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1、化工原理实验报告Experime ntal Report of Pri nciple of the Chemical Engin eer ing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 姓名Name日期Date20171026上海师范大学生环学院化学系SHANGHAINORMALUNIVERSITYLIFEANDENVIRONMENTALSCIENCECOLLEGEDEPARTMENTOFCHEMISTRY实验目的(Purpose of experimen t)1.2.掌握流量计的标定方法之一一一容量法。3.测定孔板流量计
2、、文丘里流量计的孔流系数与雷诺准数的关系。基本原理(Summary of t heory)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d,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p,则根据柏努利方程，在界面1、2处有:二 J2Ap/p考虑到实验误差及能量损失等因素，用系数C加以校正:Qu2 - U2 二 CJ2Ap/pA对于不可压缩流体，根据连续性方程可知u =丁u，代入上式并整理可得:i A 0iC2Ap / p1 -即21熟悉
3、孔板流量计、文丘里流量计的构造、性能及安装方法。u = C .L：2Ap / p0 o根据u0和A0即可计算出流体的体积流量:V = u0 A0 = C0 A0 巨硏V = u A = C A j2gR(p -p)/p0000、i式中：V 流体的体积流量，m3/s；R U形压差计的读数，m；压差计中指示液密度，kg/m3；iC 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 0测定。当孔径与管径之比为一定值时，Re超过某个数值后，C接近于常数。一般工业上定 0型的流量计，就是规定在C为定值的流动条件下使用。C值范围一般为0.60.7。0 0
4、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)。8311 制m离屯卑图2 流量计校合实验示意图四、实验步骤(Procedures of Experimen t)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
5、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 (m3/h)；4V(2) 根据u =，孔板取喉径d0=15.347mm,文丘里取喉径d = 12.403mm；兀d 20(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u = C p2Ap/ p和0 0 YAp = pgR，求得 C0值。(4) 根据Re = dUP，求得雷诺数，其中d取对应的d0值。P0(5) 在坐标纸上分别绘出孔板流量计的C0 Re图。五、原始记录(Original records)査文献数据得27摄氏度下纯水密度卩= 0.997Y-Y计量桶
6、底面习积为0.1序号流量V m印h水温t C压差mmH2O时间s高度cm1604.2527142606.12726360827444608.7276356010.82710066011.82711776013.22715086014.327168960182729210602127406116023.127483126025.527615X 1(粘度 u=o 8545(Pa)六、数据处理及结果（Simple calculations and Resul ts）计算示例，以序号1为例：1）流量v=底面积4 X 0.22S =0.322）流速u =工=7m/s （d取喉径兀d 2d=15.171m
7、m）3）孔板压降厶P=：；gh =羽：9 8 D D14 = 13（3.788 Pa0.3924）孔流系数C0=136.788997=0.7495）雷诺数Re =罟150171 壬 1000 X 997 X 0.3920.8544- 1000=7191.168序号流量Vm3/h流速u0 m/s孔板压降APPa孔流系数雷诺数Re10.2550.392136.7880.7497191.16820.3660.563254.0360.78910321.4430.4800.738429.9060.79513536.3240.5220.803615.5480.72314720.7450.6480.9979
8、77.0600.71218274.0360.7081.0891143.1600.71919966.0770.7921.2181465.5900.71122334.9280.8581.3201641.4610.72724196.1791.0801.6622853.0150.69530456.71101.2601.9393966.8640.68735532.83111.3862.1324719.2000.69339086.12121.5302.3546008.9190.67843147.010.7GC0.74G0.7200.7QG0.SSG0.660100060001100016000210002
9、6DD031000360004100D46000雷诺数昵孔板流量计C Re关系图0-0.3000.78G0.7600.7400.7200.7QQ0.6300.660100010000010000宙诺数血孔板流量计C Re关系单对数坐标图0-七、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，C0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
10、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从实验中，可以直接得到R-V的校正曲线，经整理也可以得到C0-Re的曲线， 这两种表示方法各有什么优点？答：C0-Re的曲线表示方法更直接、更准确，鈭?R-V的校正曲线方法因为相应坐标数值可 直接测量，所以更方便。成绩评定指导教师(Instructor) 年 月
