、仪表调整，MMD智能流量仪及LW-15型按说明书调节。3、打开压差计上平衡阀，打开各放气阀4、关闭出口调节阀，启动循环水泵，再开出口阀。5、排气（观察玻璃球中有无气泡）6、读取压差计零位读数（或实验前静止时读数）。7、先关排气阀，再关平衡阀。8、开启调节阀至最大，确定流量范围，确定实验点，测定孔板前后压降和经过孔板所带来的压降。9、测定读数：改变管道中的流量，读出一系列流量qv及压差P。10、实验装置恢复原状，打开压差计上的平衡阀，并清理实验场地。五、数据记录与数据处理数据记录如表3-1，数据处理如表3-2表3-1流量计校正数据记录表t=℃涡轮流量计系数N=转/（L/s）孔板直径do=mm序号涡轮转数水温/℃孔板压降阻力损失左读数/cm右读数/cm1234567平衡表3-2流量计校正数据处理表锐孔截面积Ao=0.785do2=m2序号流量/m3·S-1流速/m·s-1u=2785.0dVs压头损失/m孔板系数Co=gRAoVs21234567六、实验报告按正规要求书写实验报告，书写实验报告时，还应注意以下事项：1、根据实验结果在直角坐标纸描绘gRAoVs2~的关系曲线，求Co并与数据处理表中所得的Co比较。2、对实验结果进行讨论。七、思考题1、Co与哪些因素有关？2、离心泵启动时应注意什么？3、流量计标定实验中，操作要点有哪些？