摘要:在對渦(wo)街流量計 檢定時(shi)，可能需要使用測(ce)壓、測溫元件去測(cè)量流經流量計的(de)流體溫度、壓力，以(yǐ)保證流量計計量(liang)的準确性。然而部(bù)分插入✂️式測壓、測(cè)溫元件是需要插(cha)入流體中，這樣相(xiang)當于在流量計👣的(de)渦街發生體後面(miàn)的旋渦中在放置(zhi)了一鈍體，此鈍體(ti)可能會影響已🐅經(jīng)形成的旋渦，也可(kě)能會影響旋渦脫(tuo)落的頻率，從而有(yǒu)可能影響流量計(jì)的計量性能。
1概述(shù)
　　流體流經靜止的(de)鈍物體時，會在物(wu)體後面形成規則(ze)的旋渦☂️脫落。自從(cóng)1878年VincencStrouhal測量出旋渦脫(tuō)落頻率和1911年VonKarman研究(jiu)雙排旋渦脫落的(de)穩👨‍❤️‍👨定性分析以來(lai)，旋渦脫落變成了(le)流體力學的基👅本(běn)問題。然而渦街流(liu)量計正是利用了(le)這個原理，流體流(liu)過旋渦發生🐅體時(shi)，會在發生體下遊(you)㊙️兩側交替地分離(lí)釋放出兩列有規(gui)律🈲的交錯排列的(de)旋渦，即卡門渦街(jie)［1］，并使用傳感器測(cè)出旋渦脫落的頻(pín)率，通過式(1):

　　進行換(huàn)算，以達到對流量(liang)的計量(式中，b爲發(fa)生體的🏃🏻寬度;u爲流(liú)經流量計的流體(tǐ)平均速度;f爲旋渦(wo)的頻率;Sr爲斯特羅(luó)哈爾數)［2］。根據JJG1029—2007渦街(jie)流量計檢定規程(chéng)的要求，在對渦街(jie)🤞流量計🔞檢定或🔞校(xiào)準的過程中，如需(xu)要測量流經流量(liàng)計的流體溫度或(huò)者流體壓力時🔞，可(ke)以在流量計下遊(yóu)(2－5)D或者(2－7)D處分别設置(zhi)測溫孔、測壓✍️孔［3］(其(qí)中D爲流量計口徑(jìng))(圖1)。在實際工作中(zhōng)，對渦街流量計檢(jiǎn)測時，測溫或測壓(yā)都是使用傳感器(qi)，而且大多數的傳(chuan)感器是需💋要插入(ru)管道内部;如果進(jìn)行此🔞操作，相當于(yú)在流量計渦街發(fa)生體的後面旋渦(wo)中在放置了一鈍(dun)體，此鈍體可能會(huì)影響已經形成的(de)旋渦，也可能✏️會影(yǐng)響旋渦脫落的頻(pín)率，從而有可能影(ying)響流量計的計量(liang)性能。本文🤩就✔️是研(yan)究測溫、測壓傳感(gan)器安裝的位置l，以(yi)及和旋渦發生體(tǐ)形成的角度α對渦(wo)街流量計計量性(xìng)能的影響(圖2)。


2實驗模(mó)型和實驗參數
　　選(xuǎn)擇精度1.0級、口徑爲(wei)DN50的渦街流量計做(zuò)實驗，根據說明書(shu)‼️，流量計♈的可測範(fan)圍爲2.2～73m3/h、可保證精度(du)的測量範圍爲3.3～73m3/h［2］，流(liú)量計的輸出方式(shì)設置爲脈沖輸出(chu);另外，選㊙️擇一長度(dù)15cm，直徑爲6mm的不鏽鋼(gang)小⭕圓柱，用🏃🏻作模拟(ni)插入式測壓、測溫(wen)元件(以下簡稱爲(wei)模拟元件)，以方便(bian)實驗。
　　在進行實驗(yàn)前，先使用若幹模(mo)拟元件将管道上(shang)的小㊙️孔堵住🚶‍♀️，密封(feng)以防止漏水，但模(mo)拟元件不得插入(rù)管道中，保證模拟(ni)元件的⚽一端和管(guǎn)道壁平齊，并在🆚模(mo)拟元件上做好記(ji)号，以保證重複實(shi)驗時，對實驗結果(guǒ)的影響盡量減小(xiǎo)到最小。實驗時，先(xiān)對無模拟📐元件影(yǐng)響的狀态進行檢(jiǎn)測，流量點爲qmax和0.40qmax(其(qi)中qmax=20.0m3/h)，每個🥰流量點測(cè)量5次，取平均值進(jin)行比較。在α分别選(xuǎn)擇了0°、45°、90°三個不同角(jiǎo)度時，在渦街流量(liang)計下❤️遊1D～7D的距離插(cha)入模拟元件，插入(rù)深度爲0.5D，測量各種(zhǒng)實驗狀🧡态下渦街(jiē)流量計各流量點(dian)的K系數，以研究l，α對(dui)實驗結果的影響(xiang)。實驗裝置如圖3所(suǒ)示，按照JJG1029—2007《渦街流量(liàng)計檢定規程🆚》的要(yao)求進行檢定。

3參數(shù)l、α對渦街流量計示(shì)值誤差的影響
　　通(tōng)過測量，取得各種(zhong)實驗狀态下的K系(xì)數，選擇無模🈚拟元(yuan)件影響的實驗K系(xi)數爲基礎數據，與(yu)其他實驗狀态下(xià)的實驗結果進行(hang)對比。
　　如圖4所示，圖(tú)中橫坐标爲0，表示(shì)無模拟元件影響(xiang)，1D～7D表✉️示模拟元件所(suǒ)放的位置，縱坐标(biāo)表示渦街流量計(jì)K系數的相對示值(zhi)誤差。從圖4(a)中可以(yi)看出，當α=0°、流量點Q=8m3/h，模(mó)拟元件在3D～7D時，對流(liu)量計的K系㊙️數影響(xiang)‼️比較大，最大影響(xiǎng)接近🌐0.2%。而當流量增(zeng)加至Q=20m3/h時，模拟元件(jian)對流量計K系數影(ying)響比較平穩，保持(chí)在±0.1%以内。

　　當α增加至(zhi)45°，流量點Q=8m3/h，模拟元件(jian)位于不同位置時(shí)，K系數的相💃對示值(zhí)誤差位于±0.1%之間，表(biao)示模拟元件放置(zhì)不同位置，可以導(dao)緻K系數變大或變(bian)小(圖5(a))。在大流量情(qíng)況下(Q=20m3/h)，從圖5(b)中，可🔴以(yi)發現🧡K系數幾乎都(dōu)是比實際值變💃🏻大(da)的，且變化幅度基(jī)本位于0%～0.1%範🔴圍。

　　繼續(xù)增大α至90°，即模拟元(yuán)件和渦街發生體(ti)相互垂直。從圖6(a)中(zhong)可以看出，當流量(liàng)點Q=8m3/h，模拟元件位于(yu)不同位置時，K系數(shu)的相對示值誤差(cha)波動很大，最大變(biàn)化多💁至0.25%。當流量Q爲(wèi)20m3/h，模拟元件位于1D處(chu)✔️時，K系數相對示值(zhí)誤差減小約❓0.2%;而在(zai)2D～7D處，K系數變化平穩(wen)，相對示值誤差位(wèi)于－0.15%～0%範圍，即說明流(liu)量計的K系數比實(shí)際值變小。

　　從以上(shang)的實驗結果中可(ke)以分析出，在大流(liu)量(Q=20m3/h)情況下，在流👨‍❤️‍👨量(liang)計下遊2D～7D位置處安(an)裝測壓、測溫元件(jiàn)對流量計K系數影(yǐng)響比較平穩，且變(bian)化不大;而在流量(liàng)點0.4Qmax條件下(Q=8m3/h)，K系數變(bian)化幅度很大，且👌變(biàn)化不均勻。
4參數l、α對(duì)渦街流量計流量(liang)點重複性的影響(xiang)
　　從圖7中可以看出(chū)，當α=0°時，不論在0.4Qmax=8m3/h，還是(shi)Qmax=20m3/h條件下，流量點的(de)重☂️複🤩性🔱很穩定，這(zhè)說明模拟元件在(zai)各安裝點對📞流量(liang)計重複性的影響(xiǎng)是有限的。

　　當α變化(hua)時，不論是在45°，還是(shi)90°，各流量點的重複(fu)性都稍有波動，但(dàn)是不論怎麽變化(hua)，都是符合檢定要(yao)求的(圖8，圖9)，即:流量(liang)計🈲的重複性不得(dé)超過相應準确度(dù)等級規定的最大(dà)允許誤差絕對值(zhi)的1/3。
5結束語
　　由以上(shang)實驗結果可以看(kàn)出，在大流量Qmax=20m3/h條件(jian)下，測壓、測🌈溫元件(jiàn)安裝位于2D～7D位置時(shi)，對渦街流量計K系(xi)數的影響比較平(ping)穩;而在流量❗點Q=8m3/h時(shí)，渦街流量計K系數(shu)的波動比較大，可(kě)能會導緻流量🧡計(ji)的K系😍數有一定的(de)偏差。在同🧡一管道(dào)中❤️，當流量增大時(shi)，瞬間流速随着🛀🏻增(zeng)加，經過旋🐪渦發生(shēng)體時，産生旋渦的(de)能量也随之增加(jia)，這樣傳感器就會(huì)接收到很強的信(xin)号，即使測壓、測溫(wen)元件的存在會對(dui)已形成的旋渦有(yǒu)一定的影響，但這(zhe)個影響也是小範(fàn)圍的。然而當流量(liang)降低❄️時，随之旋渦(wō)能量降低🔞，傳感器(qi)接收到的信号也(yě)會減弱，此時測壓(yā)、測溫元件✨對旋渦(wō)的影響📐有了一定(dìng)的突顯，導緻所測(cè)量的K系數與實際(ji)值之間存在了一(yi)定🔞的誤差。當這個(ge)誤差達到一🏃‍♂️定程(chéng)度，會影響一個流(liu)量計的檢定結果(guo)。

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