13-说明书-流量计标定-孔+文-基

第４４页流量计的标定-孔+文—基本型一、实验目的1、了解孔板流量计和文丘里流量计的操作原理和特性，掌握流量计的一般标定方法；2、测定孔板流量计和文丘里流量计的流量系数的C0和Cv与管内Re的关系。3、通过C0和Cv与管内Re的关系，比较两种流量计。二、实验流程1、流程示意图2、流程描述循环水槽—循环泵—阀门F1—孔板流量计—文氏流量计—计量槽F2—循环水槽└导流管┘3、主要设备仪表参数循环泵：全不锈钢1.5Kw50-125循环水槽：不锈钢1200×520×500有效容积300升计量槽：不锈钢300×550×500，有效横截面积0.165m2，有效容积75升孔板流量计：不锈钢标准环隙取压，工作管路内径=50mm，孔径=31.62mm，面积比m=0.4文氏流量计：不锈钢，工作管路内径=50mm，孔径=31.62mm，面积比m=0.4差压传感器：测量范围0—99.99KPa，显示精度10pa差压显示表：数显温度传感器：Pt100航空接头温度显示表：数显，显示精度0.1℃4、本实验消耗和自备设施：水：900升/年电负荷：1.5Kw秒表：1块导流管循环水槽F2F1文丘里流量计计量槽循环泵孔板流量计第４５页三、实验原理1、流体在管内流量及Re的测定：流量测定一般有称重法、体积法和流量计法测量。本实验采用体积法：]/[)(312SmtShhq式中：h1、h2—计量槽中接水前后的液面读数[m]q—管内体积流量[m3/S]S—计量槽横截面积S=0.165[m2]t—接水时间[S]。dqddudud44/14/1Re式中：ρ、μ—流体在测量温度下的密度和粘度[Kg/m3]、[PaS]d—管内径d=50mm2、孔板流量计孔板流量计是利用动能和静压能相互转换的原理设计的，它是以消耗大量机械能为代价的。孔板的开孔越小、通过孔口的平均流速u0越大，孔前后的压差ΔP也越大，阻力损失也随之增大。其具体工作原理结构见右图。为了减小流体通过孔口后由于突然扩大而引起的大量旋涡能耗，在孔板后开一渐扩形圆角。因此孔板流量计的安装是有方向的。若是方向弄反，不光是能耗增大，同时其流量系数也将改变，实际上这样使用没有意义。其计算式为（具体推导过程见教材）：]/[][][10*8527.7][62.31][]/[2324-00200300mKgPapmAmmdmACsmqpACq管内流体密度—压差—，，孔径孔截面积—实验需要标定）孔流系数（无因次，本—流量—在使用前，必须知道其孔流系数C0（一般由厂家给出，教课书中只是原理性质，只作参考），一般是由实验标定得到的。其C0主要取决于管道内流动的Re和面积比m=A0/A，取压方式、孔口形状、加工光洁度、孔板厚度、安装等也对其有影响。当后者如取压方式等状况均按规定的标准时，称之为标准孔板。标准孔板的C0只和Re和m有关。3、文氏流量计仅仅是为了测定流量而引起过多的能耗显然是不合适的，应尽可能设法降低能耗。能耗是起因于孔板的突然缩小和突然扩大，特别是后者。因此，若设法将测量管段制成如图所示的渐缩和渐扩管，避免突然缩小和突然扩大，必然大大降低能耗。这种管称为文氏管流量计。文氏流量计的工作原理与公式推导过程完全与孔板流量计相同，但以Cv代替C0。因为在同一流量下，文氏压差小于孔板，因此Cv一定大于C0。在实验中，只要测出对应的流量q和压差ΔP，即可计算出其对应的系数Co和Cv。4、孔板与文氏比较共同点：⑴、原理及计算公式相同；⑵、C0（Cv）随Re的变化的规律是一致的，既：C0（Cv）随Re的增大而逐渐趋于稳定，当流量达到一定时，C0（Cv）不再随Re增大而变化，为一常数。这也是孔板流量计或文氏流量计的适用范围。不同点：⑴、同一流量下，孔板能耗远高于文氏，这也可从差压度数上验证；⑵、孔板测量精度高于文氏；⑶、孔板C0随Re变化的稳定段很短，使用下限比文氏管低；⑷、同一m值下，Cv＞C0。uu0法兰流向孔板管道测压孔ΔP前后取压孔φ29.73φ47第４６页规律见下页图。流量系数与流量的关系0.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.00.11.010.0100.0Re*10^4C0/Cv孔流系数C0文氏系数Cv四、操作步骤1、熟悉：按事先（实验预习时）分工，熟悉流程，搞清各仪表设备的作用。2、检查：循环水槽内罐满清水，检查泵调节阀是否关闭。3、开车：启动离心泵（检查三相电及泵是否正常转动）。开启仪表电源。4、排气：缓缓打开调节阀F1到较大值，打开两个差压传感器上的放空阀，排除管路内气体。当看到引压管路无气泡，可关闭差压传感器上的放空阀，再关闭管路调节阀F1。判断引压管内空气是否排净，看两个差压显示表上的压力是否为零，一般压差在-0.05—+0.05KPa之间即可认为气体排净。若超过此范围有两种可能，一是气体没有排尽需重新排气操作，二是由于仪表零点漂移，此时需调零，或在记录和计算时±零点漂移。仪表调零方法：按差压显示仪表面板上SET设置键2—3秒，进入LOC数据权限修改口令，按左右和上下方向键输入808，按确认（即SET键）。以下进入仪表参数修改，每按一次SET键，进入某一参数项，当出现SC（平移修正）项，用左右上下方向键输入要修正的值。修改完毕，几秒种后退出修改状态。仪表调零特别提示：⑴、若仪表零点漂移显示为正，需要输入负偏差修正，否则道理同。如零点漂移为0.02，则需要输入-0.02。⑵、其它仪表参数出厂时已设置好，每块表不尽相同，千万勿动，否则无法修复。调零工作最好由老师完成。5、测量：为了取得满意的实验结果，必须考虑实验点的布置和读数精度。（1）在每定常流量下，应尽量同步地读取各测量值读数。包括实际流量测定、两个压差计的读数。（2）每次改变流量，应以孔板流量计压差读数按以下规律变化：0.2、0.4、1.0、2.0、5.0、10.0、20、40、最大[KPa]从以上看，读数基本上是成倍增加的，这是因为横坐标用的是对数坐标，为使实验点分布均匀而又不过多测量。流量按孔板压差计读数为准调节，文氏管压差按实际显示读数。在调节过程中，因为压差为数显，数字会出现波动，因此，这里说的压差控制在0.2、0.4等，并不是一定在这个值，只要在此附近就可以，如0.2点在0.19—0.21之间就可以；最后一点是最大，指的是阀门开到最大，流量到最大，按实际流量记录即可。（3）当读取小流量下读数时，宜稍等稳定后再读数。第４７页6、停车：实验完毕，关闭调节阀，停泵即可。五、实验报告要求1、记录实际流量和孔板流量计与文氏流量计压差读数，计算出对应C0与Cv；2、用半对数坐标标出C0与Cv与Re的关系曲线。原始数据记录表格：管内径=50[mm]孔内径=31.62.73[mm]计量槽面积=0.165[m2]水温=水密度=水粘度=No实测流量q孔板压差[KPa]文氏压差[KPa]Re×10-4C0Cv备注h1[mm]h2[mm]t[S]q[m3/h]10.220.431.042.055.0610.0720.00840.09最大比较：⑴、同一流量下压差大小，说明能耗大小；⑵、同一流量下C0、Cv的大小，说明测量精度；⑶、不同流量下C0、Cv的变化规律，说明测量适用范围；友情提示：1、在测取每个定常状况下，数据需同时测取，因此需要分工协作。最后数据进行汇总处理。2、启动泵前检查相线和正倒转，是指长时间停用后，在启动前需检查；另在长时间不用时，开启泵时注意观察泵启动声音和是否正常转动，以防止泵内异物卡住而烧坏电机，若连续使用可省去此步骤。3、测量时，显示仪表读数会有波动，此时应学会估读。4、实验的成功与否与实验者的测量读数精度有很大关系，因此要求同组同学必须认真对待，精心操作。具体要求读数精度必须精确到仪表最小刻度的估读值。如本实验测量实际流量时，若要求测量误差≤2%，则要求每次测量时间和液面升高的量必须同时满足，计量时间≥10S，液面差≥100mm。这就要求同学们好好思考一下为什么这样要求？在流量较小和流量较大时如何操作？5、面板上的仪表均按使用设置已经调节好，希望不要动仪表上的按钮，以免造成显示紊乱。特别注意：1、因为泵是机械密封，必须在泵有水时使用，若泵内无水空转，易造成机械密封件升温损坏而导致密封不严，需专业厂家更换机械密封。因此，严禁泵内无水空转！！！！2、在启动泵前，应检查三相动力电是否正常，若缺相，及易烧坏电机；为保证安全，检查接地是否正常；准备好上面工作后，在泵内有水情况下检查泵的转动方向，若反转流量达不到要求，对泵不利。3、在调节流量时，泵出口调节阀应徐徐开启，严禁快开快关。4、长期不用时，应将槽内水放净，并用湿软布擦拭水箱，防止水垢等杂物粘在上面。5、严禁学生进入操作面板后，以免发生触电。6、在冬季造成室内温度达到冰点时，设备内严禁存水。7、操作前，必须将水箱内异物清理干净，需先用抹布搽干净，再往循环水槽内放水，启动泵让水循环流动冲刷管道一段时间，再将循环水槽内水放净。再注入水以准备实验。8、在实验过程中，严禁异物掉入循环水槽内，以免被泵吸入泵内损坏泵、堵塞管路和损坏涡轮流量计。