1前言
轉(zhuan)子流量(liàng)計是實(shí)驗中常(cháng)用來測(ce)定液體(tǐ)或氣體(tǐ)流量的(de)一種計(ji)量器具(jù),它在工(gong)業及科(ke)研實驗(yàn)中應用(yong)已有一(yi)百五十(shí)多年的(de)曆史。以(yi)其結構(gou)簡單、讀(du)取流量(liàng)方便、且(qiě)又不易(yì)發生故(gù)障而爲(wèi)人們所(suǒ)樂于采(cai)用。在有(yǒu)關教材(cai)🧑🏾🤝🧑🏼和資料(liào)對轉子(zǐ)流量計(ji)的計算(suan)式中川(chuān),當✔️用同(tóng)一個轉(zhuǎn)子流量(liang)計測量(liàng)不同液(yè)體時,有(you)一個✨密(mi)度的修(xiū)正式,但(dan)未見在(zai)對不同(tóng)粘度液(yè)體的流(liu)量測定(dìng)中✊加以(yǐ)🍓修正,在(zai)本實驗(yàn)中用轉(zhuan)子流量(liang)計測定(ding)乙酸乙(yi)醋和丁(dīng)内醋的(de)流量時(shi),發現從(cong)轉子流(liu)量計上(shàng)讀得的(de)流量與(yǔ)實際流(liu)量相差(cha)懸殊。如(rú)果👣按密(mi)度進行(hang)修⁉️正,乙(yǐ)🔴酸乙醋(cù)、丁内醋(cù)與水的(de)密度相(xiàng)差不多(duo)(5%一10%),其修(xiū)正值🐉很(hěn)小。因此(ci)在使用(yong)轉子流(liú)量計時(shí)必須重(zhòng)視液體(ti)粘度對(duì)轉子流(liú)量計讀(du)數的影(ying)響.
2實驗(yàn)結果
轉(zhuǎn)子流量(liang)計常見(jiàn)的轉子(zǐ)形狀如(ru)圖1所示(shi),左邊圖(tu)形的⭐轉(zhuǎn)👌子用廣(guang)泛,爲錐(zhuī)形轉子(zǐ);右邊的(de)圖形爲(wei)圓珠形(xíng)✔️,爲球形(xíng)轉子。用(yong)這兩種(zhǒng)轉子流(liú)量計,經(jing)過測量(liang),得到下(xia)列較爲(wei)幾個典(dian)型的圖(tú)例。在錐(zhui)型轉💋子(zi)流量計(jì)中🌈,粘度(dù)爲0.52mpa.s、密度(du)爲900kg·m-3’的液(ye)體乙酸(suan)乙醋的(de)實測結(jie)果見圖(tú)♉2,粘度爲(wei)1.gmPa·s、密度爲(wei)1050kg·m-3的丁内(nei)醋☁️的實(shi)測結果(guo)見圖3,圖(tú)中所示(shì)的密度(dù)修正流(liú)量曲線(xian)指的是(shì)僅以密(mì)度進行(hang)修正的(de)曲線,其(qi)修正公(gong)式爲。
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式(shi)中:VS′—實際(jì)的體積(ji)流量:Vs—流(liú)量計顯(xiǎn)示的體(tǐ)積流量(liàng);ρ—水的密(mi)度;ρf—轉子(zi)材料的(de)密度;ρ′—被(bei)測流體(ti)的密度(dù)。由圖可(ke)知,在錐(zhuī)形轉子(zi)流量計(jì)中🏃🏻,粘度(dù)小(大)于(yu)水的液(ye)體其實(shí)際流量(liang)值要比(bǐ)理論📞流(liú)量值大(dà)(小),且兩(liǎng)條曲線(xiàn)基本平(píng)行,實際(jì)流量的(de)⛷️線性度(du)較好。
用(yòng)球形轉(zhuǎn)子流量(liàng)計測量(liang)乙酸乙(yǐ)醋的結(jie)果見圖(tú)4,由圖可(ke)♌知,球形(xíng)轉子流(liú)量計的(de)這種類(lei)型,粘度(du)對其的(de)影響非(fei)常之大(dà),且實際(jì)流量的(de)線性度(dù)也極差(chà)。所以在(zai)實驗中(zhong)絕對不(bú)可忽視(shì)粘度對(dui)示值的(de)影響。


3對(dui)問題的(de)簡析
轉(zhuǎn)子流量(liàng)計的原(yuán)理如圖(tú)5所示,爲(wei)一微呈(chéng)倒錐形(xíng)玻璃管(guǎn)與轉子(zǐ)⛹🏻♀️組成,由(you)于流體(tǐ)穿過轉(zhuǎn)子與壁(bi)的環隙(xì)時速🔴度(du)增大造(zào)成轉🌐子(zi)下面與(yu)上面的(de)壓差使(shi)轉子上(shàng)浮。在用(yòng)柏努‼️利(li)方程推(tuī)導時先(xian)忽略了(le)流體穿(chuan)過環隙(xi)的阻力(li),然後引(yǐn)人了涉(shè)及🛀🏻轉子(zǐ)形狀和(he)阻力損(sǔn)失(即粘(zhan)度的影(ying)響)的校(xiao)正系數(shu)C,,即

式中(zhong):Vf—轉子體(ti)積;Af—轉子(zǐ)最大截(jie)面積;Ao—轉(zhuǎn)子所處(chu)位置的(de)㊙️環🙇🏻隙面(miàn)積(即所(suǒ)處玻璃(lí)管截面(miàn)積與Af之(zhī)差)。對于(yú)一定形(xíng)狀的轉(zhuan)子,CR就✍️取(qǔ)決⭐于阻(zǔ)力損失(shi),
不同粘(zhān)度的液(ye)體通過(guo)環隙時(shí)阻力可(ke)以相差(chà)很大,因(yin)而測量(liang)時的讀(du)數與實(shí)際值有(yǒu)明顯偏(piān)差,粘度(du)對阻力(lì)㊙️損失的(de)影👌響體(tǐ)現在求(qiu)取環隙(xì)阻力系(xì)數ζ的雷(lei)☎️諾數Re。中(zhong)(爲與管(guǎn)⛷️道流體(tǐ)的雷諾(nuò)數進行(háng)區分,特(te)将環隙(xi)流體的(de)雷諾數(shu)用Re。表示(shì)),盡管在(zai)有關教(jiao)材中對(duì)不同轉(zhuǎn)子類型(xing)的CR與Re。之(zhī)間有圖(tu)可查,但(dàn)要找到(dào)流量測(ce)定值與(yu)液體粘(zhān)度的關(guan)系就不(bu)如密度(dù)變化那(na)麽簡單(dan)了。
對于(yu)一定形(xíng)狀的轉(zhuan)子,式(2)中(zhong)的CR可由(yóu)圖6所示(shì)曲線查(cha)得。從圖(tu)可看出(chu),随着Re。的(de)增大,CR的(de)增大由(you)陡峭而(er)逐漸平(ping)緩;當Re。超(chao)過一定(ding)值🧑🏽🤝🧑🏻後, CR就(jiu)基本不(bu)變了定(ding)義該值(zhí)爲Reoc。所以(yǐ)當流體(ti)通過轉(zhuǎn)子🥰與壁(bi)間♈環隙(xi)的Re。超過(guò)Reoc後,可以(yǐ)♌認爲CR是(shi)一常數(shù),因此當(dāng)Reo> Reoc後,液體(tǐ)粘度的(de)變化不(bu)會對讀(dú)數産生(sheng)影響,不(bú)必對粘(zhān)✨度的變(biàn)化進行(háng)修正;當(dang)Reo<Reoc時,液體(tǐ)粘度的(de)🐇變🐇化對(dui)讀數的(de)影🧑🏽🤝🧑🏻響是(shì)很明顯(xian)的,必須(xu)加以校(xiao)正,但是(shì)粘度的(de)變🔞化與(yu)密度的(de)變化不(bú)同,後者(zhe)的修正(zheng)很簡單(dān),一🏃🏻般教(jiao)材上都(dōu)有修💯正(zhèng)式,而粘(zhān)度則無(wu)法用簡(jiǎn)單的計(jì)算式來(lai)表示,因(yin)爲一方(fang)面實際(jì)📱操作時(shí)很難計(jì)算Re。,另一(yi)方面沿(yán)轉子流(liú)量🧑🏽🤝🧑🏻計上(shàng)下的✏️Re。也(yě)是不同(tong)的🔞。因此(cǐ)當Re。<Reoc,時隻(zhī)能⁉️用實(shi)際液體(ti)加以标(biao)定。


本實(shi)驗中乙(yǐ)酸乙醋(cù)、丁内醋(cù)和水,它(tā)們的密(mì)度相差(chà)不大,而(er)轉🐕子流(liú)量計同(tong)示值刻(ke)度上的(de)實際流(liu)量卻相(xiàng)差🏒很大(da),圖6所示(shi)曲線可(ke)🧡以判斷(duàn)出:在實(shi)際操作(zuò)中Re。一定(dìng)工作在(zai)小于或(huo)遠小于(yu)Re。。的區域(yù)範圍中(zhong)。
4結論
粘(zhan)度對轉(zhuǎn)子流量(liang)計示值(zhi)所産生(sheng)的影響(xiǎng)不可忽(hū)視,所以(yi)在實驗(yan)之前,對(dui)不熟悉(xi)的介質(zhì)一定要(yào)首先對(duì)流量計(ji)進行計(jì)量校對(duì),根據作(zuo)出的實(shi)際流量(liàng)曲線再(zai)繼續下(xia)一步✔️實(shi)驗,以免(mian)造成不(bú)必要的(de)實驗誤(wu)差。
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