流體(ti)粘度對(dui)轉子流(liú)量計度(dù)數影響(xiang)
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1前言
轉(zhuǎn)子流量(liàng)計是實(shi)驗中常(chang)用來測(cè)定液體(ti)或氣體(ti)流量的(de)一種計(ji)👈量器具(ju),它在工(gōng)業及科(ke)研實驗(yàn)中應用(yong)已有一(yī)百五十(shí)多👉年的(de)🆚曆史。以(yi)其結構(gou)簡單、讀(dú)取流量(liang)方便、且(qie)又不易(yì)發生故(gu)障🚶♀️而爲(wèi)人們所(suǒ)樂于采(cǎi)用。在有(you)關教材(cái)和資料(liao)對轉子(zǐ)流量計(jì)的計算(suan)式中川(chuān),當用同(tong)一個轉(zhuǎn)子流量(liang)計測量(liàng)不同液(yè)體時,有(yǒu)一個密(mì)度的修(xiu)正式,但(dan)未見在(zài)對不同(tóng)粘度液(ye)體的流(liú)量測定(dìng)中加以(yǐ)修正,在(zai)本實驗(yan)中⛱️用轉(zhuǎn)子流量(liàng)計測定(dìng)乙酸乙(yi)醋和丁(ding)内醋的(de)流量時(shí),發😘現從(cóng)轉子流(liú)量計上(shàng)👉讀得的(de)流量與(yu)實際流(liú)量相差(cha)懸🆚殊。如(ru)果㊙️按密(mi)度進行(háng)修正,乙(yi)📐酸乙醋(cu)、丁内醋(cù)與水的(de)密度相(xiàng)差不多(duō)(5%一10%),其修(xiu)正值很(hěn)小。因此(ci)在使用(yòng)轉子流(liu)量計時(shí)必須重(zhong)視液體(tǐ)粘度對(duì)🏃♂️轉子流(liú)量計讀(du)數的影(yǐng)響.
2實驗(yan)結果
轉(zhuan)子流量(liang)計常見(jiàn)的轉子(zi)形狀如(rú)圖1所示(shì),左邊圖(tu)形的轉(zhuǎn)♻️子✂️用廣(guǎng)泛,爲錐(zhui)形轉子(zi);右邊的(de)圖形爲(wèi)圓珠形(xing),爲球形(xing)轉子。用(yòng)這兩種(zhǒng)轉子流(liu)量計,經(jīng)過測量(liang),得到下(xià)列較爲(wei)幾個典(dian)型的圖(tú)例。在📐錐(zhui)型轉子(zǐ)流量計(ji)中,粘度(du)爲0.52mpa.s、密度(dù)爲900kg·m-3’的液(yè)體乙酸(suān)乙醋的(de)實測結(jié)果見圖(tu)2,粘度爲(wèi)1.gmPa·s、密度爲(wei)1050kg·m-3的丁内(nei)醋的實(shi)測結果(guǒ)見圖3,圖(tú)中所示(shi)的密度(dù)修正流(liu)量曲線(xiàn)指的是(shì)僅以密(mi)度進行(hang)修正的(de)曲線🚶♀️,其(qi)修正公(gong)式爲。

式(shì)中:VS′—實際(jì)的體積(jī)流量:Vs—流(liú)量計顯(xian)示的體(tǐ)積流量(liàng);ρ—水的密(mi)度;ρf—轉子(zǐ)材料的(de)密度;ρ′—被(bei)測流體(ti)的密度(dù)。由圖可(kě)知,在錐(zhui)形轉子(zi)流量計(jì)中,粘度(du)小(大)于(yu)水的液(yè)體其實(shí)際流🎯量(liang)值要比(bi)理論👣流(liu)量值大(dà)(小),且兩(liǎng)條曲線(xian)基本平(píng)行,實🙇🏻際(ji)流量的(de)線性度(dù)較👌好。
用(yong)球形轉(zhuǎn)子流量(liang)計測量(liàng)乙酸乙(yi)醋的結(jié)果見圖(tú)4,由圖可(kě)知,球形(xíng)轉子流(liú)量計的(de)這種類(lei)型,粘度(dù)對其的(de)影響非(fei)常之大(dà),且實際(ji)流✔️量的(de)線性度(du)也極差(chà)。所以在(zai)實驗中(zhōng)絕對不(bu)可忽視(shì)粘度對(duì)示值的(de)影響。
 
3對(dui)問題的(de)簡析
轉(zhuan)子流量(liàng)計的原(yuán)理如圖(tu)5所示,爲(wei)一微呈(cheng)倒錐形(xíng)玻璃管(guan)與✔️轉子(zi)組成,由(you)于流體(tǐ)穿過轉(zhuan)子與壁(bi)的環隙(xi)時速度(dù)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(yong)柏努利(li)方程推(tui)導時🔞先(xiān)忽略了(le)流體穿(chuān)過環隙(xi)的阻力(lì),然後引(yin)人了涉(shè)及轉子(zǐ)形狀和(he)阻力損(sun)👅失(即粘(zhān)度的影(yǐng)響)的校(xiao)正系數(shù)C,,即

式中(zhōng):Vf—轉子體(tǐ)積;Af—轉子(zi)最大截(jié)面積;Ao—轉(zhuan)子所處(chù)位置的(de)環隙面(mian)積(即所(suǒ)處玻璃(lí)管截面(miàn)積與Af之(zhī)差)。對于(yu)一定形(xíng)狀的轉(zhuan)子,CR就取(qǔ)決于阻(zǔ)力損失(shī),
不同粘(zhān)度的液(ye)體通過(guò)環隙時(shi)阻力可(kě)以相差(chà)很大,因(yīn)而測量(liàng)時的讀(du)數與實(shi)際值有(yǒu)明顯偏(pian)差,粘度(du)對阻力(li)損失的(de)影響體(ti)現在求(qiú)取環隙(xì)阻力系(xi)數ζ的雷(lei)諾數Re。中(zhōng)(爲與管(guan)道流體(tǐ)🧡的雷諾(nuo)數進行(háng)✉️區分,特(te)将環隙(xi)流體的(de)雷諾數(shù)用Re。表示(shi)),盡管在(zài)有關教(jiao)材中對(dui)不⛱️同轉(zhuan)子類型(xing)的CR與Re。之(zhī)間有圖(tu)可查,但(dan)要找到(dao)流量測(ce)♋定值與(yǔ)液體粘(zhān)度的關(guān)系就不(bú)如密度(dù)變化那(na)麽簡單(dan)了。
對于(yú)一定形(xíng)狀的轉(zhuan)子,式(2)中(zhong)的CR可由(yóu)圖6所示(shi)曲線查(cha)得。從圖(tú)可看出(chū),随着Re。的(de)增大,CR的(de)增大由(you)陡峭而(ér)逐漸平(píng)緩;當Re。超(chāo)🌏過一定(ding)值後, CR就(jiù)基本不(bú)變了定(dìng)義該值(zhi)爲Reoc。所以(yǐ)當流體(tǐ)通過轉(zhuan)子與壁(bì)間環隙(xi)的Re。超過(guo)Reoc後,可以(yi)👨❤️👨認爲CR是(shì)一常數(shù),因此當(dāng)Reo> Reoc後,液體(ti)粘度的(de)變化不(bú)會對讀(du)數産生(sheng)影響,不(bú)必對粘(zhān)度的變(biàn)化進行(háng)修正;當(dāng)Reo<Reoc時,液體(tǐ)粘度的(de)變化對(dui)讀數的(de)影響是(shi)很明顯(xiǎn)的,必須(xu)♈加以校(xiào)正🔴,但是(shi)粘度的(de)變化與(yu)密度的(de)變化不(bú)同,後❄️者(zhe)的修正(zhèng)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(ji)算式來(lai)表示,因(yin)爲一方(fāng)面實際(jì)操作時(shi)很難計(jì)算Re。,另一(yi)方面沿(yan)轉子流(liú)量✔️計上(shang)下的Re。也(ye)是不同(tóng)的。因此(cǐ)當Re。<Reoc,時隻(zhī)能✂️用實(shi)際液體(ti)加以标(biāo)定。
 
本實(shi)驗中乙(yi)酸乙醋(cù)、丁内醋(cù)和水,它(ta)們的密(mi)度相差(chà)不大,而(ér)轉子流(liu)量計同(tong)示值刻(ke)度上的(de)實際流(liu)量卻相(xiàng)差很大(dà),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(ding)工作在(zai)小🧑🏾🤝🧑🏼于或(huò)遠小于(yú)Re。。的區域(yu)範🔴圍中(zhōng)。
4結論
粘(zhan)度對轉(zhuǎn)子流量(liang)計示值(zhí)所産生(sheng)的影響(xiǎng)不可忽(hū)視,所以(yǐ)在✂️實驗(yàn)☔之前,對(duì)不熟悉(xi)的介質(zhì)一定要(yao)首先對(duì)流量計(jì)進行計(jì)量校對(duì),根據作(zuò)出的實(shi)際流量(liàng)曲線再(zai)繼續下(xià)一步🍓實(shí)驗,以免(miǎn)造成🏃🏻不(bú)必要的(de)實驗誤(wù)差。
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