流量计的流量校正

项目：流量计的流量校正

一、

实验目的

1. 了解几种常用流量计的构造、工作原理和主要特点。

2. 掌握流量计的标定方法。

3. 了解节流式流量计流量系数C 0随雷诺数Re 的变化规律、流量系数C 0的确定方法。 学习合理选择坐标系的方法。

4.学会流量计的校正方法。

5.通过孔板流量计孔流系数的测定，了解孔流系数的变化规律。

二、

实验内容

1. 通过实验室实物和图像，了解孔板流量计、转子流量计、涡轮流量计的构工作原理。

2. 测定孔板流量计和转子流量计的流量标定曲线。

3. 测定孔板流量计的雷诺数Re 和流量系数C 0的关系。

三、

基本原理

孔板流量计是最常用的一种利用测定流体的压差来确定流体流量的流量测量仪表。 根据伯努利方程式，管路中流体的流量与压差计读数的关系为：

流量计的孔流系数确定以后，就可根据上式，由压差计读数来确定流量。流量计的校正

就是要确定孔板流量计的孔流系数。

影响孔板流量计孔流系数的因素很多，如流动过程的雷诺数、孔口面积与管道面积比、测压方式、孔口形状及加工光洁度、孔板厚度和管壁粗糙度等。对于测压方式、结构尺寸、加工状况等均已规定的标准孔板，

当实验装置确定，m 确定， 测定过程中，用基准流量计测定管路中的流量，用压差计测定孔板前后的压差，即可通过①式求出值。

转子流量计和孔板流量计测量的都是体积流量，目前测定体积流量的流量计主要分为：节流式（压差式）、转子式、涡轮式等。

ρ

ρρρgR

A C p p A C V A b a s )(2)

(20

00

0-=-=),(0m R f C e =管道面积孔口面积

=

m )

(0e R f C =

转子流量计通过改变流通面积的方法测量流量。转子流量计具有结构简单、价格便宜、刻度均匀、直观、量程比大、使用方便、能量损失少等特点。

孔板流量计是节流式流量计的一种，节流式流量计是利用液体流经节流装置时产生压力差而实现压力测量的。它通常是由能将被测流量转化成压力信号的节流元件（如孔板、喷嘴等）和测量压力差的压差计组成。

对于标准孔板，流量与流量系数的关系为：

()

ρ

b A s p p A C Q -=20

0，

式中：s

Q ——体积流量，m 3/s ；

C ——流量系数也称孔流系数，无因次； 0

A ——孔板小孔的面积，m 2；

()b A p p -——孔板前后的压差，Pa ；

ρ——被测流体密度，kg/m 3。

由测定的流量即可计算出流量系数的数值，流量系数与Re 准数有关，通过实验可以测定C 0～Re 关系图。

标定流量计的方法可按校验实验装置的标准器形式分为：容器式、称量式、标准体积管式和标准流量计式等。本实验采用的为称量法（称量式）。该方法，用离心泵将液体贮槽中抽出实验液体，通过被标定流量计进入测量容器，同时用电子秤对流入的液体进行测量。按照增加一定质量读取所需时间，然后用此重量、时间和被标定流量的示值即可标定该流量计。

36001⨯⎪⎪⎭⎫

⎝⎛+=

ρρρτ空m q s V

式中：

s

V q ——准确体积流量，m 3/h ；

m ——流入液体的质量，kg ；

ρ——流过被标定流量计的液体密度，kg/m 3；

空ρ——空气的密度，kg/m 3； τ——流入时间，s 。

四、

装置流程及操作步骤

（一）装置流程

气蚀余量：2.0m 最大扬程：15.5m

转子流量计

LZB-15

流量范围：40～400L/h

孔板流量计孔径：Φ6.8mm

【流程图】

图4. 柏努利方程实验装置流程

（二）操作步骤

1.将水槽加满水，注意清理水槽内杂物，以免损坏离心泵。

2.确认“流量调节阀”处于关闭状态，“回水阀”处于开启状态，启动离心泵。

3.缓慢调节“流量调节阀”，调节流量至最大流量（400L/h），进行排气操作，至系

统内无气泡为止，记录水温，

4.开启电子秤，进行预热，将计量桶放在电子秤上。按“去皮”键，使重量读数为

0.000kg。

5.缓慢调节“流量调节阀”至所需流量，待系统稳定（约5分钟），先开启“计量阀”

再关闭“回水阀”，记录转子流量计流量、孔板压差。

6.当电子秤显示为1.000kg时开始计时，以后每增加2kg，记录一次时间，当电子秤

显示9.000kg时，停止计时。

7.记录结束，打开“回水阀”，再关闭“计量阀”。将计量桶内的水倒回水槽内，将

秒表计时归零，准备进行下一组操作。

8.改变流量，重复步骤5、6、7，最后再记录一次水温。

9.实验结束，关闭电源，一切复原。

五、注意事项

1.开启离心泵电源前，应确认流量调节阀处于基本关闭状态，以免流量突然增大损坏

转子流量计。

2.离心泵不能缺水运行，实验前应先检查水槽内水量。

3.开启和关闭“回水阀”和“计量阀”时，注意一定要先开后关，否则压差过大，导

致系统内水流入Ｕ型管压差计导管，影响实验结果的准确性。切忌两阀同时关闭。

4.电子秤的最大称量重量为15kg，测量桶约重 2.3kg，因此最大称量量不得超过

12.7kg。

5.实验前应认真学习停表和电子秤的使用方法。

六、数据记录

七、报告要求

1.将实验数据和转子流量计标定结果（包括转子流量计读数、校正流量、标定流量、

相对误差等）分别列在数据表格中，并以其中一组数据计算示例；

2.在合适的坐标系上，标绘孔板流量计的流量标定曲线（即流量与压差关系）、流量

系数C0与雷诺数Re的关系曲线。

实验结果讨论及误差分析

由Co随Re的变化趋势图可知：孔板流量计的孔流系数Co随Re的增大而减小。

（1）在进行流量校正实验时，实际操作及用的是量筒和秒表在读数时都存在误差，使得流量校正方程不准，在后面计算流体流速时有一定误差；

（2）直管阻力和局部阻力读数时由于液面不稳使得读数时存在误差；

（3）实验开始前，对管路系统、引压管、压差计排气不充分，也会导致测定数据不稳定、不可靠；

（4）数据处理过程中也存在误差，从而给实验结果带来误差。