实验十五 转子流量计的校正
转子流量计是使用较广泛的一种流量测量仪器，其上标有流量刻度值，但在使用前，一般需进行校正。
一．实验目的
（1）了解转子流量计流量测定的工作原理。
（2）获得转子流量计的校正实验刻度值。
（3）明确流量计校正的重要性和掌握校正方法。
二．实验原理
转子流量计的流体通道为一垂直的锥角约为4。的微锥形玻璃管内置一转子（也称浮子）。当被测流体以一定流量自下而上流过锥形管时，在转子的上、下端面形成一个压差，该压差产生了升力，当升力达到一定值时，便能将转子向上浮起。但随着转子的上浮，转子与锥形管之间的环隙通道面积增大，环隙中流速减小，转子两端的压差也随之减小。
因此，当转子浮升至某一高度，转子所受的升力恰好等于其重力时，转子便平衡悬浮在此高度上。转子的这一平衡悬浮高度，随转子的两端面的压差，也即流量的大小而变化，它可由转子的受力平衡导出，参见图15-1，转子上，下端的压差按伯努利定律由两部分组成。一部分由位差引起的，该部分压差造成的升力即为通常所说的浮力F1，其值等于同体积流体的重量。另一部分由动能差引起，其值为F2
ρ2-u12)Af （1） F2=(u02
A 根据物料衡算关系 u1=0u0 （2） A1
式中：Af——转子最大截面积。
A0——转子平衡时相应于0—0处的环隙面积。
Aｉ——玻璃管截面积。
Vf——转子体积
ρf——转子密度
Aρ2 F2=u0[1-(0)2]Af （3） 2A1
这样转子的受力平衡条件为
Aρ2 Vfρfg=Vfρg+u0[1-(0)2]Af （4） 2A1
于是得到
u0=1
-(A02)A1⨯2Vfg(ρf-ρ)ρAf （5）
考虑到表面摩擦和转子形状的影响，引入流量系数CR（其值可从有关资料查得）而使公式简化。
u0=CR2Vf(ρf-ρ)gρAf （6）
（7） 或 V=u0A0=A0CR
质量流量 W=A0CR2Vf(ρf-ρ)gρAfAf2Vf(ρf-ρ)ρg （8）
转子流量计出厂前，是直接用20℃水或20℃，1atm的空气进行标定，将流量值刻于玻璃管上，当被测流体与上述条件不符时，应作刻度换算。 VB=VAρA(ρf-ρB) （9） ρB(ρf-ρA)
W质量流量 B=WAB(f-B) （10） ρA(ρf-ρA)
式中VA，ρA分别为标定流体（水或空气）的流量和密度；
VB，ρB分别为其它液体或气体的流量或密度。
由于环隙面积A0与转子的悬浮高度直接相关，即可在转子流量计的不同玻璃锥形管高度处标出流量读数。
校正转子流量计的方法很简单，只须将稳定的气源引入转子流量计，使转子平衡悬浮在某一高度，从转子流量计流出的气体用另一标准流量计（例如皂沫流量计或湿式气体流量计）便可得到一定高度下的单位时间的流量。改变流量测出一系列数据，便得到转子流量计校正的刻度值。
三．实验流程
实验流程见图15—2
图15—2 转子流量计校正实验流程图
1— 空压机；2—放空阀；3—调节阀；4—转子流量计；5—皂沫流量计。
四． 验步骤
（1）按流程图装好全系统。
（2）打开放空阀，开启空压机，打开调节阀，使系统进入运行状态。
（3） 对全系统各部位试漏，特别是转子流量计、皂沫流量计和其间的接管。
（4）慢慢关闭放空阀，控制流量计的转子稳定在某一刻度，使用皂沫流量计测取一定时间内的流量。
（5）改变流量，稳定后再测数据。
（6）使流量刻度值从小到大，即上行测3~5个数据，再从大到小，下行测3~5个数据，要求有良好的重现性。
（7）停止空压机工作，系统复原。
若实验环境温度较高，则皂沫流量计测取的气体流量，应考虑水蒸气的影响，实际流量应用下式校正：
p-pW V=V0 （11） p
式中：V0——皂沫流量计测得的流量，（ml/min）;
p——大气压，（MPa）；
pW——室温下的水饱和蒸汽压，（MPa）。
五．实验数据记录项目
转子流量计校正实验原始数据记录项目参见表1。
0六．实验报告内容
（1）说明实验目的意义。
（2）叙述转子流量计的工作原理与校正方法。
（3）绘制实验流程图。
（4）列出原始实验数据。
（5）列出数据处理结果所得各不同转子高度刻度值处的校正流量值。
（6）分析实验误差，评价实验方法。
实验十五 转子流量计的校正
转子流量计是使用较广泛的一种流量测量仪器，其上标有流量刻度值，但在使用前，一般需进行校正。
一．实验目的
（1）了解转子流量计流量测定的工作原理。
（2）获得转子流量计的校正实验刻度值。
（3）明确流量计校正的重要性和掌握校正方法。
二．实验原理
转子流量计的流体通道为一垂直的锥角约为4。的微锥形玻璃管内置一转子（也称浮子）。当被测流体以一定流量自下而上流过锥形管时，在转子的上、下端面形成一个压差，该压差产生了升力，当升力达到一定值时，便能将转子向上浮起。但随着转子的上浮，转子与锥形管之间的环隙通道面积增大，环隙中流速减小，转子两端的压差也随之减小。
因此，当转子浮升至某一高度，转子所受的升力恰好等于其重力时，转子便平衡悬浮在此高度上。转子的这一平衡悬浮高度，随转子的两端面的压差，也即流量的大小而变化，它可由转子的受力平衡导出，参见图15-1，转子上，下端的压差按伯努利定律由两部分组成。一部分由位差引起的，该部分压差造成的升力即为通常所说的浮力F1，其值等于同体积流体的重量。另一部分由动能差引起，其值为F2
ρ2-u12)Af （1） F2=(u02
A 根据物料衡算关系 u1=0u0 （2） A1
式中：Af——转子最大截面积。
A0——转子平衡时相应于0—0处的环隙面积。
Aｉ——玻璃管截面积。
Vf——转子体积
ρf——转子密度
Aρ2 F2=u0[1-(0)2]Af （3） 2A1
这样转子的受力平衡条件为
Aρ2 Vfρfg=Vfρg+u0[1-(0)2]Af （4） 2A1
于是得到
u0=1
-(A02)A1⨯2Vfg(ρf-ρ)ρAf （5）
考虑到表面摩擦和转子形状的影响，引入流量系数CR（其值可从有关资料查得）而使公式简化。
u0=CR2Vf(ρf-ρ)gρAf （6）
（7） 或 V=u0A0=A0CR
质量流量 W=A0CR2Vf(ρf-ρ)gρAfAf2Vf(ρf-ρ)ρg （8）
转子流量计出厂前，是直接用20℃水或20℃，1atm的空气进行标定，将流量值刻于玻璃管上，当被测流体与上述条件不符时，应作刻度换算。 VB=VAρA(ρf-ρB) （9） ρB(ρf-ρA)
W质量流量 B=WAB(f-B) （10） ρA(ρf-ρA)
式中VA，ρA分别为标定流体（水或空气）的流量和密度；
VB，ρB分别为其它液体或气体的流量或密度。
由于环隙面积A0与转子的悬浮高度直接相关，即可在转子流量计的不同玻璃锥形管高度处标出流量读数。
校正转子流量计的方法很简单，只须将稳定的气源引入转子流量计，使转子平衡悬浮在某一高度，从转子流量计流出的气体用另一标准流量计（例如皂沫流量计或湿式气体流量计）便可得到一定高度下的单位时间的流量。改变流量测出一系列数据，便得到转子流量计校正的刻度值。
三．实验流程
实验流程见图15—2
图15—2 转子流量计校正实验流程图
1— 空压机；2—放空阀；3—调节阀；4—转子流量计；5—皂沫流量计。
四． 验步骤
（1）按流程图装好全系统。
（2）打开放空阀，开启空压机，打开调节阀，使系统进入运行状态。
（3） 对全系统各部位试漏，特别是转子流量计、皂沫流量计和其间的接管。
（4）慢慢关闭放空阀，控制流量计的转子稳定在某一刻度，使用皂沫流量计测取一定时间内的流量。
（5）改变流量，稳定后再测数据。
（6）使流量刻度值从小到大，即上行测3~5个数据，再从大到小，下行测3~5个数据，要求有良好的重现性。
（7）停止空压机工作，系统复原。
若实验环境温度较高，则皂沫流量计测取的气体流量，应考虑水蒸气的影响，实际流量应用下式校正：
p-pW V=V0 （11） p
式中：V0——皂沫流量计测得的流量，（ml/min）;
p——大气压，（MPa）；
pW——室温下的水饱和蒸汽压，（MPa）。
五．实验数据记录项目
转子流量计校正实验原始数据记录项目参见表1。
0六．实验报告内容
（1）说明实验目的意义。
（2）叙述转子流量计的工作原理与校正方法。
（3）绘制实验流程图。
（4）列出原始实验数据。
（5）列出数据处理结果所得各不同转子高度刻度值处的校正流量值。
（6）分析实验误差，评价实验方法。