轉(zhuǎn)子流量計是使用較廣泛的一種流量測量儀器,其上標有流量刻度值,但在使用前,一般需進行校正。

一.實驗目的

(1)了解轉(zhuǎn)子流量計流量測定的工作原理

(2)獲得轉(zhuǎn)子流量計的校正實驗刻度值。

(3)明確流量計校正的重要性和掌握校正方法

二.實驗原理

轉(zhuǎn)子流量計的流體通道為一垂直的錐角約為4的微錐形玻璃管內(nèi)置一轉(zhuǎn)子(也稱浮子)。當被測流體以一定流量自下而上流過錐形管時,在轉(zhuǎn)子的上下端面形成一個壓差,該壓差產(chǎn)生了升力,當升力達到一定值時,便能將轉(zhuǎn)子向上浮起。但隨著轉(zhuǎn)子的上浮,轉(zhuǎn)子與錐形管之間的環(huán)隙通道面積增大,環(huán)隙中流速減小,轉(zhuǎn)子兩端的壓差也隨之減小因此,當轉(zhuǎn)子浮升至某一高度,轉(zhuǎn)子所受的升力恰好等于其重力時,轉(zhuǎn)子便平衡懸浮在此高度上。轉(zhuǎn)子的這一平衡懸浮高度,隨轉(zhuǎn)子的兩端面的壓差也即流量的大小而變化,它可由轉(zhuǎn)子的受力平衡導出,參見圖15-1,轉(zhuǎn)子上,下端的壓差按伯努利定律由兩部分組成。一部分由位差引起的,該部分壓差造成的升力即為通常所說的浮力F1,其值等于同體積流體的重量。另一部分由動

能差引起,其值為F2

根據(jù)物料衡算關系：

式中:Af—轉(zhuǎn)子ZUI大截面積。

Ao—轉(zhuǎn)子平衡時相應于0-0處的環(huán)隙面積。

A1—玻璃管截面積。

Vf—轉(zhuǎn)子體積

P—f轉(zhuǎn)子密度

這樣轉(zhuǎn)子的受力平衡條件為

于是得到

考慮到表面摩擦和轉(zhuǎn)子形狀的影響,引入流量系數(shù)CR(其值可從有關資料查得)而使公式簡化

或

質(zhì)量流量

轉(zhuǎn)子流量計出廠前,是直接用20℃水或20℃,1atm的空氣進行標定,將流量值刻于玻璃管上,當被測流體與上述條件不符時,應作刻度換算。

質(zhì)量流量

式中VA,PA分別為標定流體(水或空氣)的流量和密度;VB,PB分別為其它液體或氣體的流量或密度，由于環(huán)隙面積A0與轉(zhuǎn)子的懸浮高度直接相關,即可在轉(zhuǎn)子流量計的不同

玻璃錐形管高度處標出流量讀數(shù)。校正轉(zhuǎn)子流量計的方法很簡單,只須將穩(wěn)定的氣源引入轉(zhuǎn)子流量計,使轉(zhuǎn)子平衡懸浮在某一高度,從轉(zhuǎn)子流量計流出的氣體用另一標準流量計(例如皂沫流量計或濕式氣體流量計)便可得到一定高度下的單位時間的流量。改變流量測出一系列數(shù)據(jù),便得到轉(zhuǎn)子流量計校正的刻度值。

三.實驗流程

實驗流程，轉(zhuǎn)子流量計校正實驗流程1—空壓機;2—放空閥;3—調(diào)節(jié)閥;4—轉(zhuǎn)子流量計;5—皂沫流量計。

四.驗步驟

(1)按流程圖裝好全系統(tǒng)。

(2)打開放空閥,開啟空壓機,打開調(diào)節(jié)閥,使系統(tǒng)進入運行狀態(tài)。

(3)對全系統(tǒng)各部位試漏,特別是轉(zhuǎn)子流量計、皂沫流量計和其間的接管

4)慢慢關閉放空閥,控制流量計的轉(zhuǎn)子穩(wěn)定在某一刻度,使用皂沫流量計測取一定時間內(nèi)的流量

(5)改變流量,穩(wěn)定后再測數(shù)據(jù)

(6)使流量刻度值從小到大,即上行測3~5個數(shù)據(jù),再從大到小,下行測3~5個數(shù)據(jù),要求有良好的重現(xiàn)性

(7)停止空壓機工作,系統(tǒng)復原。

若實驗環(huán)境溫度較高,則皂沫流量計測取的氣體流量,應考慮水蒸氣的影響,實際流量應用下式校正

式中:V0—皂沫流量計測得的流量,(ml/min);

P—大氣壓,(MPa)

pw—室溫下的水飽和蒸汽壓,(MPa)

五.實驗數(shù)據(jù)記錄項目

轉(zhuǎn)子流量計校正實驗原始數(shù)據(jù)記錄項目參見表

室溫      ℃        大氣壓     （MPa）