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。
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。
孔板流量计的主要缺点时机械能损失很大,为了克服这一缺点,可采用一渐缩渐括管,如图2所示,当流体流过这样的锥管时,不会出现边界层分离及漩涡,从而大大降低了机械能损失。这种管称为文丘里管。
文丘里管收缩锥角通常取15°-25°,扩大段锥角要取得小些,一般为5°-7°,使流速改变平缓,因为机械能损失主要发生在突然扩大处。
文丘里流量计测量原理与孔板完全相同,只不过永久损失要小很多。流速、流量计算仍可用式(3-6)、(3-7),式中u0仍代表最小截面处(称为文氏喉)的流速。文丘里管的孔流系数C0约为0.98-0.99。机械能损失约为
2wf?0.1u0 (3-9)
文丘里流量计的缺点是加工比孔板复杂,因而造价高,且安装时需占去一定管长位置,但其永久损失小,故尤其适用于低压气体的输送。
四、实验装置
1. 设备主要技术数据及其附件 1. 设备参数
(1).离心泵: 型号:WB 70/055 转速 n= 2800 转/分, 流量 Q=20-120 L/min, 扬程 H=19-13.5m
(2).贮水槽:550*400*450
(3).试验管路: 内径 d=40.0mm
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2. 流量测量:
(1) 涡轮流量计:φ15,最大流量 6 m/h
(2) 孔板流量计:孔板孔径φ15, (3) 文丘里流量计:喉径φ15,
(4)转子流量计:LZB-40 (0.4-4 m/h) (5)铜电阻温度计
(6)差压变送器(0-200kPa) 3. 实验装置的基本情况
用离心泵3将贮水槽8的水直接送到实验管路中,经涡轮流量计计量后分别进入到转子流量计、孔板流量计、文丘里流量计,最后返回贮水槽8。测量孔板流量计时把9、11阀门打开;10、12阀门关闭。测量文丘里流量计时把9、10阀门打开;11、12阀门关闭。测量转子流量计时把12、10、11阀门打开;9阀门关闭。流量由调节阀10、11、12来调节水的流量。温度由铜电阻温度计测量。 实验流程示意图见图3
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图3 流量计实验流程示意图
1- 涡轮流量计;2-放水阀;3-离心泵;4-温度计;5-转子流量计;
6-孔板流量计;7-文丘里流量计;8-储水槽;9、10、11、12-流量调节阀;
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五、 实验方法及步骤
1.启动离心泵前, 关闭泵流量调节阀 2.启动离心泵。
3.按流量从小到大的顺序进行实验。用流量调节阀调某一流量,待稳定后,又涡轮流量计读取流体流量,并分别记录压强差。
4.改变不同流量计进行实验,实验步骤同上。 5.实验结束后,关闭泵出口流量调节阀9、12后,停泵。
六、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和文丘里流量计的C0-Re图。 3. 讨论实验结果。
表1 文丘里流量计性能测定实验数据记录 (第一套) 文丘里流量计 文丘里流量计 涡轮流量Q 流速u Re Co (kPa) (Pa) (m^3/h) (m/s) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 表2 孔板流量计性能测定实验数据记录 孔板流量计 孔板流量计 涡轮流量Q 流速u Re Co (kPa) (Pa) (m^3/h) (m/s) 1 2 3 4 5 6 7 8
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七、.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?
八、使用实验设备应注意的事项
1.阀门12在离心泵启动前应关闭,避免由于压力大将转子流量计的玻璃管打碎。 14
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