流體(ti)粘度對轉子流(liú)量計度數影響(xiǎng)
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1前言
轉子流量(liàng)計是實驗中常(chang)用來測定液體(ti)或氣體流量的(de)一種計量器具(ju),它在工業及科(ke)研實驗中應用(yòng)已有一百五十(shí)多年的曆史。以(yǐ)其結構簡單、讀(dú)取流量方便、且(qie)又不易發生故(gu)障而爲人㊙️們所(suo)樂于采用。在有(you)關教材💁和資料(liao)對⛷️轉子流量計(jì)的計算式中川(chuan),當用同一個轉(zhuan)子流量計測量(liang)不同液體時,有(yǒu)一個密度的修(xiū)正式,但未見在(zai)對不同粘度液(yè)體的流量測定(ding)中㊙️加以修正,在(zài)本實驗中用轉(zhuǎn)子流量計測定(dìng)乙酸乙醋和丁(ding)内醋的流量時(shi),發🍉現從轉子流(liu)量計上讀得的(de)流量與實際流(liu)量相差懸殊。如(ru)果🙇🏻按密度進行(hang)修正,乙👌酸乙醋(cu)、丁内醋與水的(de)密度相差不多(duō)(5%一10%),其修正值🌈很(hěn)小。因此在使用(yong)轉子流量計時(shí)必須重視液體(tǐ)粘度對轉子流(liu)量計讀數的影(ying)響.
2實驗結果
轉(zhuǎn)子流量計常見(jiàn)的轉子形狀如(rú)圖1所示,左邊圖(tú)形的轉子用廣(guang)泛,爲錐形轉子(zi);右邊的圖形爲(wei)圓珠形,爲球形(xing)轉子。用這兩🔱種(zhong)轉子流量計,經(jing)過測量,得到👣下(xià)列較爲幾個☎️典(dian)型的圖例。在錐(zhui)型轉子流量計(jì)中,粘度爲0.52mpa.s、密度(dù)爲900kg·m-3’的液體乙酸(suan)乙醋的實測結(jié)果見圖🏃♂️2,粘度爲(wei)1.gmPa·s、密度🌐爲1050kg·m-3的丁内(nei)醋的實測結果(guo)見圖3,圖中所🔞示(shì)的密度修正流(liu)量曲線指的是(shì)僅以密度進行(hang)修正的曲線,其(qi)修正公式爲。

式(shì)中:VS′—實際的體積(ji)流量:Vs—流量計顯(xiǎn)示的體積流量(liàng);ρ—水的密度;ρf—轉子(zǐ)材料的密度;ρ′—被(bèi)測流體的密度(dù)。由圖可知,在錐(zhui)形轉子流量計(ji)中,粘度小(大)于(yú)水的液體其實(shí)際流量值要比(bǐ)理論流量值💞大(da)(小),且兩條曲線(xiàn)基本平行,實際(ji)流量的線性度(du)較好。
用球形轉(zhuǎn)子流量計測量(liang)乙酸乙醋的結(jié)果見圖4,由圖可(ke)🈲知,球形🐕轉子流(liu)量計的這種類(lèi)型,粘度對其的(de)🙇🏻影響非常之大(dà),且實際流量的(de)線性度也極差(cha)。所以在實驗中(zhōng)絕對♉不可忽視(shi)粘度對示值的(de)影響。
 
3對問題的(de)簡析
轉子流量(liang)計的原理如圖(tú)5所示,爲一微呈(cheng)倒錐形玻璃🌐管(guǎn)與轉子組成,由(yóu)于流體穿過轉(zhuan)子與壁的環隙(xì)時速度增大造(zao)成轉子下面與(yǔ)上面的壓差使(shǐ)轉子✉️上浮。在用(yong)柏努利方程推(tuī)導時先忽略🏃♀️了(le)流體穿過環隙(xì)的阻力,然後引(yǐn)人了涉及轉子(zi)形狀和阻力損(sun)💘失(即粘度的影(yǐng)響)的校正🤩系數(shu)C,,即

式中:Vf—轉子體(tǐ)積;Af—轉子最大截(jié)面積;Ao—轉子所處(chù)位置的環🏃♀️隙面(mian)積(即所處玻璃(li)管截面積與Af之(zhī)差)。對于一定形(xing)狀的轉子,CR就✉️取(qǔ)決于阻力損失(shi),
不同粘度的液(ye)體通過環隙時(shi)阻力可以相差(cha)很大,因而測🏃量(liàng)時的讀數與實(shí)際值有明顯偏(piān)差,粘度對阻力(li)🔆損失的影🌈響體(tǐ)🏃♂️現在求取環隙(xì)阻力系數ζ的雷(lei)諾數Re。中(爲與管(guan)🏃道流體的雷諾(nuo)數進行區分,特(tè)将環⛹🏻♀️隙流體的(de)雷諾數用Re。表示(shi)),盡管🔞在有關教(jiao)材中對不🈲同轉(zhuan)子類型的CR與Re。之(zhī)間有圖可查,但(dan)要找到流量測(ce)定值與液體粘(zhan)度的關系就不(bu)如密度變化那(na)麽簡單了。
對于(yú)一定形狀的轉(zhuǎn)子,式(2)中的CR可由(you)圖6所示曲線查(cha)得。從🌈圖可看出(chū),随着Re。的增大,CR的(de)增大由陡峭而(er)逐漸平緩;當Re。超(chāo)過一定值後, CR就(jiù)基本不變了定(dìng)義該值爲Reoc。所以(yi)當流體通過轉(zhuan)子與壁間環隙(xì)的Re。超過Reoc後,可以(yǐ)認爲CR是一🔞常數(shu),因此✏️當Reo> Reoc後,液體(ti)粘度的變化不(bú)會對讀數産生(shēng)影響,不必對粘(zhān)度的變化進行(háng)修正;當Reo<Reoc時,液體(tǐ)粘度的變化對(dui)讀數的影響是(shi)很明顯的,必須(xū)加以校正,但是(shi)粘度的變化與(yǔ)密度的變化不(bu)同,後者㊙️的修正(zhèng)很簡單,一般教(jiao)材上都有修正(zhèng)式,而粘度🏃♂️則無(wu)法用簡單的計(jì)算式來表示,因(yīn)爲一方面實際(ji)操作時很難計(ji)算Re。,另一方面沿(yan)轉子流量🔞計上(shang)下的Re。也是不同(tong)的。因此當Re。<Reoc,時隻(zhi)能用實際液體(ti)加以标定。
 
本實(shi)驗中乙酸乙醋(cù)、丁内醋和水,它(ta)們的密度相差(chà)不大,而轉子流(liú)量計同示值刻(kè)度上的實際流(liú)量卻相差🙇♀️很大(dà),圖6所🔴示曲線可(ke)🚶♀️以判斷出:在實(shi)際操作中Re。一定(dìng)工作在小⭕于或(huo)遠小于Re。。的區域(yù)範圍中。
4結論
粘(zhān)度對轉子流量(liàng)計示值所産生(sheng)的影響不可忽(hū)視,所以✨在實驗(yan)之前,對不熟悉(xi)的介質一定要(yào)首先對❌流量計(ji)進行計量校對(duì),根據作出的實(shí)際流量曲線再(zài)繼續😄下一步實(shí)驗,以免造成不(bu)必要🐅的實驗誤(wù)差。
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