流體(tǐ)粘度對(duì)轉子流(liú)量計度(dù)數影響(xiǎng)
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1前言
轉(zhuan)子流量(liang)計是實(shi)驗中常(chang)用來測(ce)定液體(ti)或氣體(tǐ)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(yi)百五十(shí)多年的(de)曆史。以(yǐ)其結構(gou)🔴簡單、讀(dú)取流量(liàng)方便、且(qiě)又⛱️不易(yi)發生故(gù)障而爲(wei)人們所(suǒ)樂于采(cǎi)用。在有(yǒu)關教材(cai)和資料(liao)對轉子(zi)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(yǒu)一個密(mi)度的修(xiu)正🌂式,但(dàn)未見在(zai)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(yǐ)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(yǔ)實際流(liu)量相差(chà)懸殊。如(rú)果按密(mì)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(duō)(5%一10%),其修(xiu)正值很(hen)小。因此(ci)在使用(yòng)轉子流(liú)量計時(shí)必須重(zhong)視液體(tǐ)粘☔度對(duì)轉子流(liu)量計讀(dú)數的🈲影(yǐng)響.
2實驗(yan)結果
轉(zhuan)子流量(liàng)計常見(jian)的轉子(zǐ)形狀如(ru)圖1所示(shì),左邊圖(tú)形🔴的轉(zhuan)🐇子用廣(guang)泛,爲錐(zhuī)形轉子(zǐ);右邊的(de)圖形爲(wèi)圓珠形(xíng),爲球形(xíng)轉子。用(yòng)這兩😄種(zhǒng)轉🌈子流(liu)量計,經(jīng)過測量(liang),得到🥵下(xia)列較爲(wèi)幾個典(dian)型的圖(tú)例。在錐(zhuī)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(ye)💁體乙酸(suan)乙醋的(de)實測結(jie)果見圖(tú)2,粘度爲(wèi)1.gmPa·s、密度♌爲(wei)1050kg·m-3的丁内(nei)醋的實(shí)測結果(guǒ)見圖3,圖(tu)中所示(shì)的密度(dù)修正流(liú)量曲線(xian)指的是(shi)僅以密(mì)度進行(háng)修🏃🏻正的(de)曲線,其(qí)修正公(gong)式爲。

式(shì)中:VS′—實際(jì)的體積(jī)流量:Vs—流(liu)量計顯(xian)示的體(ti)積流量(liàng);ρ—水的❄️密(mi)🏒度;ρf—轉子(zi)🙇🏻材料的(de)密度;ρ′—被(bèi)測流體(ti)的密度(dù)。由圖可(kě)🏃知,在錐(zhui)形轉子(zi)流量🈲計(ji)中,粘度(du)小(大)于(yú)水的液(yè)體其實(shi)際流🛀🏻量(liang)值要比(bǐ)理論流(liú)量值大(da)(小),且兩(liang)條曲線(xiàn)基⭐本平(ping)行,實際(jì)流量的(de)線性度(du)較好。
用(yòng)球形轉(zhuan)子流量(liàng)計測量(liàng)乙酸乙(yi)醋的結(jie)果見圖(tú)4,由圖可(kě)🐕知,球形(xing)轉子流(liu)量計的(de)這種類(lei)型,粘度(dù)對其的(de)影響非(fēi)常👨❤️👨之大(dà)🔴,且實🆚際(jì)流量的(de)線性度(du)也極差(cha)。所以🍓在(zài)實驗中(zhong)絕對不(bu)可忽視(shì)粘度對(dui)示值的(de)影響。
 
3對(duì)問題的(de)簡析
轉(zhuan)子流量(liang)計的原(yuán)理如圖(tú)5所示,爲(wèi)一微呈(cheng)倒錐形(xing)玻璃管(guǎn)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(du)增大造(zao)成轉子(zǐ)下面與(yǔ)上面的(de)壓差使(shi)轉子上(shang)浮。在🌈用(yong)柏努✍️利(li)方程推(tuī)導時先(xiān)忽略了(le)流體穿(chuan)過🚶環隙(xi)的阻力(li),然後引(yǐn)人了涉(she)及轉子(zi)形狀和(hé)阻力損(sǔn)失(即粘(zhān)度的🌈影(yǐng)響)的校(xiào)正系數(shù)C,,即

式中(zhong):Vf—轉子體(tǐ)積;Af—轉子(zi)最大截(jié)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(yu)一定🙇♀️形(xing)狀的轉(zhuan)子,CR就取(qǔ)決于阻(zu)力損失(shi),
不同粘(zhān)度的液(yè)體通過(guò)環隙時(shi)阻力可(kě)以相差(cha)很大,因(yīn)而測量(liang)時的讀(du)數與實(shí)際值有(yǒu)明顯偏(piān)差,粘度(dù)對💛阻力(lì)損失💰的(de)影響體(tǐ)現在👉求(qiú)取環隙(xì)阻力系(xì)數ζ的雷(lei)🍉諾數Re。中(zhong)(爲與管(guan)道流體(ti)❌的雷諾(nuo)數進行(háng)區分,特(te)将環🐆隙(xì)流體的(de)雷諾數(shù)用Re。表示(shi)),盡管在(zài)有關教(jiāo)材中對(dui)不🔱同轉(zhuan)子類型(xing)的CR與Re。之(zhī)間有圖(tú)可查,但(dan)要找到(dao)流量測(ce)定值與(yu)液體粘(zhān)度的關(guan)系就不(bú)如密度(du)變化那(nà)麽簡單(dān)了。
對于(yu)一定形(xíng)狀的轉(zhuǎn)子,式(2)中(zhōng)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(ér)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(zhi)爲Reoc。所以(yi)當流體(ti)通過轉(zhuǎn)子與壁(bi)間環隙(xi)的Re。超過(guo)Reoc後,可以(yǐ)認爲CR是(shi)一常數(shù),因此當(dang)Reo> Reoc後,液體(ti)粘度的(de)變化不(bú)會對讀(dú)數産生(shēng)影響,不(bu)必對粘(zhan)度的變(bian)化進行(hang)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(shì)粘🐉度的(de)變化與(yu)密度🤩的(de)變化不(bu)同,後者(zhe)的修正(zhèng)很簡單(dan),一般教(jiao)材上都(dōu)有修正(zhèng)式,而粘(zhan)度則無(wu)法用🏒簡(jian)單的計(jì)算式來(lái)表示,因(yīn)爲一方(fāng)面實際(ji)操作時(shí)很難計(ji)算Re。,另一(yī)方面沿(yan)轉子流(liu)量計上(shang)下的🌈Re。也(ye)是不同(tong)的🆚。因此(ci)當Re。<Reoc,時隻(zhi)能用實(shi)際液體(tǐ)加以标(biāo)定。
 
本實(shí)驗中乙(yǐ)酸乙醋(cu)、丁内醋(cù)和水,它(tā)們的密(mì)度相差(chà)🧡不大🔴,而(er)✊轉子流(liu)量計同(tong)示值刻(ke)度上的(de)實際流(liú)量卻🆚相(xiàng)差很大(da),圖6所示(shi)曲🐅線可(ke)以判斷(duàn)出:在實(shí)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(yu)範圍中(zhōng)。
4結論
粘(zhān)度對轉(zhuan)子流量(liàng)計示值(zhi)所産生(sheng)的影響(xiǎng)不可忽(hū)視,所以(yǐ)在💚實驗(yan)📱之前,對(duì)不熟悉(xī)的介質(zhì)一定要(yao)首先對(dui)流量計(jì)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(shí)驗,以免(miǎn)造成不(bú)必要🔞的(de)實驗誤(wu)差。
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