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《热工测量及仪表》实验指导书.doc

《热工测量及仪表》实验指导书

李善究
2017-11-11 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《《热工测量及仪表》实验指导书doc》,可适用于人文社科领域

《热工测量及仪表》实验指导书南京航空航天大学能源与动力学院流量测量实验一、实验目的、了解常用的几种流量计、特别是节流式流量计的工作原理和实际测量方法。、掌握流体流量计的标定方法实际操作流量计进行流量测量。、学习节流式流量测量装置系数的测定。二、实验仪器设备、实验水路系统套、差压测量和水量计量系统套、孔板个、文丘里个、喷嘴个、毕托管个三、实验内容、实验原理()孔板、文丘里、喷嘴在充满流体的管道中固定放置一个流通面积小于管道截面积的阻力件(节流件)则管内流束在通过该节流件时就会造成局部收缩。在收缩处流速增加静压力降低因此在节流件前后将产生一定的压力差。实践证明对于一定形状和尺寸的节流件一定的测压位置和前后直管段一定的流体参数情况下节流件前后的差压ΔP与流量qv之间有一定的函数关系。因此可以通过测量节流件前后的差压来测量流量。最为常见的节流件有孔板、喷嘴、文丘里管和文丘里喷嘴等几种形式。被测介质流过各种节流件时其流速和压力分布的情况是类似的。根据能量方程和连续性方程流体通过节流装置产生压差和流量的关系是:,dPP,()()Q,,gZ,Z,,d(),d,dK,gd,()d,QKh,,则式中:Δh两断面测压管水头差上式是不计阻力时的节流装置过水能力关系式。实际上考虑阻力影响通过的实际流量Q恒小于计算流量Q′令α=QQ′对计算所得流量值进行修正则,QQKh,,,,,式中:流量系数,()毕托管测流速及流量的方法毕托管又叫动压管它的作用是把流体的动能转变为位能来进行测量由于流量与管道的横截面积以及流速有关流速越大流量也越大因此只要用毕托管测量出流速也就相当于测量出了流量。但是实际传送到毕托管中去的不是全压力因为全压力只是在毕托管前端开孔处的某一点存在而这个孔无论多么小它总会占据一定的面积所以也就不只是一点了。因而传送到差压计里去的必然是这部分横截面上的平均压力。并且利用毕托管测静压力的地方并不完全与测全压力的地方在同一点。因此实际传到差压计的压差与毕托管的大小和形状有关而不是真正等于动压力和全压力之差。为了校正风速计算的结果我们引进了一个系数ξ称为毕托管系数。于是得到下列的式子:式中:υ流速(ms)h压差(m),毕托管系数对基本型毕托管,=g重力加速度υ是由毕托管测量头处在流道中心轴心位置测量的流速。也就是流体最大流速。但我们计算流量时要用平均流速即v式中:Q流量(s)mA流道横截面积()mv平均流速ms。v,v由于最大流速与平均流速关系如下:maxQ,vA因此得到:max、实验方法通水后调节流量并等待流体流动平稳后进行测压和流量的计量。在不同的流量工况下进行测试将测试的数据添入表中。表一:液体流量计时时间单位时间流量压差h计算流量项目流量系数备注序号Q(m)t(s)Q(ms)(m)Q(ms)文丘里管:d=mmd=mm孔板流量计:d=mmd=mm流量系数:α=QQ表二:最大流速压差hAQ(ms)(m)(m)溢流管差压计孔板流量计文丘里管流量计喷管流量计皮托管泵和水箱支架计量水箱回水管压力表校验测量实验一、实验目的、掌握压力传感器静压测量方法和设备使用。、掌握活塞式压力表校验装置的工作原理和压力表的使用。二、实验仪器设备、活塞式压力计台、标准压力表支、被校验压力表支三、实验内容、工作原理活塞式压力计的工作原理是:用直接作用在已知活塞面积上的砝码重力来平衡被测压力从已知的活塞面积和砝码重量求得被测压力值。其外形如图所示。在油杯、加压泵以及管路中充有清洁的变压器油。在压力表接头上接上被校验的压力表活塞上部砝码盘上加上一定重量砝码摇手轮经加压泵使系统中的油压升高直至活塞被压力油顶到一定高度这时压力表的指示值应等于砝码、砝码盘、活塞等总重量除以活塞的有效面积(即油压)。因为活塞有效面积可以准确测定砝码重量经准确标定因此系统中油压是可以准确标定的。被测压力等于砝码盘上和所加砝码上指示压力的总和。活塞式压力计的准确度有(,、(,等几种也可以装上另一标准压力计来校验被校验压力表。、操作方法)首先使活塞式压力计空载观察压力表的零点情况)用加压泵给系统缓慢加压记录标准压力表和被校验压力表的读数做个压力值。不要超过满量程。)缓慢降压记录个压力值。四、注意事项不要超过压力表量程五、实验报告要求、根据测量结果评价被测压力表的准确度等级是否达到标称等级、试分析可能有的误差来源序号标准压力表读数被校验压力表读数热电偶制作及标定一、实验目的、制作一只满足误差要求的热电偶使学生掌握热电偶制作和温度测量方法、实践热电偶测温的具体方法和过程了解所用仪器的作用、了解热电偶的标定方法二、实验仪器设备、标准K型热电偶支、管式电炉台、温度稳定系统和调温系统台套、温度信号显示表头组、待测热电偶丝和绝缘材料堆、热电偶点焊器台三、实验内容()焊接热电偶,将热电偶点焊器的电源插头接到V电源,将两专用夹子分别接在面板插口中,将两根待焊热电偶顶部去绝缘层后夹在平口夹上顶端靠紧剪齐,另一只夹子夹住铝箔,打开电源开关,预调按钮按下充电充电电压应与热电偶丝直径有关见表,两手分别持手柄按动手柄上微动开关将热电偶焊点与铝箔接触进行焊接,工作结束后关闭电源开关拔下电源插头。热电偶丝直径(mm)充电电压(V)()热电偶校验实验,实验目的由于现有实验设备是适用于K型热电偶的温度显示仪表(刻度为温度)。用管式电炉作为热源用标准K型热电偶作为标准温度计。通过标准温度计的读数来校验同在管式电炉里的被测热电偶的测量值。要求确定该待校验热电偶的输入输出(温度Kmv)响应曲线。,实验原理热电偶是工业上常用来测量温度的传感元件尤其在中高温区域(其应用更为广泛甚至不能取代:常见的热电偶有普通热电偶、铠装热电偶及薄膜热电偶组成热电偶的材料也是多种多样的。一般根据应用的温度环境与测量量精度而选用。热电偶在长期使用过程中热电极和热接点容易受到氧化污染和腐蚀高温下热电极材料容易发生再结晶而劣化(因此热电偶的热电特性会逐渐发生变化使用中会产生测量误差(有时此测量误差会超出允许茫围。为了保证热电偶的测量精度必须定期进行校验。热电隅的检定(校验)方法有两种:比较法和定点法。用被校热电偶和标准热电偶同时测量同一对象的温度(然后比较两者的示值以确定被校验热电偶的基本误差等质量指标这种方法称为比较法(用比较法检定热电偶的基本要求(是要造成一个均匀的温度场(使标准热电偶和被检热电偶的工作端感受到相同的温度:本装置是依照上述原理设汁制造的。,校验装置(见附图)装置的主体为保温管式电炉。采用电子调温与数字显示控温(在炉膛内放置入均热体将标准热电偶与被校验热电偶插入均热体内(注意均热体应放在炉膛中部)在电炉的一起。在电控箱上设有调温旋纽和侧可插接加热电源与控温电偶将电炉与控温箱连接在电压指示表头(以便控制加给电炉的热量(两只数显仪表一支作为电炉的温度控制设定另一只作为被检热电偶的温度指示数值。琴键开关则用来对标准热电偶与被检热电偶温度指示的转换。,装置的操作及数据采集用电源线将电源与仪表箱后面板上的插座相连接用电源输出线将管炉与仪表箱后面板上的插座相连接用控温线将管炉热电偶插座与后面板上“控温”处的端子相连将均热体放在管炉炉膛中心位置标准热电偶与被捡热电偶插入均热体并分别将连线与仪表箱后面板上的连线端子对应连接(按下开关(指示灯亮将温度控制表的“测温”“设定”开关扳向”设定”位置(旋动旋钮同时观察温度指示(一直旋到所需温度(然后(将开关扳回到“测温”位置:右旋恒温调节旋纽观察电压指示此时为初始预热升温阶段(为延长炉体使用寿命加温电压建议控制在V左右(然后根据实验需要的恒温温度进行反复调节直至稳定在需要的温度上。因绝对稳定是不容易控制的应在基本稳定的条件下快速测定。在温度基本稳定的情况下依此按动转换按键开关并在测温表上读取数值。根据需要重复操作上述步骤进行反复检测。本装置是采用在同温度场条件下直接进行比较的方法以选定的K型标准热电偶作为标准进行比较来标定和检验被测热电偶。,校验要求()热电偶在正式检定之前应先进行外观检查观察热接点焊接是否牢固贵重金属热电极是否有严重的色斑或发黑现象贱金属热电极是否有严重的腐蚀或脆弱观象。()为了减少校验工作量对于各种不同热电偶检定点温度都有规定(见表)。本校验装置推荐校验温度点在下进行至少采集个测量点(考虑时间问题本实验只采集上行点)。()在每一个校验点上每只热电偶的读数不得少于次取其平均值。数据采集后进行记录。()按照允许偏差考核制作的热电偶如果不能满足误差则重新焊接。热电偶的校验点热电偶名称校验点()镍铬镍硅镍铬考铜(或)常用热电偶校验允许偏差温度偏差温度分度号热电偶材料偏差()()()K镍铬镍硅~>占所测热电势的,T镍铬考铜~>占所测热电势的,四、注意事项、热电偶点焊器,未按动微动开关之前不可使铝箔与热电偶接触以免损坏触点~,充电时表头不要超过V,注意用电安全、校验装置,初期升温(~)时加热电压控制在V左右,被校验热电偶和标准热电偶的测量点尽量靠近,热电偶端子的正负极与仪表接口匹配五、实验报告要求、实验完毕利用实验数据作出所制作热电偶的标定曲线。、分析实验中的可能误差原因评价所制作热电偶的准确度

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