化工原理实验报告
Experimental Report of Principle of the Chemical Engineering
实验题目
Topic of experiment 孔板流量计的校核试验
班级 组
Class___15级化工(2)____ Group 二
姓名
Name
日期
Date___2017.10.26____
上海师范大学生环学院化学系
SHANGHAI NORMAL UNIVERSITY
LIFE AND ENVIRONMENTAL SCIENCE COLLEGE
DEPARTMENT OF CHEMISTRY
一、 实验目的(Purpose of experiment)
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(Summary of theory)
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d1,孔板锐孔直径为d0,流体流经孔板前后所形成的缩脉直径为d2,流体的密度为ρ,则根据柏努利方程,在界面1、2处有:
考虑到实验误差及能量损失等因素,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
则
根据
或
式中:
三、 设备和流程图(Equipment and Floe Chart Equipment)
实验装置 如图2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2 流量计校合实验示意图
四、 实验步骤(Procedures of Experiment)
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12个数据点,前密后疏。
4. 测量流量时应保证每次测量中,计量桶液位差不小于100mm或测量时间为1min。
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(m3/h);
(2)根据
(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
(4)根据
(5)在坐标纸上分别绘出孔板流量计的
五、 原始记录(Original records)
计量桶底面积为0.1㎡
序号 | 流量V m3/h | 水温t℃ | 压差mmH2O | |
时间s | 高度 ㎝ | |||
1 | 60 | 4.25 | 27 | 14 |
2 | 60 | 6.1 | 27 | 26 |
3 | 60 | 8 | 27 | 44 |
4 | 60 | 8.7 | 27 | 63 |
5 | 60 | 10.8 | 27 | 100 |
6 | 60 | 11.8 | 27 | 117 |
7 | 60 | 13.2 | 27 | 150 |
8 | 60 | 14.3 | 27 | 168 |
9 | 60 | 18 | 27 | 292 |
10 | 60 | 21 | 27 | 406 |
11 | 60 | 23.1 | 27 | 483 |
12 | 60 | 25.5 | 27 | 615 |
查文献数据得27摄氏度下纯水密度
粘度μ=0.8545(Pa)
六、 数据处理及结果(Simple calculations and Results)
计算示例,以序号1为例:
1) 流量V=底面积
2) 流速
3) 孔板压降△P=
4) 孔流系数C0==
5) 雷诺数
序号 | 流量V m3/h | 流速u0 m/s | 孔板压降△P Pa | 孔流系数 | 雷诺数Re |
1 | 0.255 | 0.392 | 136.788 | 0.749 | 7191.168 |
2 | 0.366 | 0.563 | 254.036 | 0.789 | 10321.44 |
3 | 0.480 | 0.738 | 429.906 | 0.795 | 13536.32 |
4 | 0.522 | 0.803 | 615.548 | 0.723 | 14720.74 |
5 | 0.648 | 0.997 | 977.060 | 0.712 | 18274.03 |
6 | 0.708 | 1.089 | 1143.160 | 0.719 | 19966.07 |
7 | 0.792 | 1.218 | 1465.590 | 0.711 | 22334.92 |
8 | 0.858 | 1.320 | 1641.461 | 0.727 | 24196.17 |
9 | 1.080 | 1.662 | 2853.015 | 0.695 | 30456.71 |
10 | 1.260 | 1.939 | 3966.864 | 0.687 | 35532.83 |
11 | 1.386 | 2.132 | 4719.200 | 0.693 | 39086.12 |
12 | 1.530 | 2.354 | 6008.919 | 0.678 | 43147.01 |
孔板流量计C0-Re关系图
孔板流量计C0-Re关系单对数坐标图
七、 结果及讨论(Results and Discussions)
讨论:由Co随Re的变化趋势图可知,孔板流量计的孔流系数Co随Re的增大而减小。随着雷诺数的增加,C0减小的趋势也递减。但总体来说与教材图1-33出入较大。原因可能是压差计量程所限,曲线后半段的直线实验未能测得表示,以及操作误差导致数据不精确。
思考题
1.孔流系数与哪些因素有关?
答:孔流系数由孔板锐口的形状、测压口的位置、孔径与管径之比和雷诺准数有关。
2.本实验中水箱实际上起到那种测量仪表的作用?
答:本实验中,通过测算单位时间内水箱内液面升高的高度来计算体积流量,因此水箱起到流量计的作用。
3.测量主管道内有空气会对实验结果影响吗?为什么?
答:会。因为管道内有空气,则管道内流体就不是纯物质,而是气液混合物,其相应密度、粘度等物性也会发生改变。
4.从实验中,可以直接得到R-V的校正曲线,经整理也可以得到C0-Re的曲线,这两种表示方法各有什么优点?
答:C0-Re的曲线表示方法更直接、更准确,
成绩评定
指导教师(Instructor)_______________
年 月 日
本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/a169e8bd30b765ce0508763231126edb6e1a766d.html
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