标准孔板流量计ppt

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(标准孔板流量计ppt)

首先确定产品为3051CFP的一体化孔板流量计，差压测量，本体材质为316不锈钢，口径和过程连接件根据实际工况需求来决定。孔板选型和变送器连接平台一样是非常重要的，需要严格按照实际测量需求决定，否则会造成误差或者不准。
流量计选型比变送器的选型要复杂多，不仅因为本身性能的复杂性，而且因为对实际工况的准确掌控，幸运的是用户在选型的时候不需要亲自就采集数据，而是把实际工况反馈给技术人员，技术人员会根据用户的需求给出科学的选择方案。
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流体流动阻力和孔板流量计孔流系数的测定,现代基础化工实验中心,一、实验目的,了解管路的组成部分，建立工程化概念。学习流体流动阻力、直管摩擦系数的测定方法，了解流体流动中能量损失的变化规律，掌握摩擦系数λ与雷诺准数Re和相对粗糙度ε/d之间的关系及其变化规律。,学习局部阻力系数的测定方法。学习差压变送器、孔板流量计和涡轮流量计的使用以及标定方法，了解孔流系数C0的影响因素及变化规律。了解数字化仪表、涡轮流量传感器、差压变送器和计算机DCS系统进行数据采集的基本原理和过程。,测定流体流经直管（塑料管和不锈钢管）时的摩擦系数λ，并将λ与雷诺准数Re的关系标在同一张双对数坐标纸上。测定90°弯头（弯管）的局部阻力系数ζ，根据局部阻力实验结果，求出90°弯头（弯管）的平均ζ值。,二、实验任务,采用涡轮流量计来标定孔板流量计的孔流系数C0，并用单对数坐标标绘孔流系数C0与雷诺数Re的关系曲线，与标准孔板流量系数相比较。测量截止阀（或闸阀）全开或部分开启时的局部阻力系数ζ，根据局部阻力实验结果，求出闸阀1/2、1/4开或截止阀全开、1/2开时的平均ζ值。,三、实验原理,局部阻力流体流经管件、阀门等局部地方由于流速大小及方向的改变而引起的阻力。,总阻力,直管阻力流体流经一定直径的直管时由于内摩擦而产生的阻力；,,直管摩擦系数λ的测定,对于同直径的水平管内不可压缩流体流动造成的机械能损失，可由柏努利方程式和范宁公式得到：,,,局部阻力系数ζ的测定,对于不可压缩流体流经管件、阀门等局部地方造成的机械能损失，可由柏努利方程式和范宁公式得到：,,,,,孔板流量计孔流系数C0的测定,,,,,,,四、实验装置及流程,1、3、4、12.球阀2、截止阀5、6.涡轮流量计7.不锈钢直管8.塑料直管9.孔板流量计10.闸阀或截止阀11.90°弯头(弯管)13.闸阀,阻力实验装置流程图,,,主要设备规格：钢管长度：1650mm钢管直径：Φ45mm×3.5mm孔口直径：29.664mm塑料管长度：2000mm塑料管直径：Φ50×5mm,五、实验操作过程,检查各有关阀门（包括测压口阀门）是否符合要求；在管路有水的情况下，检查SP1151智能压差变送器两端是否有气泡，有气泡要及时排气。调节大回路截止阀2的开度，改变不同的流量，记录有关数据；关闭大回路阀门2，实验结束。,六、实验注意事项,在所测流量范围内（3～11m3/h），测点不得少于8个，并注意测点间隔基本均匀；当流量<6m3/h时，应适当关小球阀12的开度，保证整个管路满管流，保证气体不进入压差变送器；在测取数据过程中，每次调节阀门改变流量时，应力求变化缓慢些，不要大起大落，以免流量突然改变，引起额外扰动。,七、实验报告要求,实验前必须进行预习并完成相应的预习报告；将处理后的数据填写在数据记录表中；计算出的数据必须有示例演算；根据实验结果在坐标纸中绘制Co-Re，λ-Re图；得出实验结论并进行相应的讨论。,八、思考题,为什么要排除压差计中的气泡？如何排除？本实验用水为介质做出的λ与Re的曲线，对其它流体能否使用？为什么？孔流系数C0与哪些因素有关？本实验是测定等直径水平直管的流动阻力，若将水平管改为流体自下而上流动的垂直管，从测量两取压点压差读数到Hf的计算过程和公式是否与水平管路完全相同？,涡轮流量计测量流量的原理是什么？根据实验装置，如何设计一个高阻和低阻的并联管路系统，并如何验证两分支管路中流量的分配规律？从教材中可查到，90°标准弯头的局部阻力系数ζ=0.75,90°弯管的局部阻力系数ζ≈0.175,你的实验结果如何？ζ随着雷诺准数Re的改变变化大吗？,
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北京化工大学化工原理实验流体阻力实验北京化工大学化工原理实验报告实验名称流体阻力实验班级姓名学号序号同组人设备型号实验日期一、实验摘要本实验使用UPRSⅢ型第4套实验设备，通过测量不同流速下水流经不锈钢管、镀锌管、层流管、突扩管、阀门的压头损失来测定不同管路、局部件的雷诺数与摩擦系数曲线。确定了摩擦系数和局部阻力系数的变化规律和影响因素，验证在湍流区内λ与雷诺数Re和相对粗糙度的函数。该实验结果可为管路实际应用和工艺设计提供重要的参考。关键词摩擦系数，局部阻力系数，雷诺数，相对粗糙度二、实验目的1、测量湍流直管的阻力，确定摩擦阻力系数。2、测量湍流局部管道的阻力，确定摩擦阻力系数。3、测量层流直管的阻力，确定摩擦阻力系数。4、验证在湍流区内摩擦阻力系数λ与雷诺数Re和相对粗糙度的函数5、将所得光滑管的λ-Re方程与Blasius方程相比较。三、实验原理1、直管摩擦阻力不可压缩流体在圆形直管中做稳定流动时，由于黏性和涡流作用产生摩擦阻力。此外，流体经过突然扩大、弯头等管件时，由于运动速度方向突然变化，也会产生局部阻力。利用量纲分析的方法，流体流动阻力与流体的性质、流体流经处的几何尺寸、流体的运动状态有关，可表示为引入无量纲数群雷诺数相对粗糙度长径比从而得到令，则可得阻力系数与压头损失之间的关系，这种关系可通过实验测得。（1）式中直管阻力J/kg，被测管长m，被测管内径m，平均流速m/s，摩擦阻力系数。根据机械能衡算方程，实验测量（2）对于水平无变径直管道，结合式（1）与式（2）可得摩擦系数测量当流体在管径为d的圆形管中流动时选取两个截面，用U形压差计测出这两个截面的压强差，即为流体流过两截面间的流动阻力。通过改变流速可测出不同Re下的摩擦阻力系数，这样便能得到某一相对粗糙度下的关系。由前人经验，当在范围内时，其关系满足Blasius关系式，在层流范围内满足线性关系，见表1。表1摩擦阻力系数与雷诺数关系400011858804000Re临界点临界点以上水力光滑管\粗糙管\2、局部阻力（3）将局部阻力系数，平均流速u，代入方程即可确定局部阻力。式中与局部结构关系见表2表2局部阻力系数与局部结构关系（Re4000）结构突扩管截止阀球阀常数常数对于水平放置条件，根据式（1）（3）可得局部阻力系数计算式为（无变径）和（有变径）式中，p1p2为上下游截面压强差，u1u2为平均流速，ρ为密度四、实验流程与设备图1流体阻力实验带控制点工艺流程1-水箱；2-水泵；3-涡轮流量计；4-主管路切换阀；5-层流管；6-截止阀；7-球阀；8-不锈钢管；9-镀锌钢管；10-突扩管；11-流量调节阀（闸阀）12-层流管流量阀（针阀）13-变频仪实验介质水（循环使用）研究对象不锈钢管，l1.500m,d0.021m;镀锌管，l1.500m,d0.021m;突扩管，l10.020m,d10.016,l20.280m,d20.042;截止阀，DN20,d0.021m;球阀，DN20,d0.021m;层流管，l1.500m,d0.003m;仪器仪表涡轮流量计，LWGY-25型，0.610m3/h,精确度等级0.5；温度计，Pt100,0200℃,精度等级0.2压差传感器，WNK3051型,-20100kPa,精度等级0.2显示仪表AI-708等，精度等级0.1。变频仪西门子MM420型。其他计算机数据采集和处理，380VAC220VAC五、实验操作1、准备1）打开电脑，启动“流体阻力实验”软件。2）连接数据线，并按照要求正确安装相应驱动。2）按下控制柜绿色按钮开启控制柜，至实验结束再按下红色按钮关闭。4）开泵，关闭流量调节阀，按变频器上的绿色按钮开启泵，降频至25Hz。5）主管路排气全开流量调节阀、压差传感器排气阀，再关闭流量调节阀约10秒。6）测压管线排气打开全部测压阀、压差传感器排气阀，查看Δp孔板。7）再次打开传感器排气阀，10秒后关闭，重复多次至零点不变，记录Δp孔板。2、不锈钢管实验1）重复准备过程的7）并记录Δp孔板。2）打开不锈钢管测量管路切换阀，测压阀。3）打开流量调节阀从小到大调节流量，3.5m3/h以上通过变频器调节，记录数据。3、镀锌管实验1）重复准备过程的7）并记录Δp孔板。2）打开镀锌管测量管路切换阀，测压阀。关闭其他切换阀、测压阀。3）打开流量调节阀从小到大调节流量，3.5m3/h以上通过变频器调节，记录数据。4、球阀、截止阀实验1）重复准备过程的7）并记录Δp孔板。2）打开球阀、截止阀测量管路切换阀。关闭其他切换阀、测压阀。3）打开球阀两端的测压阀。4）打开流量调节阀从小到大调节流量，3.5m3/h以上通过变频器调节，记录数据。5）关闭球阀两端测压阀，开启截止阀两端测压阀，重复上述过程，记录数据。5、层流管实验1）重复准备过程的7）并记录Δp孔板。2）降低水泵频率。3）关闭其他切换阀、测压阀。全开层流管流量阀。4）调节层流管路出口阀，改变管路压降，用量桶测量一定时间内流出的液体量，并记录其重量。6、结束实验，关闭全部阀门，通过变频器关泵，关闭控制柜。六、实验数据表格及计算举例1、湍流不锈钢管数据表ΔP0/kPal/md/mε/mm0.081.5000.02050.02序号水流量qv/m3h-1管路压降Δp/kPa水温度t/℃水密度ρ/kgm-3水粘度μ/Pas水流速u/ms-1雷诺数Re摩擦系数λλblasius10.600.3719.5998.21.005E-030.51102870.0310.03120.850.6219.5998.21.005E-030.72145730.0290.02931.000.8019.5998.21.005E-030.84171450.0280.02841.311.2519.5998.21.005E-031.10224590.0260.02651.581.7219.5998.21.005E-031.33270880.0250.02561.982.5419.5998.21.005E-031.67339460.0240.02372.543.9419.5998.21.005E-032.14435470.0230.02283.005.2619.6998.21.005E-032.53514340.0220.02194.059.0619.6998.21.005E-033.41694350.0210.019104.9813.2819.7998.21.005E-034.19853800.0210.019116.0118.6820.0998.21.005E-035.061030390.0200.018127.3027.0220.2998.21.005E-036.151251550.0200.017计算示例以第一组为例1）流速2）雷诺数3）摩擦系数4）理论摩擦系数2、湍流镀锌管数据表ΔP0/kPal/md/mε/mm0.071.5000.02200.10序号水流量qv/m3h-1管路压降Δp/kPa水温度t/℃水密度ρ/kgm-3水粘度μ/Pas水流速u/ms-1雷诺数Re摩擦系数λλblasius10.590.3321.0998.21.005E-030.4394260.0410.03220.780.4821.1998.21.005E-030.57124610.0370.03030.950.6621.2998.21.005E-030.69151770.0360.02841.291.0521.2998.21.005E-030.94206080.0320.02651.601.5021.2998.21.005E-031.17255610.0310.02561.962.1221.2998.21.005E-031.43313120.0290.02472.483.2021.2998.21.005E-031.81396190.0280.02283.024.5521.4998.21.005E-032.21482460.0270.02194.007.5321.6998.21.005E-032.92639020.0260.020104.9611.2321.9998.21.005E-033.63792390.0250.019115.9515.7222.0998.21.005E-034.35950550.0240.018127.2723.0822.5998.21.005E-035.321161420.0240.017计算示例以第一组为例1）流速2）雷诺数3）摩擦系数4）理论摩擦系数3、湍流突扩管数据表ΔP0/kPal1/md1/ml2/md2/mε/mm0.050.0200.01600.2800.04200.02序号水流量qv/m3h-1局部压降Δp2-1/kPa水温度t/℃水密度ρ/kgm-3水粘度μ/Pas水流速u1/ms-1水流速u2/ms-1雷诺数Re1局部阻力系数ζζ理论值12.001.1822.6998.21.005E-032.760.401439330.830.7322.982.6422.6998.21.005E-034.120.598654600.830.7334.004.7622.7998.21.005E-035.530.802878660.820.7344.987.4822.7998.21.005E-036.880.4000118588.820.73计算示例以第一组为例1）流速2）雷诺数3）局部阻力系数4）理论局部阻力系数4、湍流截止阀全开ΔP0/kPad/m0.050.0205序号水流量qv/m3h-1局部压降Δp/kPa水温度t/℃水密度ρ/kgm-3水粘度μ/Pas水流速u/ms-1雷诺数Re局部阻力系数ζ12.0313.8423.1998.21.005E-031.71348039.4623.0029.9023.1998.21.005E-032.53514349.3733.9451.1023.1998.21.005E-033.32675499.29计算示例以第一组为例1）流速2）雷诺数3）局部阻力系数5、湍流球阀（全开）ΔP0/kPad/m0.050.0205序号水流量qv/m3h-1局部压降Δp/kPa水温度t/℃水密度ρ/kgm-3水粘度μ/Pas水流速u/ms-1雷诺数Re局部阻力系数ζ11.981.2323.0998.21.005E-031.67339460.8522.962.5423.0998.21.005E-032.49507480.8033.944.1823.0998.21.005E-033.32675490.75计算示例以第一组为例1）流速2）雷诺数3）局部阻力系数6、层流管数据表ΔP0/kPal/md/m0.051.5000.0030序号水质量/g时间/s管路压降Δp/kPa水温度t/℃水密度ρ/kgm-3水粘度μ/Pas水流量qv/Lh-1水流速u/ms-1雷诺数Re摩擦系数λλ理论值124.060.030.3823.1998.21.005E-031.440.061690.4130.380245.059.970.5823.1998.21.005E-032.700.113160.1880.202386.759.800.9823.1998.21.005E-035.220.216110.0880.105462.229.961.4023.3998.21.005E-037.470.298760.0630.073586.729.951.9423.5998.21.005E-0310.420.4112210.0450.0526124.130.282.9424.0998.21.005E-0314.750.5817290.0340.0377171.330.036.0025.1998.21.005E-0320.540.8124060.0370.027计算示例以第一组为例1）流量2）流速3）雷诺数4）摩擦系数5）理论摩擦系数七、实验结果作图及分析实验结果关系曲线1、对光滑管与粗糙管的实验结果分析通过实验测出的光滑管（不锈钢管）的关系曲线与Blasius理论得出的曲线在Re临界值之前十分接近，验证了Blasius公式在Re4000至临界值区间上与实际情况吻合得较好。当雷诺数继续增大后，阻力系数逐渐趋近于一个定值，此时实验曲线开始向上偏离理论曲线。对于粗糙管（镀锌管），其关系曲线形态与光滑管大体相似，同等条件下粗糙管的阻力系数比光滑管的大，这表明摩擦阻力系数不仅随雷诺数的变化而变化，其大小还与管道的相对粗糙度有直接关系。此外，粗糙管的关系曲线与理论曲线偏离明显，表明Blasius公式对水力光滑管更加适用，而不适用于粗糙管。2、对层流管的实验结果分析总体上，层流管的数据点在层流区大体落在理论曲线附近，呈线性分布，但随着流速增加，曲线较理论线有向下偏离，这与测量过程中的误差有一定关系，对此可通过延长测量流量的时间并在每次改变流速后多稳定一段时间，让管内流动更趋近于稳态来提高测量的稳定性。3、对突扩管的实验结果分析在突扩管试验中，得出不同流速下（湍流），突扩管的局部阻力系数大体相同，较理论值偏高，这很可能是由于局部件长时间使用后有一定程度的损耗造成的，但对于一定状态下的同一种局部件，其局部阻力基本为定值。4、对球阀与截止阀的实验结果分析从实验数据上看，两种局部件的局部阻力系数随流速的增加略有下降，但幅度不大，相较而言，同种情况下，球阀的局部阻力系数远小于截止阀，这与其结构密切相关，八、思考题1）在测量前为什么要将设备中的空气排尽怎样才能迅速排尽主管路中如存在气体会影响流体流动的连续性，破坏本实验进行的前提条件，测量管路中存在气泡会使测量值出现很大的波动，都将严重影响实验的真实性和准确性，因此必须尽可能排尽。可通过加大液体流速，并增大排气通道加快排气。2）在不同设备不同温度下测定的数据能否关联在一条曲线上不能，一条关系曲线描述了同一设备在一定时间的阻力系数与通过流体流动状态间的关系，设备的特性不同，其曲线也不同，对同一设备，使用时间不同，也会对其造成一定影响。不同设备的数据不能关联在一起。而同一设备不同温度下测定的可以关联，温度影响流体的黏度与密度，即影响Re值，对设备特性影响不大。3）以水为工作介质测得的关系能否适用于其他类型的牛顿流体为什么可以，牛顿流体具有相似的流动性质，以水测得的关系曲线同样适用于与其相似的牛顿流体，液体密度黏度不同会在雷诺数中体现，而不会影响关系。4）如果同一根不锈钢管按下图三种方式放置，则阻力hf1，hf2，hf3为多少R1,R2,R3是否相等，为什么,,由直管阻力公式，阻力系数、管长、直径、流速均相同，Hf相等，R1R2R3。5）伯努利方程与机械能衡算式有什么关系他们的适用条件是什么机械能衡算适用于所有流体。伯努利方程只适用于定态流动的理想流体，是机械能衡算式的一种导出式。流体阻力演示实验记录表1截面2截面3截面4截面位头（Pa）4000118588静压头（Pa）40001185881600速度头（Pa）4000118588机械能（Pa）40001185882030液体通过管路时存在摩擦阻力，通过不同的管路、管件时所受到的阻力不同。流型不同。-10-
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五、可直接更换孔板
其与孔板具有相同的使用方法和外形，因而能够直接进行更换，不需要任何配管的改动和有关外表的更改，很合适全厂动力计量改造中将孔板改为平衡流量计。(拓展阅览...V锥流量计)
六、流量丈量计划宽
依据实验作用，咱们了解到：平衡流量计的功用，使其流速能够从最小到音速；其最小雷诺数可低于200，雷诺数大于107；β值可选0.25～0.90。(拓展阅览...V锥流量计)
七、长时间安稳性好
由于其紊流剪切力的显着减小，大幅度降低了介质与节省件直接的冲突，其β值长时间坚持不变，全部外表无可动部件，因而能够长时间坚持安稳性。(拓展阅览...V锥流量计)
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3、法兰取压标准孔板：
属标准孔板。它不论管道直径大小，其上、下游取压孔中心均位于距孔板两侧端面各式各1时（25.5mm）处，炼油系统普遍采用此种形式。
4、径距取压标准孔板：
属标准孔板。取压方式为管道取压。上游取压孔中心位于孔板前面一倍管道内径处。下游取压孔中心位于距离孔板后端面为管内径之半的地方。
5、小口径孔板：
属非标准孔板。用于测量10毫米至50毫米管径内流体的测量。
6、双重孔板：
是由相互按一定距离安装在直管道中的两块标准孔板组成。依流束方向而言，前面的孔反称为辅孔板，后面的孔板称为主孔板。辅孔板的截面比m1大于主孔板的截面比。两块孔板构成了类似带液壁的喷咀。它用于低雷诺数流体或高粘度的流量测量。
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