管柱式流量计的标定及经验公式的获取

管柱式流量计的标定及经

验公式的获取

指导老师： 毛根海 实验成员： 陆俊 吉桥伟 陈延君 章忠华 班 级: 土木工程市政班 岩土班 实验日期: 2003年12月 7日

管柱式流量计的标定及经验公式的获取

一、实验目的： 通过测定流量系数，掌握管柱式流量计量测管道的流量技术，并根据实验数据反演得到经验公式。

二、实验装置：见图1，2，3

说明

1、 本实验采用电子量测仪压差计如图。而读取过水断面得平均压强，本实

验在测量管道上开了若干个均压孔。

2、 本实验的流态是紊流，由紊流的流速理论可得：

在流速在5升/秒~~80升/秒，由计算机曲线拟合得布孔数和间距，把半径分成13段，第一个孔离上管壁（1/13）R，第二个孔离第一个孔(2/13)R，第三个孔离第二个孔（2/13）R,第四个孔离第三个孔（4/13）R, 如图。 3、 读取流量则用的是超声波流量计。设计原理是利用两次超声波发射和接

受时间差来确定流量。

三、实验原理： 高压区：Z+P/r + av2/(2g) -----迎流面； 低压区：Z+P/r -----背流面；

2所以： ?H??V2/(2g ) ; 而 V?4Q/? ) (d所以： Q??d22g?H/?/4

现令 K??d22g/?/ 4

所以 Q?K?H

本次实验方法就是通过测量多组Q和H值，得出k值，从而总结出经验公式。

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四、实验方法和步骤：

1． 准备：熟悉实验装置。

2． 本实验分三阶段：第一阶段，开启水泵，向上水池输水。用体积法去标

定超声波流量计，用测针测量上水池的水位变幅值及用秒表记录相应时间，同时记下电子量测仪压差计的读数H，和超声波流量计读数Q，从而校正超声波流量计。经过多次校正，最终使超声波流量计满足精度要求。利用探针法测流量，是在长时间t下测量水量Q，由于时间较长，故测得的流量非常精确。

3． 第二阶段，用超声波流量计标定管柱式流量计，设置管柱式流量计的目

的是以管柱式流量计监视超声波流量计可能产生的时漂误差，以便随时标定之。

4． 第三阶段，实验得出经验公式。

5． 第一次开启水泵k阀，排除空气，阀开的小，时间要短。

6． 关闭阀门k，等5~~6分钟，使管内水流稳定，调零电测压计。

7． 5开阀门k 30秒后，利用利用校正好的超声波流量计测量流量Q，同时

利用电测压计测定H，逐步开大阀门，增大流量，同时记下不同的Q和H。每次读取流量时要确定管柱式流量计稳定后再读数。

8． 实验结束并整理数据, 总结经验公式。Q?K?H

五、实验成果：

Q H 0.01272 0.07 0.02295 0.22 0.0316 0.43 0.04031 0.7 0.0552 1.35 0.0644 1.8 0.08479 3.38

h

0.014 0.044 0.086 0.14 0.27 0.36 0.676

0.11832159 0.20976177 0.29325756 0.37416573 0.51961524

0.6

0.82219219 k~average

?Hk

0.107503621 0.109409832 0.107755106 0.107733007 0.10623245 0.107333333 0.10312674 0.107013441 Q回代 0.012662001 0.022447329 0.031382501 0.040040763 0.055605815 0.064208065 0.087985616

(Q回代-Q)/Q% -0.455966223 -2.190288633 -0.688287234 -0.667915653 0.735172231 -0.298036335 3.768859053

所以经验公式是： Q?0.107013441?H ;

六、讨论与分析：

1．造成实验误差的原因是什么？

这次实验由于采用的仪器为电子仪器，因此，在读数上有一定的误差，特别在读高差H时，精度不够；同时，由于读取高差与流量的取点具有一定的距离，存在沿程能量损失，造成读取的流量比实际的稍小；同时由于压差计读取压强是由几个取压孔读取作为他的平均值，显然，这与实际值存在误差。同时，若读取数据时没消除时漂误差也会产生误差。但是由实验数据分析结果来看，这些因素影响不大，误差范围在3%以内，满足工程上应用要求。

2.为什么在光电声技术高度发展的今天，仍常使用一些很传统的仪器？ 这个试验就可以回答这个问题。传统的仪器以及方法虽然原始，但在这个时代仍需使用，因为他们原理简单，稳定性好，而且不易出错；而本实验采用的

2

是超声波流量计，属精密仪器，但精密仪器稳定性未必会很好，出问题时仍需原始的体积法来重新标定；另一方面，即使是非常精密的仪器，都是建立在简单的原理上，所以新型仪器的方展仍需建立在传统仪器基础之上。

3。超声波流量计测流量时，外界干扰以及液体粘度系数对结果有无影响？ 超声波流量计利用两次超声波发射和接受时间差来确定流量，所以外界干扰会很小。由于超声波发射接受在同一流体中进行，粘度系数虽然对传播时间有影响，但对两次传播和接收的时间差应无影响，故认为液体粘度系数对结果无影响。

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