渦街(jiē)流量計 在(zài)實際應用(yong)中，使用介(jiè)質對其測(ce)量帶來多(duo)大的附加(jia)誤差🏃🏻尚不(bu)明确。利用(yong)在以空氣(qì)爲介質的(de)音速噴嘴(zuǐ)法🧑🏽‍🤝‍🧑🏻氣體流(liu)量标準🙇🏻裝(zhuāng)置和以蒸(zhēng)汽爲介質(zhì)的蒸汽流(liú)量标準裝(zhuang)置的比對(dui)試驗，對在(zai)空氣和蒸(zheng)汽介質下(xia)渦街流量(liang)計的流量(liàng)特性進行(hang)對比研究(jiu)，得到儀表(biǎo)系數在不(bu)同介質下(xia)變化曲線(xiàn)和趨勢，并(bing)對試驗結(jie)果進行分(fèn)析解釋。
一(yi)、卡門渦街(jie)的基本原(yuan)理
　　如圖1所(suǒ)示，在測量(liàng)管道中垂(chui)直地插入(rù)一非流線(xian)型阻流💯體(tǐ)，也稱發生(shēng)體。随着流(liu)體流動，當(dāng)管道雷諾(nuo)數達到一(yi)定值時，在(zài)發生體兩(liǎng)側就會交(jiao)替地分離(li)出卡門渦(wō)🏃街。漩渦頻(pín)率f與流經(jīng)發生體兩(liang)側的平均(jun)流👄速U1之間(jian)的關系可(kě)表示爲：

　　式(shi)中：f——漩渦頻(pín)率，Hz；Sr——斯特勞(lao)哈爾數；U1——發(fa)生體兩側(ce)的平均🌈流(liú)速，m/s；d——發生💁體(tǐ)迎流面的(de)寬度，m。
二、試(shi)驗裝置和(he)儀表
1.蒸汽(qì)流量标準(zhǔn)裝置
　　蒸汽(qì)冷凝稱重(zhong)法是指蒸(zheng)汽流過被(bèi)檢表後，通(tōng)過冷凝器(qi)全部冷凝(níng)成常溫水(shui)并由電子(zi)秤稱量，再(zài)根據測量(liàng)被檢🔆表處(chù)的壓力和(he)溫度得到(dào)密度，進而(ér)得到被檢(jiǎn)表⛱️處的标(biao)👨‍❤️‍👨準體積量(liàng)。
　　冷凝稱重(zhòng)法蒸汽流(liú)量标準裝(zhuāng)置（以下簡(jiǎn)稱“蒸汽裝(zhuāng)置”）是國✂️内(nei)🔅唯一采用(yòng)蒸汽實流(liú)标定的蒸(zheng)汽流量标(biao)👄準裝👄置。該(gāi)裝置以過(guo)熱蒸汽作(zuo)爲檢定介(jie)質，對蒸汽(qi)流量儀表(biao)進行實流(liu)标定，檢定(dìng)流量範圍(wéi)爲（2.5～10000）kg/h，其精度(dù)等級爲0.1級(ji)。該裝置可(kě)以開展DN200以(yǐ)下口徑 渦(wō)街流量計(jì) 、彎管、 V錐流(liú)量計 、分流(liu)旋翼、 孔闆(pan)流量計 、 旋(xuan)進漩渦流(liú)量計 等多(duo)種蒸汽流(liu)量計的檢(jiǎn)定、校準及(ji)相關檢測(cè)。
2.音速噴嘴(zuǐ)法氣體流(liu)量标準裝(zhuāng)置
　　文丘裏(li)噴嘴是個(ge)孔徑逐漸(jian)減小的流(liú)道，孔徑最(zuì)小的🎯部分(fèn)稱🐕爲噴嘴(zuǐ)的喉部，喉(hóu)部的後面(miàn)有孔徑逐(zhu)漸擴大的(de)流道。當氣(qi)體通過噴(pen)嘴時，喉部(bù)的氣體流(liu)速将随着(zhe)節流壓力(lì)比減小而(ér)增大。當節(jie)流壓力比(bǐ)小🏃‍♂️到一定(dìng)值時，喉部(bu)流速達到(dào)最㊙️大流速(su)——音速。此時(shí)若再減小(xiǎo)節流壓力(li)比，流速（流(liu)量）将保持(chi)✂️音速不變(biàn)，不再受下(xia)遊壓力的(de)影響，而隻(zhi)與🐉噴嘴入(ru)口處的滞(zhi)止壓力和(he)溫度有關(guan)🚩，此時的噴(pen)嘴稱爲音(yin)速噴嘴，流(liu)量方程式(shì)爲

　　式中：qm——流(liu)過噴嘴的(de)質量流量(liàng)；A*——音速噴嘴(zuǐ)喉部面積(jī)；C——流出📱系數(shu)；C*——臨界流函(hán)數；P0——音速噴(pen)嘴入口處(chu)滞止絕對(duì)壓力；T0——音速(sù)噴嘴入口(kǒu)處滞止絕(jué)對溫度；R——通(tong)用氣體常(cháng)數；M——氣體千(qiān)摩爾質量(liang)。
　　從式（2）可以(yǐ)看出，一種(zhǒng)喉徑的噴(pen)嘴隻有一(yi)個臨界流(liu)量值，噴嘴(zui)入口的滞(zhì)止壓力和(he)滞止溫度(dù)不變時，通(tōng)過噴嘴的(de)🌈流量也不(bu)變，正🐕是由(you)于此特性(xìng)使音速噴(pēn)嘴作爲标(biāo)準件💛廣泛(fan)應👨‍❤️‍👨用于氣(qì)體流量标(biāo)準裝置中(zhōng)。
　　音速噴嘴(zui)法氣體流(liu)量标準裝(zhuāng)置（以下簡(jian)稱“空氣裝(zhuang)置”）采用臨(lín)🌐界流文丘(qiu)裏噴嘴作(zuò)爲标準表(biao)，該檢定裝(zhuang)💔置擴展不(bú)确定度（k=2）達(dá)到0.25%，流量範(fan)圍爲（2.5~10000）m3/h，可開(kai)展DN15～DN300口徑的(de)📞渦街、渦輪(lun)、容積式等(děng)氣體流量(liang)儀表的✔️檢(jian)定/校準工(gong)⛹🏻‍♀️作。該設備(bèi)主要由羅(luo)🏃‍♀️茨真空泵(beng)提供負壓(yā)，與傳統采(cai)☁️用水環真(zhen)空泵相比(bi)，可節約電(dian)能損耗60％以(yi)上。地下循(xun)環通風系(xi)統，提高了(le)氣體流場(chang)的穩定性(xìng)（壓力波動(dòng)在1％以内，溫(wen)度波動在(zai)0.1℃以内）。
3.所用(yòng)的渦街流(liu)量計
　　本次(cì)特别訂制(zhì)了DN25、DN40、DN50、DN80、DN100、DN150共6台渦(wo)街流量計(ji)。該渦街流(liú)量計體積(ji)🐉流量的💚精(jīng)度等級爲(wei)1.5級，其主要(yao)應用于測(cè)量和‼️輸出(chu)氣體、蒸汽(qi)✨和液體的(de)瞬時體積(jī)流量。其流(liu)體溫度範(fan)圍從-200℃~400℃、可測(cè)👉量和輸出(chū)流體的瞬(shun)時體積流(liu)量。該渦街(jiē)流量計有(yǒu)内置的溫(wen)度傳🚶‍♀️感器(qi)，可以測量(liang)和輸💋出溫(wen)度信号，有(yǒu)内置豐富(fù)的軟件計(jì)算功能，可(ke)以實現對(dui)飽和蒸汽(qi)的質量流(liu)量的測量(liang)。
考慮試驗(yan)條件，具體(tǐ)測量範圍(wéi)如表1所示(shì)。
三、不同介(jiè)質下的對(dui)比試驗研(yan)究
1.試驗方(fang)案
　　在空氣(qì)裝置和蒸(zhēng)汽裝置中(zhōng)以标準安(an)裝條件對(duì)DN25、DN40、DN50、DN80、DN100和DN150渦街流(liu)量計各做(zuò)2組試驗進(jìn)行比對，依(yi)次從最小(xiao)流量到20%、40%、60%、80%、100%最(zuì)大流量，共(gòng)計6個流量(liang)點，每個流(liú)量點重複(fu)檢定7次。在(zai)空氣裝置(zhi)中用标準(zhǔn)表（噴嘴組(zu)合）法做1組(zǔ)試驗，計算(suàn)得到儀表(biao)系數、重複(fu)性等數據(ju)；在蒸汽裝(zhuang)置中用稱(chēng)重法做1組(zǔ)試驗，再計(jì)算儀表系(xì)數、重複性(xìng)等相關數(shu)據，比較兩(liang)組數據差(cha)異和聯系(xì)。
2.各口徑渦(wo)街流量計(jì)試驗情況(kuàng)
（1）DN25試驗
　　儀表(biao)系數和流(liú)量曲線關(guān)系如圖2所(suǒ)示。從圖2中(zhong)不難發⚽現(xian)該渦🙇🏻街流(liú)量計在空(kong)氣裝置上(shàng)的儀表系(xi)數偏高于(yu)在蒸汽裝(zhuāng)置上的儀(yí)表系數。但(dàn)在0.8qmax時，在空(kong)氣裝置上(shàng)的儀表系(xi)數有明顯(xiǎn)下降🏃‍♂️，分析(xī)原因認爲(wei)，DN25管線是在(zai)DN50管線基礎(chu)上通過變(bian)徑實現的(de)，可能在大(da)流量時造(zào)成流場不(bu)穩或測壓(ya)🐅偏低造成(cheng)标準量偏(piān)高。







（2）DN40試驗
　　儀(yi)表系數和(he)流量曲線(xian)關系如圖(tú)3所示。從圖(tú)3中不難發(fā)現🙇‍♀️，該渦🔞街(jie)流量計（剔(tī)除個别流(liú)量點）在空(kōng)氣裝置上(shang)的儀表⁉️系(xi)數🙇‍♀️逐漸減(jiǎn)小，而在蒸(zheng)汽裝置上(shàng)的儀表系(xi)數則逐漸(jian)增加。在0.6qmax時(shí)，兩者儀表(biao)系數基本(běn)重合。
（3）DN50試驗(yan)
　　儀表系數(shù)和流量曲(qǔ)線關系如(ru)圖4所示。從(cong)圖4中不難(nan)發現，其🥵規(guī)律🌂和DN40渦街(jiē)流量計規(guī)律基本一(yī)緻，即在空(kōng)氣裝置上(shang)🈲的儀表系(xì)🌐數逐漸減(jian)小，而在蒸(zheng)汽裝置上(shàng)的儀表系(xi)數則逐漸(jian)增加，在靠(kào)⁉️近0.6qmax時，兩者(zhě)儀表系數(shu)重合。
　　空氣(qi)裝置的DN40管(guan)線和DN25管線(xiàn)是在DN50管線(xiàn)的基礎上(shàng)變徑♊實現(xian)的。比較圖(tú)2、圖3和圖4中(zhong)空氣裝置(zhi)上的儀表(biao)系數-流量(liàng)曲線圖，可(kě)發現，在大(dà)⭐流量時，随(suí)着口徑的(de)減小，儀表(biao)系數減小(xiao)的越來越(yuè)快。
（4）DN80試驗
　　儀(yi)表系數和(he)流量曲線(xiàn)關系如圖(tu)5所示。從圖(tú)5中不難發(fa)🤩現👅，該渦街(jie)流量計在(zai)空氣裝置(zhì)上的儀表(biao)系數逐漸(jiàn)減小，而在(zai)蒸汽裝😘置(zhi)上的儀表(biǎo)系數則逐(zhu)漸增加㊙️。在(zài)0.8qmax時，兩🤩者儀(yí)表✨系數基(ji)本重合。
（5）DN100試(shi)驗
　　儀表系(xi)數和流量(liàng)曲線關系(xì)如圖6所示(shì)。從圖6中不(bú)難發✔️現，該(gai)渦街流量(liang)計在空氣(qi)裝置上的(de)儀表系數(shu)一直大于(yú)在蒸汽裝(zhuāng)置😘上的🔞儀(yi)表系數，且(qiě)線性度較(jiào)好，而在蒸(zheng)汽裝置上(shang)的儀表系(xì)數㊙️則逐漸(jiàn)增加。
（6）DN150試驗(yàn)
　　儀表系數(shu)和流量曲(qu)線關系如(ru)圖7所示。從(cóng)圖7中可以(yi)🐕看出，該🚩渦(wo)街流量計(jì)在空氣裝(zhuāng)置上和蒸(zheng)汽裝置上(shang)的線🚶性度(du)🎯都較🔴差。在(zài)👉空氣裝置(zhi)上，其儀表(biǎo)系數先增(zēng)大後減小(xiao)；而在蒸汽(qi)裝置上，其(qí)儀表系數(shù)則先減小(xiǎo)後增大。
四(si)、試驗結論(lun)
1.除DN100渦街流(liu)量計外，其(qí)他5台渦街(jiē)流量計在(zài)空氣裝置(zhì)上的💋特性(xìng)基本一緻(zhì)，即在大流(liu)量時，儀表(biǎo)系數會有(you)一個較明(ming)顯下降。
2.各(ge)口徑的渦(wō)街流量計(ji)在蒸汽裝(zhuang)置上的特(te)性基本一(yī)緻，即儀表(biǎo)系數随着(zhe)流量的增(zeng)大而增大(dà)。
3.就比較單(dan)台流量計(jì)在空氣裝(zhuang)置和蒸汽(qi)裝置上的(de)儀表系數(shu)而⭐言，六台(tai)渦街流量(liàng)計的規律(lǜ)基本一緻(zhi)，即渦街流(liú)量計在空(kōng)✂️氣裝置上(shàng)的儀表系(xi)數偏高于(yú)在蒸汽📞裝(zhuang)置上的儀(yí)表系數，但(dàn)因實驗♌數(shù)據量比較(jiao)小，還無法(fa)👌定量地給(gei)出偏差量(liang)。
4.初步結論(lùn)：由于受黏(nián)度、溫度等(deng)因素的影(yǐng)響，渦街流(liú)量✌️計以🐆空(kong)氣爲介質(zhi)的儀表系(xi)數和以蒸(zheng)汽爲介質(zhi)的儀表系(xì)數存在差(chà)異，但差别(bie)量較小，具(jù)體差别量(liàng)則需要在(zai)後續大量(liàng)實驗的基(ji)🤟礎上總❓結(jie)分析後給(gei)出。
5.每個口(kǒu)徑的渦街(jie)流量計在(zai)儀表系數(shu)與流量的(de)曲線🔞圖上(shàng)，以蒸汽和(hé)空氣爲介(jiè)質均有一(yī)個交彙點(diǎn)。在交彙🤩點(diǎn)，儀🏃表系數(shu)相同。這❗就(jiù)提供了一(yi)種可能：設(shè)計一台具(ju)有交彙點(dian)儀表🤟系數(shu)的渦街流(liú)量計，在保(bǎo)證一定測(ce)量誤差的(de)情況下，既(ji)可測空氣(qi)，又可測蒸(zheng)汽。

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