轉子流量計的校正實驗加公式推導

轉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)了解轉子流量計流量測定的工作原理

(2)獲得轉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的微錐形玻璃管內置一轉子(也稱浮子)。當被測流體以一定流量自下而上流過錐形管時,在轉子的上下端面形成一個壓差,該壓差產生了升力,當升力達到一定值時,便能將轉子向上浮起。但隨著轉子的上浮,轉子與錐形管之間的環隙通道面積增大,環隙中流速減小,轉子兩端的壓差也隨之減小因此,當轉子浮升至某一高度,轉子所受的升力恰好等于其重力時,轉子便平衡懸浮在此高度上。轉子的這一平衡懸浮高度,隨轉子的兩端面的壓差也即流量的大小而變化,它可由轉子的受力平衡導出,參見圖15-1,轉子上,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

根據物料衡算關系：

式中:Af—轉子ZUI大截面積。

Ao—轉子平衡時相應于0-0處的環隙面積。

A1—玻璃管截面積。

Vf—轉子體積

P—f轉子密度

這樣轉子的受力平衡條件為

于是得到

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

或

質量流量

轉子流量計出廠前,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，由于環隙面積A0與轉子的懸浮高度直接相關,即可在轉子流量計的不同

玻璃錐形管高度處標出流量讀數。校正轉子流量計的方法很簡單,只須將穩定的氣源引入轉子流量計,使轉子平衡懸浮在某一高度,從轉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據,便得到轉子流量計校正的刻度值。

三.實驗流程

實驗流程，轉子流量計校正實驗流程1—空壓機;2—放空閥;3—調節閥;4—轉子流量計;5—皂沫流量計。

四.驗步驟

(1)按流程圖裝好全系統。

(2)打開放空閥,開啟空壓機,打開調節閥,使系統進入運行狀態。

(3)對全系統各部位試漏,特別是轉子流量計、皂沫流量計和其間的接管

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

(5)改變流量,穩定后再測數據

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

(7)停止空壓機工作,系統復原。

若實驗環境溫度較高,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.實驗數據記錄項目

轉子流量計校正實驗原始數據記錄項目參見表

室溫      ℃        大氣壓     （MPa）