流量计流量的校正实验一．实验目的
1.熟悉孔板流量计、文丘里流量计的构造、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、文丘里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、文丘里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。

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1所示。

若管路直径为d 1，孔板锐孔直径为d 0，流体流经孔板前后所形成的缩脉直径为d 2，流体的密度为ρ，则根据柏努利方程，在界面1、2处有： 图1 孔板流量计
2221122u u p p p ρρ
--∆==
或 =由于缩脉处位置随流速而变化，截面积又难以指导，而孔板孔径的面积是已知的，因此，
2A 0A 用孔板孔径处流速来替代上式中的，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0u 2u
能量损失，故需用系数C 加以校正。

= 对于不可压缩流体，根据连续性方程可知，代入上式并整理可得：0101A u u A =
0u = 令
0C =则
0u C =根据和即可计算出流体的体积流量：0u 0A ρ/20000p A C A u V ∆==或 ρρρ/)(20000-==i gR A C A u V 式中：－流体的体积流量， m 3/s ；V
－U 形压差计的读数，m ；R －压差计中指示液密度，kg/m 3；i ρ －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，具体数值由实验测定。

0C 当孔径与管径之比为一定值时，Re 超过某个数值后，接近于常数。

一般工业上定型的流量计，就0C 是规定在为定值的流动条件下使用。

值范围一般为0.6～0.7。

0C 0C 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10d 1，下游为5d 2。

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。

d 0/d 1的值越小，永久损失越大。

2.文丘里流量计的校核
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。

图2 文丘里流量计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、流量计算仍可用计算孔板流量计式子进行计算，式中仍代表最小截面处（称为文氏喉）的流速。

文丘里管的孔流系数0u 约为0.98-0.99。

机械能损失约为：0C 201.0u w f 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。

三.实验装置与流程实验装置 如图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 流量计校合实验示意图
四.实验步骤
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，按由小到大的顺序在小流量时测量8～9个点，大流量时测量5～6个点。

4. 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 。

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 （m 3/h ）；（2）根据，孔板取喉径d 0＝15.347mm ，文丘里取喉径d ＝12.403mm ；24d V u π=
（3）读取流量V （由闸阀开度调节）对应下的压差计高度差R ，根据和0u C =，求得C 0值。

gR p ρ=∆（4）根据，求得雷诺数，其中d 取对应的d 0值。

μρdu =Re （5）在坐标纸上分别绘出孔板流量计和文丘里流量计的－Re 图。

0C 五.实验数据记录及处理1．数据记录计量桶底面积为0.1㎡流量V m 3/h 孔板压降△P mmH 2O 文丘里管压降△P mmH 2O 序号时间s 高度 ㎝水温t℃左右压差左右压差
2．数据处理
序号流量V m3/h流速u0 m/s 孔板压降△P1
Pa
文丘里管压降△P 2
Pa
孔流系数
C
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－Re图。

C
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？。