实验三 流量计的标定及流动阻力测定

p1 p 2 g
[ 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Δ R 算出： △p=Δ R(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。 Δ R——U 型管中水银位差，m。 g——重力加速度，g=9.81m/s2。
u 2 2 u 2g 2 1

1
2
g
H
（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 u 得：
转/L 孔板压降 (右)读数/cm
孔板直径 do= 阻力损失 左(右)读数/cm
mm
m2 孔板系数 压头损失/m Co=
Ao Vs
序 号 1 2 3 4 5 6 7
流量/m3·S-1
2 gR (

R
)
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 Vs 所得的 Co 比较。
三、实验装置与流程
1、本设备主要参数：管道直径 0.027m 2、流程图： 孔板直径 0.018m
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
实验三
一、实验目的
流量计的标定及流动阻力测定
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----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：
~ Ao 2 gR
的关系曲线，求 Co 并与数据处理表中
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？
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= ℃ 序号 1 2 3 4 5 6 7 平衡 表 3-2 流量计校正数据处理表 锐孔截面积 Ao=0.785do2 = 流速/m·s-1 u=
Vs 0.785 d 2
涡轮流量计系数 N= 涡轮转数/转/s 水温/℃
u o C 2 g H 1
1
u
A o o A 1
代入，整理后可
。
2
（式 3-2）
Ao A 1
令
C
o

C 1
Ao A 1
2
（式 3-3）
根据 uo，Ao 即可算出流体的体积流量：
Vs u A C A 2 gH 0 0 o o
，
（式 3-4）
或
2 gR ( Vs C A o o
R
)

（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； ρ R——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=