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1、流量计性能测试实验-、实验目的1. 掌握流量计性能测试的一般实验方法；2. 了解倒U型压差计的使用方法；3. 应用体积法，测定孔板流量计、文丘里流量计的标定曲线；4. 验证孔板流量计、文丘里流呈计的孔流系数C。与雷诺数Re的关系曲线。二、实验装置与流程实验装置如图1所示，由水箱、管道泵、孔板流量计、文丘里流量计、倒U型管压差计、流向转换口口7器Sz10L种：栈才9 311 一水箱；2切断阀；3管道泵；4 切换阀；5切换阀；6文丘里流量计；7 一孔板流 量计；8, 9 一倒U型管压差计；10 流量调节阀；11-流向转换器；12 一计量简；13放水 阀；Al, Bl. A2, B2倒U型管切断阀；
2、CL C2 倒U型管平 衡阀；DI、D2倒U型管排气 阀图1流量计性能测试实验装置流程示意图水从水箱1由管道泵3输送至管路，分别流经文丘里流量计6、孔板流量计7所在测试 管路 和流量调节阀10后，通过流向转换器11到达计量简12进行计量，然后返回水箱，循环使用。 实验测试管路有二段并联的水平管组成，自上而下分别用于孔板流量计和文丘里流量计的性能 测试。在每段测试管路的进口上，分别装有切换阀，用于选择不同的实验测试内容。管路内流量由计量简12和秒表配合进行测量，并由出口流量调节阀11调节流量，流体流 过孔板流量计和文丘里流量计的压差可分别用与各流量计相连的倒U型管压差计9和8测量，流 体的温度可
3、用温度计直接测量。三、原理和方法流体流过孔板流量计或文丘里流量计时，都会产生一定的压差，而这个压差与流体流过的 流速存在着一定的关系。1. 孔板流量计或文丘里流量计的标定 流体在管内的流量可用体积法测量：V= a h /（1）式中：V 管内流依的流量，L/S；a体积系数，即计量简内水位每增加lcm所增加的水的体积，本实验中沪0.6154L/cm；h-计量筒液位上升高度， h - h- ho, cm；h,计量简内水位的初始读数，cm；h0计量简内水位的终了读数，cm；与力相对应的计量时间，So 测出与$相对应的孔板流量计（或文丘里流量计）的压差读数斤，即可在直角坐标纸上 标 绘出对应流量计的卩标
4、定曲线。其中，R孔板流量计（或文丘里流量计）的压差读数，cm。2. 孔流系数C与雷诺数Re关系测定 流依在管内的流量和被测流量计的压差斤存在如下的关系：V = 4 co Jhi。3其中，= R p gxE N/m2（3）4V2axI02式中：孔板流量计的孔径（或文丘里流量计喉径）的截面积，m本实验中孔板孔血17.786mm,文丘里流量计喉径da=19. 0mm；Co孔板流量计（或文丘里流量计）的孔流系数； g-重力加速度，沪 9.807m/S2。又知Rc =如（5）式中：Re雷诺数；d水管的內径，叫本实验中d-0. 0238m；流依的密度，kg/m；一一流依的粘度，PasoU水管内流体流速，m
5、/s,；其中4V7T.d2根据实验 所测到的斤和卩值，再根据流体温度f查取、值，即可算岀一系列的GRe 值,将这些计算结果标绘在单对数坐标纸上（血取对数坐标），便可得到孔板流量计（或文丘里 流量计）C。Re关系曲线。四、实验操作步骤和注意事项1. 全开实验装置主管道上所有阀门（阀2、阀4、阀5和阀10），全关倒U型差压计上的阀 门，将流向转换器的出口转向排水侧，开启管道泵。2. 孔板流量计的标定：2. 1开启管道泵约5分钟后，关闭阀4、阀10,打开与孔板流量计相连的倒U型差压计9上 的阀门A2、B2和D2 （当A2、B2和D2的手柄处于水平位置时，阀处于关的位置；当A2、B2 和D2的手柄处于
6、垂直位置时，阀处于开的位置，另一 U型差压计上的阀门Al、BI和D1的开关 位置也是如此。），对倒U型差压计9进行排气操作。2.2在倒U型差压计的玻璃管上看不到上升的气泡后，先关闭阀门A2、B2,再将阀门C2的 手柄箭头旋向左边，将倒U型差压计的其中一根玻璃管内的水放到约510cm高度，然后将阀 门C2的手柄箭头旋向右边，将倒U型差压计的另一根玻璃管内的水放到约510cm高度，最后 关闭C2阀（即将C2阀的手柄箭头族到垂直位置），关闭D2阀，打开A2、B2阀，至此倒U型 差压计的排气操作工作即算完成。2. 3缓慢打开流量调节阀10,这时U型差压计9的差压读数也同步慢慢増大，当差压计的读 数接近
7、6570cm时，停止调节流量调节阀10。2.4关闭阀 13,记下计量简内水位的初始读数，并将秒表清零，在将流向转换器的出口 转向 计量筒的计量侧的同时按下秒表开始记时，当计量筒內的水位高到离顶部还有约5cm时，迅速将 流向转换器的出口转向排水侧，同时按下秒表停止记时，读下秒表上的测量时间， 待计量简内 水位稳定后（一般要求波动小于0.1cm），读下计量筒内水位的终了读数，随后打开阀13,将计量 简内的水放完，在计量筒放水的同时，双手同时关闭倒U型差压计上阀A2, B2,读取倒U型差压 计上读数R,当计量筒内的水敖到合适的高度（桶內一般留lcm左右高度的水位）时，关闭阀13。2. 5本实验一般测
8、定610个实验点，考虑到测量精度要求，最小倒U型差压计的读数R 要求在2cm以上，根据R的最大读数和最小读数以及要测的实验数据组数，确定每个实验 测试 点的R大小，然后通过减小流量调节阀开度的方法，将R调到所需的值，接着重复操作 步骤2. 4,直到测完所需要测定的 610组实验数据，最后用温度计测出水箱里的水温。3. 文丘里流量计的标定3. 1打开阀4,关闭阀5、阀10,打开与文丘里流量计相连的倒U型差压计8上的阀门Al、B1 和D1,对倒U型差压计8进行排气操作。3.2在倒U型差压计的玻璃管上看不到上升的气泡后，先关闭阀门Al. B1,再将阀门C1的手 柄箭头旋向左边，将倒U型差压计的其中一
9、根玻璃管内的水放到约510cm高度，然后将阀门 C1的手柄箭头族向右边，将倒U型差压计的另一根玻璃管内的水放到约510cm高度，最后关 闭C1阀（即将C1阀的手柄箭头旋到垂直位置），关闭D1阀，打开Al. B1阀，至此倒U型差压计的排气操作工作即算完成。(6)3. 3缓慢打开流量调节阀10,这时U型差压计8的差压读数也同步慢慢増大，当差压计的 读数接近6570cm时，停止调节流量调节阀10。3.4关闭阀 13,参照 2.4和 2.5 进行实验。相应曲线见图 4和图 5。00二 L0O32图 4 文丘里流量计标定曲线J0.00J山ID)10100Co-Re 关系曲线图5文丘里流量计CoRe关系曲
10、线Re各了式4. 实验结束后，关闭管道泵，并将实验装置恢复原状。 注意事项1. 每个实验项目测试前都应对倒/型差压计进行排气；2. 测量压差时，C1或C2阀应始终处于关闭状态。五. 实验数据记录专业 姓名学号 日期地点装置号 同组同学 水温 序号孔板流量计文丘里流量计计量筒咼度差 力 /cmHjO计量时间T/s差压计压差R/cmHQ计量简咼度差力 /cmHiO计量时间p/s差压计压差R/cmILO123456789101112六、实验报告1. 根据实验数据记录表，用列表法分别列出本次实验的孔板流量计和文丘里流量计 的流 量V、孔流系数G和雷诺数能的各计算值；2. 列出一组完整的计算示例；3. 在双对数坐标纸上分别绘制出孔板流量计、文丘里流量计的斤标定曲线；4. 在单对数坐标纸上分别绘制出孔板流量计、文丘里流量计的 Co-Re 曲线；5. 对得到的实验结果进行分析讨论。七、思考问题1. 倒U型管压差计应如何进行排气？2. 紧靠孔板流量计前后测得的差压，是否代表流体通过流量计的永久阻力损失？为什 么？3. 在对实验装置的引压管路进行排气操作时，为什么要关闭装置出口的流量调节阀？4. 如果不用体积法还可以用什么方法来校正流量计？
