【2017年整理】流量计的流量校验.doc

生物工程单元操作实验报告——流量计的流量校验 PAGE \* MERGEFORMAT4 流量计的流量校验 实验目的 熟悉孔板流量计的构造、性能与使用方法。 测定孔板流量计与差压计读数之间的关系，计算流量系数，测绘C0-Re关系图；测定孔板流量计的阻力。 实验原理 常用的流量计大都按标准规范制造，厂家为用户提供流量曲线表或按规定的流量计算公式给出指定的流量系数。如果用户遗失出厂流量曲线表或在使用时所处温度、压强、介质性质同标定时不同，为了测量准确和使用方便，都必须对流量计进行标定。即使已校正过的流量计，由于长时间使用磨损较大时，也应再次校正。 流量计的校正有容积法、称量法和基准流量计法。容积法和重量法都是以通过一定时间间隔内排出的流体体积或重量来实现的。基准流量计法是以一个事先校正过、精度较高的流量计作为比较标准而测定的。 孔板流量计的结构是在管道中装有一块孔板，在孔板两侧接出测压管，分别与U形差压计连接。 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，作为测量的依据。 若管路直径为d，孔板锐孔直径为d0，流体流经孔板后所形成缩脉的直径为d2，流体密度为ρ，管道处及缩脉处的速度和压强分别为u1、u2与P1、P2，根据柏努利方程可得 （1） 由于缩脉位置因流速而变，其截面积A2难以知道，而孔板的面积A0是已知的，测压器的位置在设备一旦制成后是不变的。因此用孔板孔径处流速u0来代替式（1）中的u2，又考虑到实际流体因局部阻力所造成的能量损失，故需用系数C加以校正。上式就可改写为 对于不可压缩流体，根据连续性方程又可得 整理后可得 （2） 令 则式（2）可简化为 根据u0和A0即可算出流体的体积流量 式中：R为U形压差计液柱高度差（m）；ρs为压差计中指示液的密度（kg/m3）；C0为孔板流量系数。它由孔板锐孔的形状、测压口位置、孔径与管径比d0/d1和雷诺系数Re所决定。具体数值由实验测定。当孔板的d0/d1一定后，Re数超过某个数值后，C0就接近于定值。 转子流量计是根据流体通过转子流量计的环隙所产生的阻力与转子净重相平衡是，转子停留的位置决定流体的流量。其流速与静压差的关系，与通过孔板流量计孔口是的情况是相似的。因此，可仿照孔板流量计的流量公式写出 （3） 式中，VS为体积流量（m3/s）;ΔP为流体通过转子与玻璃管之间的环隙时的压差（N/m2）;ρ为流体的密度（kg/m3）;AR为环隙面积（m2）;CR为转子流量计的流量系数。 式中ΔP是不随流量改变而改变，只是与转子的净重量有关，即： ΔPAf=Vfρfg-Vfρg （4） 式中，Vf为转子的体积（m3）；Af为转子的最大截面积（m2）；ρf为转子密度（kg/m3） 将（4）式代入（3）可得： 式中流量系数的数值与转子的形状以及流体通过环隙的Re数有关。其数值由实验测定。 实验装置 本实验装置如下图，由磅秤、计量槽、秒表、供水泵、管道、被测流量计、基准流量计和调节阀门组成。 磅秤；2-计量槽；3-液位计；4-储槽；5-水泵；6、7-压差计；8-孔板流量计；9-涡轮流量计；10-数字测速计；11-温度计；12-活络接头 本实验物料为水，由水槽、供水泵提供并循环使用。 本实验采用涡轮流量计为基准流量计，被校孔板流量计安装于涡轮流量计上游，必须有30-50d的直管段，下游必须有大于5-8d的直管段。管内直径d1=27mm，孔板流量计孔口直径d2=18mm，取压方法采用法兰取压法。孔板流量计阻力损失取压点上游离孔板端面3-5d，下游离孔板5-8d。压差测定用水银-水U管压差计。 涡轮流量计的标定用重量法。计量槽150L。标定方法为：泵出口阀控制一定开度，维持涡轮流量计流量稳定后，扳动活络接头使水流入计量槽，同时卡秒表及补充储槽液位。待计量槽将满时停止，称重订计算流量，与涡轮流量计读数对照，算出该流量下的流量校正系数。 装置采用泵出口阀调节流量，在装置高处设放空阀，以利于管道排气。装置还有温度计，以测定每次实验的水温。 空气转子流量计的标定采用LZB-25、DC-4型微音器泵、湿式气体流量计、秒表、温度计、压差计。 实验步骤 熟悉实验装置，了解各个阀门的作用。 打开U型管差压计平衡阀，开泵，管道排气。 流量开至最大，逐渐关闭平衡阀，渐开U型差压计排气阀，