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1 玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)介紹
玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)是實(shí)驗(yàn)中常用來測定液體或氣體流量的一種計(jì)量器具，它在工業(yè)及科研實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用已有一百五十多年的歷史。以其結(jié)構(gòu)簡單、讀取流量方便、且又不易發(fā)生故障而為人們所樂于采用。在有關(guān)教材和資料對玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)的計(jì)算式中，當(dāng)用同一個(gè)玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)測量不同液體時(shí)，有一個(gè)密度的修正式，但未見在對不同粘度液體的流量測定中加以修正，在本實(shí)驗(yàn)中用玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)測定乙酸乙酯和丁內(nèi)酯的流量時(shí)，發(fā)現(xiàn)從玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)上讀得的流量與實(shí)際流量相差懸殊。如果接密度進(jìn)行修正，乙酸乙酯、丁內(nèi)酯與水的密度相差不多（5%~10%），其修正值很小。因此在使用玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)時(shí)必須重視液體粘度對玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)的影響。
玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)見的轉(zhuǎn)子形狀如圖1所示，左邊圖形的轉(zhuǎn)子用得，為錐形轉(zhuǎn)子；右邊的圖形為圓珠形，為球形轉(zhuǎn)子。用這兩種玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)，經(jīng)過測量，得到下列較為幾個(gè)典型的圖例。在錐型玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)中，粘度為0.52 mPa.S、密度為900 kg.m3的液體乙酸乙酯的實(shí)測結(jié)果見圖2，粘度為1.9 mPa.S、密度為1050 kg.m3的丁內(nèi)酯的實(shí)測結(jié)果見圖3。圖中所示的密度修正流量曲線指的是僅以密度進(jìn)行修正的曲線，其修正公式為，
式中：Vs'——實(shí)際的體積流量；
Vs ——流量計(jì)顯示的體積流量；
ρ —— 水的密度；
ρf —— 轉(zhuǎn)子材料的密度：
ρ' — —被測流體的密度。
由圖可知，在錐形玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)中，粘度小（大）于水的液體其實(shí)際流量值要比理論流量值大（?。覂蓷l曲線基本平行，實(shí)際流量的線性度較好。
用球形玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)測量乙酸乙酯的結(jié)果見圖4，由圖可知，球形玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)的這種類型，粘度對其的影響非常之大，且實(shí)際流量的線性度也極差。所以在實(shí)驗(yàn)中不可忽視粘度對示值的影響。
3 對問題的簡析
玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)的原理如圖5所示，為一微呈倒錐形玻璃管與轉(zhuǎn)子組成，由于流體穿過轉(zhuǎn)子與壁的環(huán)隙時(shí)，速度增大造成轉(zhuǎn)子下面與上面的壓差使轉(zhuǎn)子上浮。在用柏努利方程推導(dǎo)時(shí)先忽略了流體穿過環(huán)隙的阻力，然后引入了涉及轉(zhuǎn)子形狀和阻力損失（即粘度的影響）的校正系數(shù)CR，即
式中：Vf—— 轉(zhuǎn)子體積；
Af —— 轉(zhuǎn)子截面積；
A0—— 轉(zhuǎn)子所處位置的環(huán)隙面積（即所處玻璃管截面積與Af之差）。
對于一定形狀的轉(zhuǎn)子，CR就取決于阻力損失，不同粘度的液體通過環(huán)隙時(shí)阻力可以相差很大。因而測量時(shí)的讀數(shù)與實(shí)際值有明顯偏差，粘度對阻力損失的影響體現(xiàn)在求取環(huán)隙阻力系數(shù)ζ 的雷諾數(shù)Re0中（為與管道流體的雷諾數(shù)進(jìn)行區(qū)分，特將環(huán)隙流體的雷諾數(shù)用Re0表示），盡管在有關(guān)教材中對不同轉(zhuǎn)子類型的CR與Re0之間有圖可查，但要找到流量測定值與液體粘度的關(guān)系就不如密度變化那么簡單了。
對于一定形狀的轉(zhuǎn)子，式（2）中的CR可由圖6所示曲線查得。從圖可看出，隨著Re0的增大，CR的增大由陡峭而逐漸平緩：當(dāng)Re0超過一定值后，CR就基本不變了，定義該值為Re∝。所以當(dāng)流體通過轉(zhuǎn)子與壁間環(huán)隙的Re0超過Re∝后，可認(rèn)為CR是一常數(shù)，因此當(dāng)Re0>Re∝后，液體粘度的變化不會(huì)對讀數(shù)產(chǎn)生影響，不必對粘度的變化進(jìn)行修正；當(dāng)Re0
本實(shí)驗(yàn)中乙酸乙酯、丁內(nèi)酯和水，它們的密度相差不大，而玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)同示值刻度上的實(shí)際流量卻相差很大，圖6所示曲線可以判斷出：在實(shí)際操作中Re0一定工作在小于或遠(yuǎn)小于Re∝的區(qū)域范圍中。
4 結(jié)論
粘度對玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)示值所產(chǎn)生的影響不可忽視，所以在實(shí)驗(yàn)之前，對不熟悉的介質(zhì)一定要首先對流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量校對。根據(jù)作出的實(shí)際流量曲線再繼續(xù)下一步實(shí)驗(yàn)，以免造成不必要的實(shí)驗(yàn)誤差