[1-6]流量的测定
文丘里流量计流量系数的测定
流量计流量系数的测定 ——文丘里流量计流量系数的测定一． 实验目的因轴线水平, Z 1=Z 2 , 则上式为：gV g V r P r P 22212221-=- （1） 又因 h r P r P ∆=-21 ，用连续性方程 2(21⎪⎭⎫⎝⎛=d D V V 代入（1）式得：g V d D h 21224⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛=∆ ， 即：124-⎪⎭⎫⎝⎛∆=d D h g V因此，通过文丘利流量计的理论计算流量为：42D Q π=理124-⎪⎭⎫ ⎝⎛∆d D h g ， 令12442-⎪⎭⎫ ⎝⎛=d D g D K π （常数）则 h K Q ∆=理由于实际存在能量损失，所以实测流量实Q （计量水箱测得）应小于理论计算流量理Q ，即：理实Q Q =μ，μ称为流量系数。
对于文丘利管： D=0.035md=0.015m流量计量： 计量水箱每毫米液高，相当于0．2116×10-3m 3体积水量。
四． 实验方法及步骤1． 首先缓慢打开（顺时针方向）流量调节阀、溢流阀、放水阀。
再开启水泵给各水箱上水，使各水箱处于溢流状态，以保证测量水位稳定。
2． 缓慢关闭（逆时针方向）流量调节阀，排出测试管段内空气，直到测压计的所有玻璃管水位高度一致。
3． 缓慢打开流量调节阀到一适当开度（应预先估计，使阀在全关到全开即：00-900范围，能调出6-8个不同开度），同时观察测压计。
当液柱稳定后关闭放水阀，记录所测管段进出口玻璃管液位及计量水箱接纳一定容积水所用时间。
4． 调节到另一开度，重复上述测量内容，共测量6-8个不同开度，将测试数据记入实验数据表。
五． 实验数据表以雷偌数Re为横坐标，流量系数μ为纵坐标作出关系曲线。
六．误差分析含绝对误差、相对误差及误差原因分析。
文丘里流量管流量系数怎样确定6．1 流量计的出厂标定如果用户对流量计并无特殊标定要求，每台流量计在出厂前，都在水标定装置上对流出系数C进行实流标定，并开具标定证书。
实验六 孔板流量计流量的校正
实验六 孔板流量计流量的校正一、实验目的1．掌握流量计流量系数校正的方法； 2．了解流量系数与其影响因素的关系。
二、实验原理工程上通过测定流体的压差来确定其速度及流量。
孔板流量计数学模型为：ρρρ/)(2A C V 00-=i gR m ),(R C e 0f =孔板流量计是基于流体在流动过程中的能量转换关系，由流体通过孔板前后压差的变化来确定流体流过管截面的流量。
)(Rg 2/2//2//Hg 212221222211ρρρρρρ-=∆⇒-=-=∆+=+P u u P P P u P u P 由于2-2（缩脉）处面积难以确定，所以工程上以孔口速度u 0代替u 2,流体通过孔口时有阻力损失，又因流动状况而改变的缩脉位置使测得的（P 1-P 2）/ρ带来偏差，因此通过实验来确定C 0,流量计的计算式：ρρρ/)(200-=Hg S gR A C V孔板流量计不足之处是阻力损失大，这个损失可由U 形压差计测得。
三、实验装置与流程1．水箱 2.引水阀3．调节阀 4.涡轮流量计5．测定孔板前后压降的U形压差计 6．测量阻力损失的U形压差计7．孔板流量计 8.离心泵主要参数：管道直径:27mm；孔板孔径:18mm四、实验步骤1．水箱充满水至80%2．打开压差计上平衡阀，关闭各放气阀。
3．启动循环水泵。
4．排气：（1）管路排气；（2）测压导管排气；（3）关闭平衡阀，缓慢旋动压差计上放气阀，排除压差计上的气泡，注意：先排进压管后排低压管。
5．读取压差计零位读数。
6．开启调节阀至最大，确定流量范围，确定实验点，测定孔板前后压降和经过孔板所带来的压降。
7．测定读数：改变管道中的流量，读出一系列流量，压差。
8．实验装置恢复原状，打开压差计上的平衡阀，并清理场地。
五、实验记录六、实验报告1、数据整理2．本实验μρ/1du R ed=，m),(0ed R f C =，对于特定孔板m 为常数，上式可写成)(0ed R f C =。
径流量的测定方法
径流量的测定方法径流是指地表水在流域内汇集成河流、湖泊或水库的流量。
在水资源管理和水文学研究中，径流量是一个重要的指标。
测定径流量的方法有很多种，下面将介绍 10 种常用的方法并进行详细描述：1. 浮标法浮标法是一种非常简单的径流测定方法，因此在野外测量中非常常见。
该方法需要安装一个浮标在水面上，并标记其位置，然后测量时间内浮标移动的距离和水流速度。
这两个参数可以根据浮标的位置和途中标志物的距离来计算。
2. 平面数据测法平面数据解决了利用现有的地图和空气照片进行水文学研究的可能性。
这些数据允许定量测量水体表面的面积、河流流速和水位高度。
现代的平面数据技术还可以计算径流总量。
3. 冲洗法在冲洗法中，先预测水库中的污染物总量，然后将所有来自流域内各个水流径流的河水冲洗到水库中。
这些流量将被分析和计算，以测算径流总量。
4. 土壤墒情法土壤墒情分析法依赖于土壤的含水量和含量来估计水域的大小。
这可以通过多个土壤数据点进行计算。
这些数据点会提供一个比较准确的记录，可以用于计算径流量。
5. 含氧量法含氧方法依赖于测量水中的含氧量来评估流域的大小。
测量表示水体质量。
这项技术需要一些高级仪器。
6. 河道梯度法河道梯度法结构清晰，原理简单，比较准确，可应用于河流上、中、下游流量测定。
它的缺点是比较麻烦。
7. 堰闸法堰闸法是将河道某处建堰或闸门，通过测量来往流量的差值，来估计下游径流量的方法。
它的优点是简单易行，测量精度高。
8. 水位计测法水位计的测量原理是大气压力测量水位。
水位计需要安装在测量点附近，可以自动或手动获取水位数据。
此方法适用于小型水体测量，也适用于跟踪水位的变化。
9. 原位置比较法原位置比较法是在同一点进行两次水流测量，以便比较。
第一次标记测量点，第二次测量时，对比两次测量数据计算径流量。
原位置比较法简单易行，但是需要多次重复测量，以提高准确性。
10. 水理模型法水理模型法使用流量模型来预测径流量。
该方法需要输入一些流量、水位和其他参数。
化工原理实验
实验二 流量计的流量校正
实验项目性质：验证性实验 所属课程名称：化工原理实验 实验计划学时：3 学时 一.实验目的
1.学会文丘里流量计和孔板流量计的使用方法； 2.通过孔板(或文丘里)流量计孔流系数的测定，了解孔流系数的变化规律； 3.测定并比较文氏管和孔板流量计的永久压强损失。 二.实验内容 1.测定孔板流量计或文丘里流量计的孔流系数； 2.了解孔流系数的变化规律； 3.测定孔板(或文丘里)流量计的永久压强损失。 三、实验原理 流量计的种类很多，本实验是研究差压式(速度式)流量计的校正，这类差压 式流量计是用测定流体的压差来确定流体流量(或流速)，常用的有孔板流量计、 文丘里流量计和毕托管等。 实验装置用孔板流量计如图 2（a）所示，是在管道法兰间装有一中心开孔 的不诱钢板，我们可以用流体运动规律导出孔板流量计的计算模型，对不可压缩 流体，其流速可用下式表示
流量计的校正有量体法，称重法和基准流量计法，量体法和称重法都是以通 过一定时间间隔内排出的流体体积或质量的测量来实现的，而基准流量计法，则 是用一个已被事先校正过而精度级较高的流量计作为被校流量计的比较基准。 四、实验装置及流程
实验装置共计四套(如图 3)，每套在φ 34×3.5mm 的不锈钢管路上装有文氏 管流量计和孔板流量计，液体计量槽为：300×600×1000mm，如图 3 所示实验物 料为水。
v = C0 A0 2∆P / ρ = C0 A0 2gR(ρ0 − ρ) / ρ
（2-7）
式中：C0 文丘里流量计的流量系数； A0 为文丘里缩脉处的面积 m2。
图 3 流量计实验装置 l.计量槽; 2.3.6. U 型压差计； 4.孔板流量； 5.文氏管流量计； 7.倒 U 型压差计； 8.进水阀； 9.测压口
4.9河流流速流量的测定
垂线水深
H<1m
方法名称
1点法 2点法 3点法 5点法
测速点位置
0.6h 0.2h, 0.8h 0.2h, 0.6h,0.8h 水面，0.2h, 0.6h,0.8h，水底
1m<H<3m
H>3m 一点法：v=v0.6
二点法：v=（v0.2+v0.6）/2
三点法：v=（v0.2+v0.6+v0.8）/3
实验室实验步骤
水样处理：过滤法。 量体积 沉淀 过滤 烘干 称重 含沙量计算
五点法：v=（v0.0+3v0.2+3v0.6+2v0.8+v1.0）/10
断面流速的测定
流速计算 岸边流速： 岸边或死水部分平均流速，等 于自岸边或死水边起第一条测 速垂线的平均流速乘以流速系 数a。A值在缓坡时为0.7，陡 坡时为0.9，死水边时为0.6。 V0=a•V1 中间部分流速 Vn=（1/2）•（Vn-1+ Vn+1） 断面面积计算 岸边—按三角形计算 中间部分—按梯形计算
பைடு நூலகம்
河流泥沙含量的测定
河流当中的泥沙按照运动形式分为：悬移质、 推移质和河床质泥沙。 一般情况，河流中泥沙以悬移质为主。 河流当中的泥沙含量是指单位体积浑水内所 含干沙的质量。 P (含沙量)=WS / V P:水样含沙量(kg /m3); WS水样中干沙重量 (kg),V水样体积(m3)
水深测量
测深锤
流速仪测流速
流速与流速仪的转数之间的函数关系：
V=K N +C
流量计的标定实验报告
流量计的标定实验报告标定流量计实验报告流量计的校核实验报告文丘里流量计实验报告篇一:实验2 流量计标定实验实验2 流量计标定实验一、实验目的1.了解文氏管、转子流量计、孔板流量计和涡轮流量计的构造、工作原理和主要特点;2.掌握流量计的标定方法;3. 用直接容量法或对比法对文氏流量计、孔板流量计、转子进行标定，测定孔流系数与雷诺数间的关系;3.学习合理选用坐标系的方法。
二、实验原理流体流过文氏管由于喉部流速大压强小，文氏管前端与喉部产生压差，此差值可用倒U管型、单管压差计测出。
又压强差与流量大小有关，根据柏努力方程及压差计计算公式，可以推导出公式如下:Vs=Cv〃Sv2gR?0?? ?则在测定不同流量下的R、Vs等数值代入公式即可求得1Cv值。
当流体流过流量计时，因为阻力造成机械能损失。
把文氏管看成一个局部阻力部位，流体克服局部阻力所消耗的机械能(损失压头)可表示为动能(动压头)的倍数。
22u0u0?J/kg? 或Hf???m? 即hf??22g若流量计前部压强为p1 后部为p2列出实际流体的机械能衡算式为:2p1u1p2u2?z2g??2?hf z1g???2?2对在水平管上安装的文氏管，上式可整理成p?phf?12?J/kg? ?即只要在文氏管两端连接测压导管并用U型压差计测出p1-p2值，即可测出文氏管阻力，并进一步得出局部阻力系数。
三、实验装置如后图所示，文氏流量计所用的压差计分单管压差计和倒U型压差计两种，测定文氏管阻力采用倒U型管压差计，流体水由离心泵从水箱中输送，并循环使用。
四、实验方法1.装有单管压差计的装置(1)在出口阀(即流量调节阀或管道进口阀)关闭情况下开动离心泵。
(2)打开计量槽下阀门，再缓慢开启泵出口阀，排出管2道中气体。
(3)关闭泵出口阀，观察压差计液面是否指零，不指零说明测压导管中有气体，需要重新进行排气调节。
(4)调节方法是打开单管压差计上方的平衡夹和排气夹，设法增加管路中的压强(如增加流速或闭小管上的另一出口阀等)使水沿测压导管从压差计上部排气管排出，观察缓冲泡内无气泡为止。
流体流动流量的测定
转子流量计
（1）构造
是由一段上粗下细旳锥 形玻璃管（锥角为4°左右 ）和管内一种密度不小于 被测流体旳固体转子所构 成。
流体自玻璃管底部流入 ，经过转子和管壁之间旳 环隙，再从顶部流出。
（2）测量原理
①定性分析
锥形玻璃管旳内截面积A1,转子旳最大截面积Af。
流体以u 流入，由A1减小到A=A1-Af，u 增大，转 子上端面旳p0 降低。在转子上、下端面形成压力 差，转子被浮起，因环隙面积A=A1-Af自下而上逐 渐增大，压力差p1-p0降低，压力差等于重力时， 从转子旳悬浮高度直接读取流量数值。
Af
qV Cr A0
2Vf f g
Af
Cr f 转子的形状、Re
一般，当流体经过环隙时旳雷诺数到达一定数 值后，对于一定旳转子和流体 Cr=const
思索： 转子流量计看成一种孔口A0为逐渐变化旳，转子
上、下方旳压力差相当于孔板流量计旳孔板前后旳 压力差旳流量测量设备。
（3）特点 ①恒压差
（4）安装 ①必须确保测量点位于均匀流段。要求测量点旳上
、下游最佳各有50d（d为管径）以上旳直管距离， 至少也应在8d-12d 以上。
②必须确保管口截面严格垂直于流动方向。不然， 任何偏离都将造成负旳偏差。
③测速管直径d0应不大于管径d 旳1/50，尽量降低
能量损失。
（5）特点
①变压差 ②阻力非常小，忽视不计 ③ 不p 会太大，常采用微差压差计
u
2 2
u12
2 p1 p2
能量损失能够忽视不计吗？ ①因为缩脉位置不定，面积A2不懂得 ②未计算两截面之间旳能量损失
怎么处理？
引入一种校正系数C，同步，因为A0已知，用u0替代 u2。
已阅5-化工基础第一章(流速和流量的测量)
2010-5-27
校核Re: 管内的流速
u=
π
qV d12
=
π
4
0.0136 × 0.1252
= 1.1(m /s)
4
管道的Re:
Re =
d1ρu1
0.125×880×1.1 = = 1.81×105 > Re c 0.67 ×103
故假设正确,以上计算有效.苯在管路中的流量为:
qV=48.96 m3/h
A0 d0 2 75 = ( ) = ( )2 = 0.36 A d1 125 1
= 0.67 ×103 Pa s
设Re>ReC,由图1-35查得: C0 = 0.648 由公式可求得苯的体积流量:
Re c = 1.5×105
qV = C0 A0
2Rg(ρ0 ρ)
ρ
2× 0.08×9.81× (13600 880) = 0.648× 0.785× 0.075 880 = 0.0136(m3/s) = 48.96(m3/h)
或
2010-5-27
u u =
2 2 2 1
2p
ρ
对前式的校正: 对前式的校正: ①由于上式未考虑能量损失,实际上流体流经孔板的能量损 失不能忽略不计; ②同时两测压孔的位置也不一定在1-1′和2-2′截面上; ③另外,缩脉位置不定,A2 未知,但孔口面积A0 已知,为便 A A 于使用可用孔口速度u0替代缩脉处速度u2; 所以引入一校正系数C 来校正上述各因素的影响,则上式 变为:
2010-5-27
(4)测速管安装于管路中,装置头部和垂直引出部分都将对 管道内流体的流动产生影响,从而造成测量误差.因此,除 选好测点位置,尽量减少对流动的干扰外,一般应选取皮托 管的直径小于管径的1/50. (5)测速管对流体的阻力较小,适用于测量大直径管道中清 洁气体的流速,若流体中含有固体杂质时,易将测压孔堵塞 ,故不宜采用. (6)测速管的压差读数教小,常常需要放大或配微压计.
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（2）流量的求取： 由速度分布曲线积分 VS udA
测管中心最大流速，由 u umax ~ Remax 求平 均流速，再计算流量。
层流： u 0.5umax 三、安装
（1）测量点位于均匀流段，上、下游各有50d直管距离； （2）皮托管管口截面严格垂直于流动方向； （3）皮托管外径d0不应超过管内径d的1/50，即d0<d/50 。
2
V f g
流体的浮力
16
0′
1′
动能差
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V f ( f )g Af
2
2 (u 0 u12 )
由连续性方程
u0 1 1 A0 A1
2
A0 u1 u0 A1
2V f ( f ) g
A f
CR
2V f ( f ) g
7
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1.6.2 孔板流量计
一、结构与原理
8
动画演示
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二、流量方程
在1-1′截面和2-2′截面间列柏努利方程 (暂不计能量 损失)，得：
p1 1 2 p2 1 2 u1 u2 2 2
2 u2 u12 p1 p2 2
变形得
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1.6 流量的测量
1.6.1 测速管 1.6.2 孔板流量计 1.6.3 文丘里流量计 1.6.4 转子流量计 1.6.5 湿式气体流量计
1
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1.6 流量的测量
1.6.1 测速管（皮托管---Pitot tube）
一、结构
二、原理
管口外A点(有流速)
pA 1 2 & u 2 p
外管B孔处(u=0) pB p
2
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p
1 2 p 1 2 &) u & ( u 2 2
u
.
pA
pB
p
点速度： 即
讨论：
u
.
2p
ห้องสมุดไป่ตู้
2 Rg( 0 )
（ 1 ）皮托管测量流体的点速度，可测速度分布
曲线；
3
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15
微锥形玻璃管， 锥 角约为 4左右
子）直径略小 于玻璃管内径
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二、流量方程
转子受力平衡：( p1 p0 ) Af f V f g 0 在1-1′和0-0′截面间列柏努利方程 2 1 p0 u 0 p1 u12 z1 g z0 g 2 2 2 p1 p 0 ( z 0 z1 ) g (u 0 u12 ) 2 2 ( p1 p 0 ) A f A f ( z 0 z1 ) g A f (u 0 u12 )
动画演示
属差压式流量计； 能量损失小，造价高。
二、流量方程式
VS CV A0
14
2Rg( 0 )
CV——流量系数（0.98～0.99） A0——喉管处截面积
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1.6.4 转子流量计 一、结构与原理
1. 结构： 主要由微锥形管与转子 两部分组成。 转子（或称浮 2. 测量原理： 从转子的悬浮高度 来直接读取流量数值。其 中转子的密度大于流体密 度，即： f
u u
2 2 2 1
2p
问题：（1）实际有能量损失； （2）缩脉处A2未知。
9
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解决方法：用孔口速度u0替代缩脉处速度u2，并引入 校正系数 C0:
u u C
2 0 2 1
2p
由连续性方程
u0
A0 u1 u0 A1
C A 1 ( 0 )2 A1
C0 C 1 (
(3) 测量范围
R VS VS R 孔板流量计的测量范围受 U形压差计量程决定。
三、安装及优缺点
（1）安装在稳定流段，上游l >10d，下游l >5d； （2）结构简单，制造与安装方便 ； （3）能量损失较大 。
13
2
A0 A1
Re d
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1.6.3 文丘里（Venturi）流量计 一、结构与特点
2p
令
10
A0 2 ) A1
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则
u 0 C0
u 0 C0
2p
2Rg( 0 )
2Rg( 0 )
体积流量
质量流量
VS u0 A0 C0 A0
mS C0 A0 2Rg ( 0 )
C0——流量系数（孔流系数） A0——孔面积。
4
湍流：u 0.82umax
.
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四、 Pitot tube的应用
5
我国自行研制生产的歼10战机
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6
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空速管测量飞机速度的原理：
当飞机向前飞行时， 气流便冲进空速管，在皮 托管末端的感应器会感受 到气流的冲击力量，即动 压。飞机飞得越快，动压 就越大。将空气的静压和 动压相比较就可以知道冲 进来的空气有多快，也就 是飞机飞得有多快。
VS 2 CR相同,同刻度时 V S1
1 ( f 2 ) 2 ( f 1 )
1——标定流体 2——被测流体
对气体转子流量计
18
VS 2 VS1
1 2
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三、安装与特点 （ 1 ）永远垂直安装，且为下进、上出， 多安装支路，以便于检修。 （ 2 ）读数方便，流动阻力很小，测量 范围宽，测量精度较高； （ 3 ）玻璃管不能经受高温和高压，在 安装使用过程中玻璃容易破碎。
11
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讨论：
（1）特点：
恒截面、变压差——差压式流量计
（2）流量系数C0 对于取压方式、结构尺寸、加工状况均 已规定的标准孔板
A0 C0 f (Re d , ) A1
d1 u1
Re是以管道的内径d1计算的雷诺数
12
Re d
西北大学化工原理电子课件 A0 当Re >Re临界时，C0 f ( ) A1 Re 临 界 C0 一般 C0=0.6~0.7 值
A f
CR——转子流量系数
体积流量
Vs C R AR 2( f )V f g
A f
17
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讨论： （1）特点： 恒压差、恒流速、变截面——截面式流量计。 （2）刻度换算
标定流体：20℃水（＝1000kg/m3 ）
20℃、101.3kPa下空气（ ＝1.2kg/m3）