孔板流量计的校核实验

.化工原理实验报告Experimental Report of Principle of the Chemical Engineering实验题目Topic of experiment 孔板流量计的校核试验 班级 组Class_15 级化工(2)_ Group 二 姓名Name 日期Date_2017.10.26_上海师范大学生环学院化学系SHANGHAI NORMAL UNIVERSITYLIFE AND ENVIRONMENTAL SCIENCE COLLEGEDEPARTMENT OF CHEMISTRY.一、 实验目的（Purpose of experiment）1. 熟悉孔板流量计、文丘里流量计的构造、性能及安装方法。2. 掌握流量计的标定方法之一容量法。3. 测定孔板流量计、文丘里流量计的孔流系数与雷诺准数的关系。二、 基本原理（Summary of theory）孔板流量计是根据流体的动能和势能相互转化原理而设计的，流体通过锐孔时流速增加，造成孔板前后产生压强差，可以通过引压管在压差计或差压变送器上显示。其基本构造如图 1 所示。若管路直径为 d1，孔板锐孔直径为 d0，流体流经孔板前后所形成的缩脉直径为 d2，流体的密度为 ，则根据柏努利方程，在界面 1、2 处有： 21/up考虑到实验误差及能量损失等因素，用系数 C 加以校正:21/uCp图1孔板流量计对于不可压缩流体，根据连续性方程可知 ，代入上式并整理可得：01Au.0012/()CpuA令 0201()则 0/uCp根据 和 即可计算出流体的体积流量：0uA/200pAV或 )(0igRCAu式中： 流体的体积流量， m3/s；VU 形压差计的读数，m；R压差计中指示液密度，kg/m 3；i孔流系数，无因次；0C由孔板锐口的形状、测压口位置、孔径与管径之比和雷诺数 Re 所决定，具体数值由实验测定。当孔径与管径之比为一定值时，Re 超过某个数值后， 接近于常数。一般工业0C上定型的流量计，就是规定在 为定值的流动条件下使用。 值范围一般为 0.60.7。0C.三、 设备和流程图（Equipment and Floe Chart Equipment）实验装置 如图 2 所示。主要部分由循环水泵、流量计、U 型压差计、温度计和水槽等组成，实验主管路为 1 寸不锈钢管（内径 25mm） 。图 2 流量计校合实验示意图四、 实验步骤（Procedures of Experiment）1. 熟悉实验装置，了解各阀门的位置及作用。启动离心泵。2. 对装置中有关管道、导压管、压差计进行排气，使倒 U 形压差计处于工作状态。3. 对应每一个阀门开度，用容积.法测量流量，同时记下压差计的读数，按由小到大的顺序12个数据点，前.密后疏。4. 测量流量时应保证每次测量中，计量桶液位差不小于 100mm 或测量时间为 1min。5. 主要计算过程如下：（1 ）根据体积法（秒表配合计量筒）算得流量 V（m 3/h） ；（2 ）根据 ，孔板取喉径 d015.347mm，文丘里取喉径 d12.403mm；24dVu（3）读取流量V（由闸阀开度调节）对应下的压.差计高度差R，根据 02/uCp和 ，gR求得C0值。（4 ）根据 ，求得雷诺数，其中 d 取对应的 d0 值。duRe（5 ）在坐标纸上分别绘出孔板流量计的 Re 图。0C五、 原始记录（Original records）计量桶底面积为 0.1 流量 V m3/h序号时间 s 高度 水温 t 压差 mmH2O1 60 4.25 27 142 60 6.1 27 263 60 8 27 44.4 60 8.7 27 635 60 10.8 27 1006 60 11.8 27 1177 60 13.2 27 1508 60 14.3 27 1689 60 18 27 29210 60 21 27 40611 60 23.1 27 48312 60 25.5 27 615查文献数据得 27摄氏度下纯水密度粘度 =0.8545 （Pa）六、 数据处理及结果（Simple calculations and Results）计算示例，以序号 1 为例：1） 流量 V=底面积.2） 流速 = m/s （d 取喉径24dVud0=15.171mm）3） 孔板压降P=4） 孔流系数 C0= =5） 雷诺数 =duRe序号 流量 V m3/h 流速 u0 m/s 孔板压降P Pa 孔流系数 雷诺数 Re1 0.255 0.392 136.788 0.749 7191.1682 0.366 0.563 254.036 0.789 10321.443 0.480 0.738 429.906 0.795 13536.324 0.522 0.803 615.548 0.723 14720.745 0.648 0.997 977.060 0.712 18274.036 0.708 1.089 1143.160 0.719 19966.077 0.792 1.218 1465.590 0.711 22334.928 0.858 1.320 1641.461 0.727 24196.179 1.080 1.662 2853.015 0.695 30456.7110 1.260 1.939 3966.864 0.687 35532.8311 1.386 2.132 4719.200 0.693 39086.1212 1.530 2.354 6008.919 0.678 43147.01.孔板流量计 C0-Re关系图孔板流量计 C0-Re关系单对数坐标图.七、 结果及讨论（Results and Discussions）讨论：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。随着雷诺数的增加，C 0 减小的趋势也递减。但总体来说与教材图 1-33出入较大。原因可能是压差计量程所限，曲线后半段的直线实验未能测得表示，以及操作误差导致数据不精确。思考题1.孔流系数与哪些因素有关？答：孔流系数由孔板锐口的形状、测压口的位置、孔径与管径之比和雷诺准数有关。2.本实验中水箱实际上起到那种测量仪表的作用？答：本实验中，通过测算单位时间内水箱内液面升高的高度来计算体积流量，因此水箱起到流量计的作用。3.测量主管道内有空气会对实验结果影响吗？为什么？答：会。因为管道内有空气，则管道内流体就不是纯物质，而是气液混合物，其相应密度、粘度等物性也会发生改变。4.从