1、中 南 大 學(xué) 儀器與自動(dòng)檢測(cè) 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告冶金科學(xué)與工程 院 系 冶金 專 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 同組者 同班同學(xué) 實(shí)驗(yàn)日期 2013 年 4 月 08 日 指導(dǎo)教師 實(shí)驗(yàn)名稱： 流量計(jì)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握流量計(jì)性能測(cè)試的一般實(shí)驗(yàn)方法；2 了解倒U型壓差計(jì)的使用方法；3 應(yīng)用體積法，測(cè)定孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)的標(biāo)定曲線;4 驗(yàn)證孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)的孔流系數(shù)C0與雷諾數(shù)Re的關(guān)系曲線。二、實(shí)驗(yàn)原理流體流過孔板流量計(jì)或文丘里流量計(jì)時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生一定的壓差，而這個(gè)壓差與流體流過的流速存在著一定的關(guān)系。1孔板流量計(jì)或文丘里流量計(jì)的標(biāo)定流體在管內(nèi)的流量可用體積法測(cè)量：V= a

2、·Dh /t (1) 式中： V管內(nèi)流體的流量，L/s；a體積系數(shù)，即計(jì)量筒內(nèi)水位每增加1cm所增加的水的體積，本實(shí)驗(yàn)中a=0.6154 L/cm；Dh計(jì)量筒液位上升高度，Dh = h1- h0，cm；h1計(jì)量筒內(nèi)水位的初始讀數(shù)，cm；h0計(jì)量筒內(nèi)水位的終了讀數(shù)，cm；t 與Dh 相對(duì)應(yīng)的計(jì)量時(shí)間，s。測(cè)出與V相對(duì)應(yīng)的孔板流量計(jì)（或文丘里流量計(jì)）的壓差讀數(shù)R，即可在直角坐標(biāo)紙上標(biāo)繪出對(duì)應(yīng)流量計(jì)的VR標(biāo)定曲線。其中， R 孔板流量計(jì)（或文丘里流量計(jì)）的壓差讀數(shù)，cm。2孔流系數(shù)C0與雷諾數(shù)Re關(guān)系測(cè)定流體在管內(nèi)的流量和被測(cè)流量計(jì)的壓差R存在如下的關(guān)系： (2)其中， （3）(4)式中：

3、A0孔板流量計(jì)的孔徑（或文丘里流量計(jì)喉徑）的截面積，m2，本實(shí)驗(yàn)中孔板孔d0=17.786mm，文丘里流量計(jì)喉徑d0=19.0mm；C0孔板流量計(jì)（或文丘里流量計(jì)）的孔流系數(shù)；g重力加速度，g=9.807m/s2。又知 （5）式中：Re雷諾數(shù)； 水管的內(nèi)徑，m，本實(shí)驗(yàn)中=0.0238m； r 流體的密度，kg/m3；m 流體的粘度，Pa·s。水管內(nèi)流體流速，m/s, 三、儀器及裝置五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理 其中 = （6）根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測(cè)到的R和V值，再根據(jù)流體溫度t查取r、m值，即可算出一系列的C0Re值，將這些計(jì)算結(jié)果標(biāo)繪在單對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上（Re取對(duì)數(shù)坐標(biāo)），便可得到孔板流量計(jì)（或文丘里流量

4、計(jì)）C0Re關(guān)系曲線。三、儀器及裝置實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，由水箱、管道泵、孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)、倒U型管壓差計(jì)、流向轉(zhuǎn)換器、計(jì)量筒、各種閥門和不銹鋼進(jìn)、出水管道等組成。1水箱； 2切斷閥； 3管道泵； 4切換閥； 5切換閥； 6文丘里流量計(jì)； 7孔板流量計(jì)； 8、9倒U型管壓差計(jì)； 10流量調(diào)節(jié)閥； 11流向轉(zhuǎn)換器；12計(jì)量筒； 13放水閥； A1、B1、A2、B2倒U型管切斷閥； C1、C2倒U型管平衡閥 ； D1、D2倒U型管排氣閥圖1 流量計(jì)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置流程示意圖水從水箱1由管道泵3輸送至管路，分別流經(jīng)文丘里流量計(jì)6、孔板流量計(jì)7所在測(cè)試管路和流量調(diào)節(jié)閥10后，通過流向轉(zhuǎn)換器11到

5、達(dá)計(jì)量筒12進(jìn)行計(jì)量，然后返回水箱，循環(huán)使用。實(shí)驗(yàn)測(cè)試管路有二段并聯(lián)的水平管組成,自上而下分別用于孔板流量計(jì)和文丘里流量計(jì)的性能測(cè)試。在每段測(cè)試管路的進(jìn)口上，分別裝有切換閥，用于選擇不同的實(shí)驗(yàn)測(cè)試內(nèi)容。管路內(nèi)流量由計(jì)量筒12和秒表配合進(jìn)行測(cè)量，并由出口流量調(diào)節(jié)閥11調(diào)節(jié)流量，流體流過孔板流量計(jì)和文丘里流量計(jì)的壓差可分別用與各流量計(jì)相連的倒U型管壓差計(jì)9和8測(cè)量，流體的溫度可用溫度計(jì)直接測(cè)量。四、實(shí)驗(yàn)步驟1 全開實(shí)驗(yàn)裝置主管道上所有閥門（閥2、閥4、閥5和閥10），全關(guān)倒U型差壓計(jì)上的閥門，將流向轉(zhuǎn)換器的出口轉(zhuǎn)向排水側(cè)，開啟管道泵。2 孔板流量計(jì)的標(biāo)定：2.1開啟管道泵約5分鐘后，關(guān)閉閥4、閥1

6、0，打開與孔板流量計(jì)相連的倒U型差壓計(jì)9上的閥門A2、B2和D2（當(dāng)A2、B2和D2的手柄處于水平位置時(shí)，閥處于關(guān)的位置；當(dāng)A2、B2和D2的手柄處于垂直位置時(shí)，閥處于開的位置，另一U型差壓計(jì)上的閥門A1、B1和D1的開關(guān)位置也是如此。），對(duì)倒U型差壓計(jì)9進(jìn)行排氣操作。2.2在倒U型差壓計(jì)的玻璃管上看不到上升的氣泡后，先關(guān)閉閥門A2、B2，再將閥門C2的手柄箭頭旋向左邊，將倒U型差壓計(jì)的其中一根玻璃管內(nèi)的水放到約510cm高度，然后將閥門C2的手柄箭頭旋向右邊，將倒U型差壓計(jì)的另一根玻璃管內(nèi)的水放到約510cm高度，最后關(guān)閉C2閥（即將C2閥的手柄箭頭旋到垂直位置），關(guān)閉D2閥，打開A2、B2

7、閥，至此倒U型差壓計(jì)的排氣操作工作即算完成。2.3緩慢打開流量調(diào)節(jié)閥10，這時(shí)U型差壓計(jì)9的差壓讀數(shù)也同步慢慢增大，當(dāng)差壓計(jì)的讀數(shù)接近6570cm時(shí)，停止調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥10。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論2.4關(guān)閉閥13，記下計(jì)量筒內(nèi)水位的初始讀數(shù)，并將秒表清零，在將流向轉(zhuǎn)換器的出口轉(zhuǎn)向計(jì)量筒的計(jì)量側(cè)的同時(shí)按下秒表開始記時(shí)，當(dāng)計(jì)量筒內(nèi)的水位高到離頂部還有約5cm時(shí)，迅速將流向轉(zhuǎn)換器的出口轉(zhuǎn)向排水側(cè)，同時(shí)按下秒表停止記時(shí)，讀下秒表上的測(cè)量時(shí)間，待計(jì)量筒內(nèi)水位穩(wěn)定后（一般要求波動(dòng)小于0.1cm），讀下計(jì)量筒內(nèi)水位的終了讀數(shù)，隨后打開閥13，將計(jì)量筒內(nèi)的水放完，在計(jì)量筒放水的同時(shí)，雙手同時(shí)關(guān)閉倒U型差壓計(jì)上閥A

8、2、B2，讀取倒U型差壓計(jì)上讀數(shù)R，當(dāng)計(jì)量筒內(nèi)的水放到合適的高度（桶內(nèi)一般留1cm左右高度的水位）時(shí)，關(guān)閉閥13。2.5本實(shí)驗(yàn)一般測(cè)定610個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，考慮到測(cè)量精度要求，最小倒U型差壓計(jì)的讀數(shù)R要求在2cm以上，根據(jù)R的最大讀數(shù)和最小讀數(shù)以及要測(cè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)組數(shù)，確定每個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)試點(diǎn)的R大小，然后通過減小流量調(diào)節(jié)閥開度的方法，將R調(diào)到所需的值，接著重復(fù)操作步驟2.4，直到測(cè)完所需要測(cè)定的610組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最后用溫度計(jì)測(cè)出水箱里的水溫。3 文丘里流量計(jì)的標(biāo)定3.1 打開閥4，關(guān)閉閥5、閥10，打開與文丘里流量計(jì)相連的倒U型差壓計(jì)8上的閥門A1、B1和D1，對(duì)倒U型差壓計(jì)8進(jìn)行排氣操作。3.2在倒U型

9、差壓計(jì)的玻璃管上看不到上升的氣泡后，先關(guān)閉閥門A1、B1，再將閥門C1的手柄箭頭旋向左邊，將倒U型差壓計(jì)的其中一根玻璃管內(nèi)的水放到約510cm高度，然后將閥門C1的手柄箭頭旋向右邊，將倒U型差壓計(jì)的另一根玻璃管內(nèi)的水放到約510cm高度，最后關(guān)閉C1閥（即將C1閥的手柄箭頭旋到垂直位置），關(guān)閉D1閥，打開A1、B1閥，至此倒U型差壓計(jì)的排氣操作工作即算完成。3.3緩慢打開流量調(diào)節(jié)閥10，這時(shí)U型差壓計(jì)8的差壓讀數(shù)也同步慢慢增大，當(dāng)差壓計(jì)的讀數(shù)接近6570cm時(shí)，停止調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥10。3.4關(guān)閉閥13，參照2.4和2.5進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。相應(yīng)曲線見圖4和圖5。圖4 文丘里流量計(jì)標(biāo)定曲線圖5 文丘里流量計(jì)C0Re關(guān)系曲線水溫 20 序 號(hào)孔板流量計(jì)計(jì)量筒高度差Dh /cmH2O計(jì)量時(shí)間 /s差壓計(jì)壓差R/cmH2O149.4521116.71231821.22042324.72452525.82662726.92872928.32982927.83093028.431103128.8325、 結(jié)果與討論(一) 通過本次試驗(yàn)，我們學(xué)到了以下幾點(diǎn)1.掌握流量計(jì)性能測(cè)試的一般實(shí)驗(yàn)方法；2.了解倒U型壓差計(jì)的使用方法；3.應(yīng)用體積法，測(cè)定孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)的標(biāo)定曲線(二) 在本次實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該注意：1.每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目測(cè)試前都應(yīng)對(duì)倒U