摘(zhāi)要:由于整套(tao)實驗室标定(dìng)裝置價格昂(áng)貴,氣液标準(zhun)裝⭕置無法☀️全(quán)面覆蓋,對于(yu)不同介質渦(wō)街流量計 無(wú)法實現計量(liang)檢測,通過對(dui)渦街流量計(jì)測量特性做(zuo)簡要介紹💞,在(zài)理論分析可(kě)行性的前提(ti)下,結合兩套(tao)标準裝置在(zai)♉不同介質、相(xiang)同溫度下對(dui)儀表K系數進(jin)行标定對比(bi)✉️的現場實驗(yan),實🈲驗結果表(biǎo)明,外部條件(jiàn)幾何相似時(shí),若渦街流量(liàng)計的雷諾數(shù)在相應精度(dù)區間内時📐,斯(sī)特羅哈爾數(shù)Sr近似于穩定(dìng)常數值,則其(qí)儀表K系數近(jin)乎相似,利用(yòng)不同介質檢(jian)測出的流🛀量(liàng)計誤差有一(yī)定參考價值(zhi)。
引言
　　渦街流(liu)量計是基于(yú)馮卡門發現(xiàn)的渦旋穩定(ding)性理論🐕，通過(guo)測量📱穩定的(de)漩渦頻率而(ér)實現流量計(jì)量的,而漩渦(wo)産生的頻率(lü)隻與流體流(liú)速、斯特羅哈(ha)爾數🐆Sr、漩渦發(fā)生體的形狀(zhuang)和特征寬度(du)b有關。渦街流(liu)量計輸出與(yu)流量成正比(bi)🌈的脈沖信号(hao)。斯特羅哈爾(ěr)數Sr與漩渦.發(fa)生體形狀及(ji)雷諾數有關(guān),因此雷諾數(shu)與渦街流量(liang)計有👣着精密(mì)的關聯。雷🌈諾(nuo)數是一種用(yong)來表征流體(ti)流動情況的(de)無量綱數，物(wù)理🆚上表示慣(guan)性力和黏性(xing)力量級之比(bǐ)，利于雷諾數(shù)可區分流體(ti)的流動是層(ceng)流還是紊流(liú)。當流體流經(jing)的兩根管子(zǐ)的外🛀🏻部幾何(hé)條件相似時(shí),如果雷諾數(shù)相等，則對應(ying)微團的慣性(xìng)力和黏性力(lì)之比相等，也(yě)就是流體流(liú)動狀态幾何(he)相似。實際應(yīng)用中🔴,在漩渦(wō)😘發生體形狀(zhuàng)固定時，雷諾(nuò)數♉Re在2x104~7x106時,斯特(tè)羅哈爾數在(zai)此雷諾🆚數範(fan)圍内，基本是(shi)--個常數。本文(wen)通過實驗方(fāng)法🔞對渦街流(liú)量計在上述(shù)雷諾數區間(jiān)内,在同口徑(jìng)相同溫度下(xià),利用不同介(jie)質進行計量(liàng)标定,繪制成(chéng)曲線,并❓對實(shí)驗結果進行(hang)分析和解釋(shi)。
1測量原理和(hé)方法
　　卡門渦(wō)街現象是指(zhǐ)流體遇到垂(chuí)直插人管道(dào)中的非☔流線(xian)型阻流件時(shí),會繞過阻流(liu)件流動,産生(sheng)漩渦分離的(de)現象,形成有(yǒu)規則的漩渦(wō)列,而左右兩(liang)側漩渦的旋(xuán)轉方向是相(xiàng)反的根據卡(kǎ)門渦街原理(li),漩渦發生頻(pín)率與管内平(ping)均流速u有以(yi)下關系:
 
　　式中(zhōng):b爲阻流件寬(kuān)度,m;u爲流經流(liu)量計的平均(jun)流速,m/s;ƒ爲漩⭐渦(wō)頻✌️率,Hz;Sr爲斯特(te)羅哈爾數。
　　渦(wō)街流量計的(de)K系數是單位(wei)體積的流體(ti)流過流量✊計(jì)時,流量計産(chan)生的脈沖數(shu)。由(1)式可知,漩(xuán)渦産生頻率(lü)與平均流速(sù)🙇🏻、漩渦🚶發生體(ti)形狀及幾何(he)尺寸,斯特羅(luo)哈爾🌈數相關(guan)。而查閱⭐相關(guān)資‼️料,經過大(dà)量實驗證♋明(míng),斯特羅哈爾(ěr)數Sr與🏃🏻雷諾數(shu)相🐉關關系圖(tu)如1所示。
 
　　由圖(tú)1可知,當雷諾(nuò)數在2x104~7x106時，斯特(tè)羅哈爾數在(zài)此雷諾數範(fàn)圍内,基❄️本是(shì)一個常數。由(you)此可知,在漩(xuan)渦發生體形(xing)狀和尺寸固(gù)定的情況下(xià),隻要将雷諾(nuo)數控制在此(cǐ)區間範圍内(nèi)，流速🤞和頻率(lǜ)直接相關,因(yīn)此,利用不同(tong)介質對渦街(jie)流⭐量計的K系(xì)數進行标定(ding)時具有理論(lun)基礎和可行(hang)性的。
雷諾數(shu)的計算公式(shì)如下:
 
　　式中：ρ爲(wèi)流體密度,kg/m³;v爲(wei)流體流速,m/s;D爲(wèi)流場的特征(zhēng)長度♋(圓形管(guǎn)道爲管道當(dāng)量直徑),m;η爲流(liú)體的動力黏(nian)度,Pa.s。
　　由式(2)得知(zhī),雷諾數取決(jue)于流體密度(dù)、流體流速、流(liú)經管道尺寸(cun)、流體的動力(li)黏度。
　　将雷諾(nuo)數控制在最(zuì)佳區間内，利(li)用水和空氣(qi)兩種介🤞質對(duì)渦街流量計(ji)K系數進行計(jì)量檢定,得出(chū)實驗數據,從(cong)而驗證利用(yong)不同介質在(zai)其他條件相(xiang)似條件下對(duì)同口徑同--渦(wō)街流量計🈲進(jìn)行計量檢定(dìng)得出的誤差(chà)結果是否可(kě)信。
2實驗
　　采用(yòng)由2套社會公(gōng)用計量标準(zhǔn)對同--渦街流(liú)量計進行檢(jiǎn)♋測。
裝置1:靜态(tai)質量法水流(liu)量标準裝置(zhì)(0.1級);
裝置2:音速(sù)噴嘴氣體流(liú)量标準裝置(zhi)(Urel=0.33%,k=2)
被檢表:線性(xìng)和重複性較(jiao)好的1.0級某廠(chǎng)家DN50渦街流量(liang)計(脈沖❓輸出(chū))
　　對于DN50口徑,液(ye)體渦街流量(liang)計标準流量(liàng)範圍爲4~40m³/h;氣體(ti)渦街流量計(jì)标準流量範(fan)圍爲30~300m³/h。
　　流量是(shi)指單位時間(jian)内流經封閉(bì)管道有效截(jié)面的流體⛱️量(liàng)🐅,換算成流速(su)。對于DN50口徑,液(yè)體渦街流量(liang)計标準流👅量(liàng)範圍爲0.57~5.66m/s; 氣體(tǐ)渦街流量計(ji) 标準流量範(fan)圍爲4.24~42.44m/s。
　　由于在(zai)恒溫恒濕實(shi)驗室内進行(háng),介質溫度變(biàn)化可忽🤩略不(bu)🌈計,都在20℃。20℃時,水(shuǐ)的密度爲998.232kg/m³;動(dòng)力黏度爲1.0050X10-3Pa.s;20℃時(shi),空氣的密度(du)爲1.205kg/m³;動力黏度(du)爲1.8107×10-5Pa·s。
　　計算得出(chū):對于DN50口徑,液(ye)體渦街流量(liàng)計雷諾數範(fan)圍爲2.831×104~2.811×105;氣👣體渦(wō)街流量計雷(léi)諾數範圍爲(wèi)1.411×10*~1412×105。由上看出，氣(qi)體💁渦街最小(xiǎo)流量測量點(diǎn)雷諾數已不(bu)在精度保證(zhèng)範📞圍之内,同(tóng)時，根❓據JJG1029--2007《渦街(jiē)💚流量計檢定(ding)規程》,氣體渦(wō)街流量計在(zài)流量點在qt(0.2qmax)以(yi)下時,1.0級渦街(jiē)流量計誤差(cha)允許達到±2%，此(ci)時的K值對我(wo)們的研究有(yǒu)不确定性,因(yin)此,選取qt(0.2qmax)及以(yǐ)上流量點(包(bao)括0.2qmax、0.4qmax、qmax),利用兩套(tào)标準裝置對(duì)上☎️述流量點(diǎn)進行檢測。
3實(shi)驗數據分析(xi)
　　由上頁圖1可(ke)見，在相應雷(léi)諾數區間内(nei),用水和氣對(duì)渦街流量計(ji)儀表K系數進(jin)行标定的誤(wu)差僅相差0.5%左(zuǒ)右,不會引🚩起(qi)明顯誤差。
 
4結(jié)語
　　在相應雷(léi)諾數區間内(nei),用不同介質(zhi)對DN50渦街流量(liàng)計K系數🏃🏻進✏️行(hang)标定,誤差基(jī)本一緻。所以(yǐ),對于1.5級及以(yi)下等級渦街(jie)流量計的🌈标(biao)定，如果受制(zhì)于條件所限(xian)，檢🎯測裝置🏃‍♂️不(bú)全面,用音速(sù)噴嘴氣體流(liú)量标準裝置(zhì)和靜态質量(liàng)🛀法水流量♊标(biāo)準裝置互相(xiàng)代替檢測是(shì)具有可行性(xing)的。該實驗中(zhong)仍有一些不(bú)足:兩套标準(zhun)裝🚶‍♀️置一套屬(shǔ)于💃正壓法檢(jiǎn)測,一套屬于(yú)負壓法檢測(cè),由于檢測設(she)備工作方式(shi)的一些區别(bie)和台位差,存(cún)在着一些不(bu)确定度,但如(rú)果兩種檢測(ce)設備的精度(dù)等級都控制(zhì)在較高範圍(wei)内,該不确定(dìng)度對于精度(dù)等級較低的(de)渦街流量計(ji)是可以忽略(luè)不計的。

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