转子流量计的校正

实验十五 转子流量计的校正

转子流量计是使用较广泛的一种流量测量仪器，其上标有流量刻度值，但在使用前，一般需进行校正。 一．实验目的

（1） 了解转子流量计流量测定的工作原理。 （2） 获得转子流量计的校正实验刻度值。 （3） 明确流量计校正的重要性和掌握校正方法。 二．实验原理

转子流量计的流体通道为一垂直的锥角约为4。的微锥形玻璃管内置一转子（也称浮子）。当被测流体以一定流量自下而上流过锥形管时，在转子的上、下端面形成一个压差，该压差产生了升力，当升力达到一定值时，便能将转子向上浮起。但随着转子的上浮，转子与锥形管之间的环隙通道面积增大，环隙中流速减小，转子两端的压差也随之减小。

因此，当转子浮升至某一高度，转子所受的升力恰好等于其重力时，转子便平衡悬浮在此高度上。转子的这一平衡悬浮高度，随转子的两端面的压差，也即流量的大小而变化，它可由转子的受力平衡导出，参见图15-1，转子上，下端的压差按伯努利定律由两部分组成。一部分由位差引起的，该部分压差造成的升力即为通常所说的浮力F 1，其值等于同体积流体的重量。另一部分由动能差引起，其值为F 2

f A u u F )(2

212

02-=

ρ

（1）

根据物料衡算关系 01

1u A A u =

（2） 式中：A f ——转子最大截面积。

A 0——转子平衡时相应于0—0处的环隙面积。 A ｉ——玻璃管截面积。 V f ——转子体积 ρf ——转子密度

f A A A u F ])(

1[2

2

1

0202-=

ρ

（3） 这样转子的受力平衡条件为 g V f f ρ=+g V f ρf A A A u ])(

1[2

2

1

020-ρ

（4） 于是得到

f

f f A

g V A A u ρρρ)

(2)(112

1

00-⨯

-=

（5）

考虑到表面摩擦和转子形状的影响，引入流量系数C R （其值可从有关资料查得）而使公式简化。

f

f f R

A g

V C u ρρρ)(20-= （6）

或 000A A u V ==f

f f R

A g

V C ρρρ)(2- （7）

质量流量 0A W =f

f f R

A g

V C ρρρ)(2- （8）

转子流量计出厂前，是直接用20℃水或20℃，1atm 的空气进行标定，将流量值刻于玻璃管上，当被测流体与上述条件不符时，应作刻度换算。

)

()

(A f B B f A A

B V V

ρρρρρρ--=

（9）

质量流量

)

()

(A f A B f B A

B

W W ρρρρρρ--= （10）

式中V A ，ρA 分别为标定流体（水或空气）的流量和密度； V B ，ρB 分别为其它液体或气体的流量或密度。

由于环隙面积A 0与转子的悬浮高度直接相关，即可在转子流量计的不同玻璃锥形管高度处标出流量读数。

校正转子流量计的方法很简单，只须将稳定的气源引入转子流量计，使转子平衡悬浮在某一高度，从转子流量计流出的气体用另一标准流量计（例如皂沫流量计或湿式气体流量计）便可得到一定高度下的单位时间的流量。改变流量测出一系列数据，便得到转子流量计校正的刻度值。

三．实验流程 实验流程见图15—2

图15—2 转子流量计校正实验流程图

1— 空压机；2—放空阀；3—调节阀；4—转子流量计；5—皂沫流量计。

四．

验步骤

（1） 按流程图装好全系统。

（2） 打开放空阀，开启空压机，打开调节阀，使系统进入运行状态。 （3） 对全系统各部位试漏，特别是转子流量计、皂沫流量计和其间的接管。

（4）慢慢关闭放空阀，控制流量计的转子稳定在某一刻度，使用皂沫流量计测取一定时间内的流量。

（5）改变流量，稳定后再测数据。

（6）使流量刻度值从小到大，即上行测3~5个数据，再从大到小，下行测3~5个数据，要求有良好的重现性。

（7）停止空压机工作，系统复原。

若实验环境温度较高，则皂沫流量计测取的气体流量，应考虑水蒸气的影响，实际流量应用下式校正：

p

p p V V W

-=0

（11） 式中：V 0——皂沫流量计测得的流量，（ml/min ）; p ——大气压，（MPa ）；

p W ——室温下的水饱和蒸汽压，（MPa ）。

五．实验数据记录项目

转子流量计校正实验原始数据记录项目参见表1。 室温 0C 大气压 （MPa ）

六．实验报告内容

（1）说明实验目的意义。

（2）叙述转子流量计的工作原理与校正方法。

（3）绘制实验流程图。

（4）列出原始实验数据。

（5）列出数据处理结果所得各不同转子高度刻度值处的校正流量值。（6）分析实验误差，评价实验方法。