流量计校核实验装置的改造_张言文

第巧卷第1期197年6月北京轻工业学院学报」OURNALOFBEIJINGn阅5111,UTEOFLIGHTE习1〕USTRYV6】.15N心」Un.1997流量计校核实验装置的改造张言文赵华王启东(北京轻工业学院化学工程系,北京100()37)摘要流量计校核实验具有广泛的实用性,介绍了对原有流量计校核实验装笠进行分析,并采取改造措施,使长期不能使用的实验装置投入使用,并收到了良好的效益.关键词流量计;流量测量;校核;改造分类号TQ(巧6.1流体流量测量是化工厂及实验室的常见操作川,在连续化装置中,通常采用孔板流量计、文丘里流量计来测量流体流量.不管是购置定型流量计(尤其在使用一段时间之后)或是自行设计、加工的流量一计,在使用之前,必须对其进行校核实验以获得实用的流量计参数(主要是孔流系数oC、vC)`’].因此,流量计校核实验具有广泛的实用性.目前已有的连体流量计校核实验装置,由于设计上存在问题,不能正常操作,难以投人使用.根据流量计测量原理以及工程流体力学有关理论,对装置流程进行分析,并采取相应的改造措施,以使该装置能正常投人使用.1实验原理及原实验装置存在问题分析流量计校核实验装置主要用于测试工业上常用的孔板流量计、文丘里流量计的孔流系数co和流量系数vC,从流体流量测量原理知道【’l,对孔板流量计有,`,.l.JZgR。(P`一P)P尸...ILAoC一sQco一Q·{介。「鲤垮皿}”’)对文丘里流量计有“一C一}里笋丝」’`’vc一。,{(*}一兰丛譬二二丝」’`’)收稿日期:l卯7一02一筋第巧卷第1期张言文等:流量计校核实验装置的改造79其中Qs一管内流体流量,m,s/CO,C、一孔板、文丘里流量计孔流系数,因次为1A。一流量计喉部截面面积,耐R。、Rv一测量孔板、文丘里流量计压差的U形管压差计的读数(压头差,压差计指示液为汞),mp`、p一指示液、被测流体密度,gk/耐上面式中,装置内流体的流量可以采用容积法测定,即Qs=刀△h/A:m,/S其中△h—计量槽水位高度,m△T—计量槽水位上升△h高度所需时间,s刀一计量槽上升lm的液体量,m,m/孔板流量计的永久压头损失为h永久=R(P’一P)/P`m其中R—测永久压头损失的U型管压差计读数(压头差),m由上述原理可知,流量Q:的测量误差以及U型管压差计读数误差大小将直接影响被测参数oC、vC的精度.原实验装置结构及流程如图1所示.孔板流量计文丘里流量计U形管压差计计量槽液面计排地沟图1原实验装置结构与流程1.由于两套实验装置对称连体,共用一个自来水源供水,通过三通管和两个调节阀门分流,是一个典型的分支管路系统.由工程流体力学原理知道14〕,要使两套实验装置的流量试长互不干扰,必须要使主管路流动阻力相对于两分支管路流动阻力非常小(可以忽略),否则必然80北京轻工业学院学报1卯7年6月要产生一定的干扰误差.而实验室内的自来水管(内径为.0O4lm)经从总管引人实验室并铺设,已有可观的流动阻力.因此,根本不能满足这种要求.在操作中发现当两套实验装置同时操作时,其中一套装置调节流量时,对另一套装置产生干扰,不能维持稳定流量.2与孔板流量计、文丘里流量计相连的U型管压差计,没有设置排气装置.这会使装置开始操作时,测压口与U型管两支管间存留气体无法排除,而使U型管两支管液面不在同一水平面上,造成较大的读数误差,严重影响流量系数的测试精度.3.原实验装置用自来水作为实验介质,经流量槽计量后排人地沟,造成自来水的浪费.经估算,如果按9个教学班计,三个人一个实验小组,做一次实验需消耗自来水近lot.2改造方案拟定及装置安装为解决上述几个问题,采取了如下措施:(l)将实验装置稍向上抬高,在其下方安放一个循环水箱,用两台离心泵分别向两套实验装置供水.采取该措施后,使两套连体装置各自独立,解决了操作中相互干扰问题.同时水可以循环使用,节省了大量用水.由于设计时将水箱及离心泵均置于实验装置底部,没增加占地面积,装置整体结构紧凑(2)在各U型压差计与孔板流量计、文丘里流量计测压口相连处,安装了三通排气装置,实验开始时可以进行系统排气操作,以保证读数的准确性.(3)将进人流量计量槽的倒U型排液管旋转90“,置人带有格栅分布板的区域内,使排出液体经分布板流人槽中,以减少冲击而引起的液面计读数波动,使液面读数误差减小.(4)增加了一个测定孔板流量计永久压差损失的U型压差计.经改造的实验装置结构及流程如图2所示.}}_}…{一11一一}曰司掣m.~}I`-1.,.一l二1.一Ire…….,,一刊坦{{…{}}}…}.l循环水箱}i面l量计槽排水管图2改造后的实验装置结构及流程第巧卷第1期张言文等:流量计校核实验装置的改造3测试结果对改造后的实验装置进行验收测试,并且正式投人了使用.实际操作表明改造