摘要:在對(dui)渦街流量計
檢(jian)定時，可能需要(yao)使用測壓、測溫(wēn)元件去測量流(liú)經流量計🌈的流(liu)🤩體溫度、壓力，以(yi)保證流量計計(ji)量的準确性。然(rán)而部分插入式(shi)測壓、測溫元件(jiàn)是需要插入流(liu)體中，這樣相當(dang)于在流量計的(de)渦街發生體後(hòu)面的旋渦中在(zài)放置了一鈍體(ti)，此鈍體可能會(hui)影響已經形成(cheng)的旋渦，也可能(néng)會影響旋渦脫(tuo)落的頻率，從🌈而(er)有可能影響流(liu)量計的計量性(xing)能。
1概述
流體流(liú)經靜止的鈍物(wù)體時，會在物體(ti)後面形成規⭕則(ze)的旋渦脫落。自(zi)從1878年VincencStrouhal測量出旋(xuán)渦脫落頻率和(he)1911年VonKarman研究雙排旋(xuán)渦脫落💋的穩定(ding)性分析以來，旋(xuán)渦脫落變成了(le)流體力學的基(ji)本問題。然而渦(wo)街流量計正是(shì)利用了💜這個原(yuán)理，流體流過旋(xuán)渦發生體時，會(huì)在發生體下遊(you)兩側交替地分(fèn)離釋放出兩列(liè)有規律的交錯(cuo)排列的旋渦，即(ji)卡門渦街［1］，并使(shǐ)用傳感器測出(chū)旋渦脫落的頻(pin)率，通過式(1):
進行(hang)換算，以達到對(duì)流量的計量(式(shì)中，b爲發生體的(de)寬度;u爲流經👨❤️👨流(liú)量計的流體平(ping)均速度;f爲旋渦(wo)的頻🧡率;Sr爲斯特(tè)羅哈🔅爾數)［2］。根據(ju)JJG1029—2007渦街流量計檢(jiǎn)定規程的要求(qiú)，在對渦街✉️流量(liàng)計檢定或校準(zhǔn)的過程中，如需(xū)要測量流經流(liu)量計的流體溫(wēn)度或者流體壓(yā)力時🙇♀️，可以在流(liú)量計下遊(2－5)D或者(zhe)(2－7)D處分别設置測(ce)溫孔、測壓孔［3］(其(qi)中D爲流量計口(kǒu)徑)(圖1)。在實🌈際工(gong)作中，對渦街流(liu)⚽量計檢測時，測(ce)溫或測壓都是(shi)使用傳感器，而(ér)且大多數的傳(chuan)感器是需要插(cha)入管道内部🔅;如(rú)果進行此操作(zuò)，相當于在流量(liàng)計渦街發生體(ti)的後面旋渦中(zhōng)在放置了一鈍(dun)體，此鈍體可能(néng)會影響已經形(xíng)成的☎️旋渦，也可(ke)能會影響旋渦(wo)脫落的頻率，從(cóng)而有可能影響(xiang)流量計的計量(liang)性能。本文就是(shì)研究測溫、測壓(yā)傳感器安裝的(de)位置l，以及和旋(xuán)渦發生體形成(cheng)的角度α對渦街(jiē)流量計計量性(xìng)能的影響(圖2)。
2實驗模(mó)型和實驗參數(shù)
選擇精度1.0級、口(kǒu)徑爲DN50的渦街流(liú)量計做實驗，根(gēn)據說明書，流量(liang)計的可測範圍(wéi)爲2.2～73m3/h、可保證精度(dù)的測量範圍爲(wèi)3.3～73m3/h［2］，流量計的🥵輸出(chu)方式設置爲脈(mò)沖輸出;另外，選(xuǎn)擇一長度15cm，直徑(jing)爲6mm的不鏽鋼小(xiǎo)圓柱，用作模拟(ni)插入式測壓、測(cè)溫元件(以下簡(jiǎn)稱爲模拟元件(jian))，以方便實驗。
在(zài)進行實驗前，先(xian)使用若幹模拟(ni)元件将管道上(shàng)的小孔堵住，密(mì)封以防止漏水(shui)，但模拟元件不(bu)得插入管道🐪中(zhong)，保證模拟元件(jiàn)的一端和管道(dao)壁平齊，并在模(mó)拟元🏃🏻件上做好(hǎo)記号，以保證重(zhong)複實驗時，對實(shi)驗結果的影響(xiang)盡量減小到最(zui)小。實驗時，先對(duì)無模拟😍元件影(yǐng)響的狀态進行(háng)檢📧測，流量點爲(wei)🥰qmax和0.40qmax(其中qmax=20.0m3/h)，每個流(liu)量點測量5次，取(qǔ)平均值進行🤟比(bǐ)較。在α分别選擇(ze)了♉0°、45°、90°三個不同角(jiao)度時，在渦街流(liú)量計下遊1D～7D的距(jù)離插入模拟元(yuán)件，插入深度爲(wèi)0.5D，測量各種實驗(yan)狀态下渦街💁流(liú)量計各流量點(diǎn)的K系數，以研究(jiu)l，α對實驗結果的(de)影響。實驗裝置(zhi)如圖3所示，按♋照(zhào)JJG1029—2007《渦街流量計檢(jian)定規程🌐》的要求(qiú)進行檢定。
3參數(shù)l、α對渦街流量計(jì)示值誤差的影(yǐng)響
通過測量，取(qu)得各種實驗狀(zhuàng)态下的K系數，選(xuan)擇無模拟元件(jiàn)影響的實驗K系(xì)數爲基礎數據(ju)，與其他實驗👉狀(zhuàng)态㊙️下的實驗結(jié)果進行🈲對比。
如(ru)圖4所示，圖中橫(héng)坐标爲0，表示無(wu)模拟元件影響(xiang)，1D～7D表🚩示模拟元件(jian)所放的位置，縱(zong)坐标表示渦街(jiē)流量計K系數的(de)相對示值誤差(chà)。從圖4(a)中可以看(kàn)出，當α=0°、流量點Q=8m3/h，模(mo)拟元件在3D～7D時，對(duì)流量計的K系數(shù)影響比較大，最(zui)大影響接近0.2%。而(ér)當流量⚽增加至(zhi)Q=20m3/h時，模拟元件對(duì)流量計K系數影(yǐng)響比較平穩，保(bao)持在±0.1%以内。
當α增(zeng)加至45°，流量點Q=8m3/h，模(mo)拟元件位于不(bu)同位置時，K系數(shù)的相對示值誤(wu)差位于±0.1%之間，表(biǎo)示模拟元件放(fàng)置不同位置，可(ke)以導緻K系數變(bian)大或變小(圖5(a))。在(zai)大流量情況下(xià)(Q=20m3/h)，從圖5(b)中，可以發(fa)現K系數幾乎都(dou)是比實際值變(biàn)大的，且變♻️化幅(fu)度基本位于0%～0.1%範(fàn)圍。
繼續增大α至(zhi)90°，即模拟元件和(hé)渦街發生體相(xiàng)互垂直。從♍圖6(a)中(zhong)可🙇♀️以看出，當流(liu)量點Q=8m3/h，模拟元件(jian)位于不同位☀️置(zhi)時🏃♀️，K系數的相對(dui)示值誤差波動(dong)很大，最大變化(huà)多💜至0.25%。當流量Q爲(wei)20m3/h，模拟元件位于(yu)1D處時，K系數相對(dui)示值誤差減小(xiǎo)約0.2%;而在2D～7D處，K系🐪數(shu)變化平穩，相對(dui)示值誤差位🌈于(yú)－0.15%～0%範圍，即說明流(liú)量計的K系數比(bi)實際🔱值變小。
從(cóng)以上的實驗結(jié)果中可以分析(xī)出，在大流量(Q=20m3/h)情(qíng)況🐆下，在流量計(jì)下遊2D～7D位置處安(ān)裝測壓、測溫元(yuán)件對流👅量計K系(xì)數影響比較平(ping)穩，且變化不大(da);而在流量點0.4Qmax條(tiáo)件下(Q=8m3/h)，K系數變化(huà)幅度很大，且🧑🏽🤝🧑🏻變(bian)化不🏃♂️均勻。
4參數(shù)l、α對渦街流量計(jì)流量點重複性(xing)的影響
從圖7中(zhōng)可以看出，當α=0°時(shí)，不論在0.4Qmax=8m3/h，還是Qmax=20m3/h條(tiáo)件下，流量點☁️的(de)重複性🏒很穩定(dìng)，這說明模拟元(yuan)件在各安裝點(diǎn)對🌍流量🌂計重複(fú)性♋的影響是有(yǒu)限的。
當α變化時(shi)，不論是在45°，還是(shi)90°，各流量點的重(zhong)複性都稍有波(bō)動，但🈚是不論怎(zen)麽變化，都是符(fú)合檢定要求的(de)(圖8，圖9)，即:流量計(jì)的重複性不得(de)超過相應準确(que)度等級規定的(de)最大允許誤差(chà)絕對值的1/3。
5結束(shù)語
由以上實驗(yan)結果可以看出(chu)，在大流量Qmax=20m3/h條件(jiàn)下，測壓🔴、測溫元(yuán)件💰安📧裝位于2D～7D位(wèi)置時，對渦街流(liú)量計K系數的影(yǐng)響💞比較🏃平穩;而(ér)在流量點Q=8m3/h時，渦(wō)街流量計K系數(shù)的波動比較大(dà)，可能會導緻流(liu)量計的K系數有(yǒu)一定的偏差。在(zài)同一管道中，當(dāng)流量增大時，瞬(shùn)間流速随着🥰增(zeng)加，經過旋㊙️渦發(fā)生體時，産生旋(xuán)渦的能量也随(sui)之增加，這樣傳(chuan)🐇感⁉️器就會接收(shōu)到很強的信号(hao)，即💰使測壓、測溫(wen)元件的存在會(huì)對已形成的旋(xuán)渦有一定的影(yǐng)響，但這個影響(xiang)也是小範圍的(de)。然而當☂️流量降(jiàng)低時，随之旋❓渦(wo)能量降低，傳感(gan)器♉接收到的信(xìn)号也會減弱，此(cǐ)時測壓、測溫元(yuan)件對旋渦的影(yǐng)響有了一定♻️的(de)突顯，導緻所測(ce)量的K系數與實(shi)際值之間存在(zài)了一定的誤差(chà)。當這個誤差達(dá)到一定程度，會(huì)影響一個流量(liang)計🐆的檢定結果(guo)。
以上内容源于(yú)網絡，如有侵權(quán)聯系即删除!