1前言
轉子流量計(ji)是實驗中常用來(lái)測定液體或氣體(ti)流量的一種計量(liang)⭐器具,它在工業及(ji)科研實驗中應用(yòng)已有一百五十多(duō)年的🔴曆史。以其結(jie)構簡單、讀取流量(liàng)方便、且又㊙️不易發(fā)生故障🌈而爲人們(men)所樂于采用。在有(you)關教材和資料對(duì)轉子流量計的計(ji)算式中川,當用同(tóng)一個轉子流量計(ji)測量不同液體時(shi),有一個⛷️密度的修(xiu)正♍式,但未見在對(dui)不同粘度液體的(de)流量測定中♋加以(yi)修正,在本實驗中(zhong)用轉子流量計測(cè)🏃♀️定乙酸乙醋和丁(ding)内醋的流量時,發(fā)現從轉子流量計(ji)上讀得的流✍️量與(yǔ)實際流量相差懸(xuán)殊。如果按密度進(jìn)行修⭐正,乙酸乙醋(cu)、丁内醋與水的密(mì)度相差不多(5%一10%),其(qi)修正值很小。因此(ci)在使用轉子流量(liang)計時必須重視液(yè)體粘度對轉子流(liu)量計讀數的影響(xiǎng).
2實驗結果
轉子流(liú)量計常見的轉子(zǐ)形狀如圖1所示,左(zuo)邊圖形的轉子用(yòng)廣泛,爲錐形轉子(zǐ);右邊的圖形爲圓(yuan)珠形,爲球♉形轉子(zǐ)。用這兩種轉子流(liú)量計,經過測量,得(dé)到下列較爲幾個(ge)典型的🧑🏽🤝🧑🏻圖例。在錐(zhui)型轉子流量計中(zhōng),粘度爲0.52mpa.s、密度爲900kg·m-3’的(de)液體乙酸乙醋的(de)實測結果見圖2,粘(zhan)度爲1.gmPa·s、密度爲1050kg·m-3的丁(dīng)内醋的實測結果(guǒ)見圖3,圖中所示的(de)密度修正流量曲(qu)線指的是僅以密(mì)度進行修正的曲(qǔ)線㊙️,其修正公式爲(wei)。

式中:VS′—實際的體積(jī)流量:Vs—流量計顯示(shì)的體積流量;ρ—水☁️的(de)密度;ρf—轉🧑🏾🤝🧑🏼子材料的(de)密度;ρ′—被測流體的(de)密度。由圖可知,在(zài)錐形轉子流量計(ji)中,粘度小(大)于水(shuǐ)的液體其實際流(liu)量值要比理論流(liú)量值大(小),且🔱兩條(tiáo)曲線基本平行,實(shí)際流量的線性度(du)較好。
用球形轉子(zǐ)流量計測量乙酸(suan)乙醋的結果見圖(tú)4,由⛹🏻♀️圖📧可知,球形轉(zhuan)子流量計的這種(zhong)類型,粘度對其的(de)影響非常之大🚩,且(qiě)實際流量的線性(xìng)度也極差。所以在(zài)實驗🏃♀️中絕對不可(kě)忽視粘度對示值(zhí)的影響。


3對問題的(de)簡析
轉子流量計(ji)的原理如圖5所示(shi),爲一微呈倒錐形(xing)玻璃管與轉子組(zǔ)成,由于流體穿過(guò)轉子與壁的環隙(xì)時速度增大造成(cheng)轉子下面與上面(mian)的壓差使轉子上(shàng)浮。在⭕用柏努✌️利方(fāng)程💃🏻推導時先忽略(luè)了流體穿過環隙(xì)的阻🚶力,然後引人(ren)了涉及轉子形狀(zhuang)和阻力損失(即粘(zhān)度的影響)的校正(zhèng)🔴系數C,,即

式中:Vf—轉子(zi)體積;Af—轉子最大截(jie)面積;Ao—轉子所處位(wei)置的環隙面積(即(ji)所處玻璃管截面(mian)積與Af之差)。對于一(yī)定形狀的轉子,CR就(jiu)📞取決☂️于阻🌈力損失(shi),
不同粘度的液體(ti)通過環隙時阻力(li)可以相差很大,因(yīn)而測量時的讀數(shù)與實際值有明顯(xiǎn)偏差,粘度對阻力(lì)🎯損失的影響體現(xian)在求取環隙阻力(lì)系數ζ的雷諾數Re。中(zhōng)📱(爲與管🔆道流體的(de)雷諾數進行區分(fen),特将環隙流體的(de)📱雷諾數用Re。表示),盡(jìn)管在有關教🐉材中(zhōng)對不🐆同轉子類型(xíng)的CR與Re。之間有圖可(ke)查,但要找到流量(liang)測定值與液體粘(zhān)🌈度的關系就不如(ru)密度變化那麽簡(jian)單了。
對于一定形(xíng)狀的轉子,式(2)中的(de)CR可由圖6所示曲線(xian)查得🐇。從圖可看出(chu),随着Re。的增大,CR的增(zēng)大由陡峭而逐漸(jiàn)平緩;當Re。超過一定(dìng)值後, CR就基本不變(biàn)了定義該值爲Reoc。所(suǒ)以當流體通過轉(zhuan)子📞與壁間🥰環隙的(de)Re。超過Reoc後,可以🌈認爲(wèi)CR是一常數,因此當(dāng)Reo> Reoc後,液體粘度的變(bian)化不會對讀數産(chǎn)生影響,不必對粘(zhān)度的變化進行修(xiū)正;當Reo<Reoc時❤️,液體粘度(dù)的變化對讀數的(de)影響是很明顯的(de),必須加以校正,但(dan)是粘度的變🐆化與(yu)密度的變化不同(tong),後者✂️的修正很簡(jiǎn)單,一般教材上都(dou)有修正式,而粘度(du)則無法用簡單的(de)計算式來表示,因(yīn)爲一方面實際操(cāo)作時很難計算Re。,另(lìng)一方面沿轉子流(liú)量計上下的⚽Re。也是(shì)不同的。因此當Re。<Reoc,時(shi)隻💛能用實際液體(ti)加以标定。


本實驗(yàn)中乙酸乙醋、丁内(nei)醋和水,它們的密(mì)度相差不大,而轉(zhuǎn)🈚子☀️流量計同示值(zhi)刻度上的實際流(liu)量卻🏃🏻相差很大,圖(tu)6所示曲線可以判(pàn)斷出:在實際操作(zuo)中Re。一定工作在小(xiǎo)于或遠小于Re。。的區(qū)域範圍中。
4結論
粘(zhan)度對轉子流量計(ji)示值所産生的影(yǐng)響不可忽視,所以(yǐ)💘在實✉️驗之前,對不(bú)熟悉的介質一定(dìng)要首先對流量計(ji)進行計量校對,根(gēn)據作出的實際流(liú)量曲線再繼續下(xia)一步實驗,以免造(zao)成不必要的實驗(yan)誤差。
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