流量计校核实验指导书

节流式流量计标定装置

实验指导书

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节流式流量计标定实验装置（LJ100D）——实验指导书

流量计的校核

一． 实验目的

1. 熟悉孔板流量计的构造、性能及安装方法。 2. 掌握流量计的标定方法之一——容量法。 3. 测定孔板流量计的孔流系数与雷诺准数的关系。

二． 基本原理

对非标准化的各种流量仪表在出厂前都必须进行流量标定，建立流量刻度标尺（如转子流量计）、给出孔流系数（如涡轮流量计）、给出校正曲线（如孔板流量计）。使用者在使用时，如工作介质、温度、压强等操作条件与原来标定时的条件不同，就需要根据现场情况，对流量计进行标定。

孔板、流量计的收缩口面积都是固定的，而流体通过收缩口的压力降则随流量大小而变，据此来测量流量，因此，称其为变压头流量计。而另一类流量计中，当流体通过时，压力降不变，但收缩口面积却随流量而改变，故称这类流量计为变截面流量计，此类的典型代表是转子流量计。

2.1孔板流量计的校核

孔板流量计是应用最广泛的节流式流量计之一，本实验采用自制的孔板流量计测定液体流量，用容量法进行标定，同时测定孔流系数与雷诺准数的关系。

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，流体流经孔板前后所形成的缩脉直径为d2，流体的密度为ρ，则根据柏

努利方程，在界面1、2处有： 图3－1 孔板流量计

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2u2u12p1p2p （3-1） 22u2u122p/ （3-2）

或

由于缩脉处位置随流速而变化，截面积A2又难以指导，而孔板孔径的面积A0是已知的，因此，用孔板孔径处流速u0来替代上式中的u2，又考虑这种替代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。式（3－2）改写为

2u2u12C2p/

（3-3）

对于不可压缩流体，根据连续性方程可知u1A0u0，代入式（3-3）并整理可得 A1u0C2p/1(A0)2A1 （3-4）

令 C0C （3-5） A1(0)2A1则式（3-4）简化为 u0C02p/ （3-6） 根据u0和A0即可计算出流体的体积流量：

Vu0A0C0A02p/ （3-7）

或 Vu0A0C0A02gR(i)/ （3-8） 式中：V－流体的体积流量， m3/s； R－U形压差计的读数，m；

i－压差计中指示液密度，kg/m3；

C0－孔流系数，无因次；

C0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，C0接近于常数。一般工业上定型的流量计，就是规定在C0为定值的流动条件下使用。C0值范围一般为0.6-0.7。

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孔板流量计安装时应在其上、下游各有一段直管段作为稳定段，上游长度至少应为10d1，下游为5d2。孔板流量计构造简单，制造和安装都很方便，其主要缺点是机械能损失大。由于机械能损失，使下游速度复原后，压力不能恢复到孔板前的值，称之为永久损失。d0/d1的值越小，永久损失越大。

三.实验装置与流程

实验装置 如图3-3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3-3 流量计校合实验示意图

四.实验步骤与注意事项

1. 熟悉实验装置，了解各阀门的位置及作用。

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，按由小到大的顺序在小流量时测量8－9个点，大流量时测量5－6个点。为保证标定精度，最好再从大流量到小流量重复一次，然后取其平均值。

4. 数字型装置可以通过涡轮流量计对流量测取,也可通过容积法测量流量. 容积法测量流量时应保证每次测量中，计量桶液位差不小于100mm或测量时间不少于40s。

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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（m3/h）； （2）根据u4V，孔板取喉径d0＝15.347mm； 2d（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u0C02p/和

pgR，求得C0值。

（4）根据Redu，求得雷诺数，其中d取对应的d0值。

（5）在坐标纸上分别绘出孔板流量计的C0－Re图。

五.实验报告

1. 将所有原始数据及计算结果列成表格，并附上计算示例。 2. 在单对数坐标纸上分别绘出孔板流量计的C0－Re图。 3. 讨论实验结果。

六.思考题

1. 孔流系数与哪些因素有关？

2. 孔板、文丘里流量计安装时各应注意什么问题？ 3. 如何检查系统排气是否完全？

4. 从实验中，可以直接得到ΔR－V的校正曲线，经整理后也可以得到C0－Re的曲线，这两种

表示方法各有什么优点？

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