摘要:由(yóu)于整套(tào)實驗室(shì)标定裝(zhuāng)置價格(gé)昂貴,氣(qì)液标準(zhǔn)裝置💃🏻無(wú)法全面(miàn)覆蓋,對(duì)于不同(tóng)介質渦(wō)街流量(liàng)計 無法(fǎ)實現計(jì)量檢測(cè),通過對(dui)渦街流(liú)量計測(ce)量特性(xing)做簡要(yao)介♌紹🌈,在(zai)理論分(fen)析可行(hang)性的前(qian)提下,結(jie)合兩套(tao)标準裝(zhuāng)置在不(bu)同介質(zhì)、相同溫(wēn)度下對(dui)儀表K系(xì)數進行(hang)标定對(dui)比的現(xian)場實驗(yan),實驗結(jié)果🏃‍♀️表明(ming),外部條(tiáo)📐件幾何(he)相似時(shí),若渦街(jie)流量計(jì)的雷諾(nuo)數在相(xiàng)應精✔️度(dù)區間内(nei)時,斯特(tè)羅哈爾(ěr)數Sr近似(si)于穩定(ding)常數值(zhi),則🐆其儀(yi)表K系數(shù)🛀🏻近乎相(xiang)似,利用(yong)不⁉️同介(jiè)質檢測(cè)出❤️的流(liu)量計誤(wu)差有一(yī)定參考(kao)價值。
引(yin)言
　　渦街(jiē)流量計(ji)是基于(yu)馮卡門(men)發現的(de)渦旋穩(wen)定性理(li)論，通過(guò)測量穩(wěn)定的漩(xuan)渦頻率(lü)而實現(xian)流量計(jì)量的💞,而(ér)漩渦産(chan)🌈生的頻(pín)率隻與(yu)流體流(liu)速、斯特(tè)羅哈爾(er)數🏃Sr、漩渦(wō)發生體(ti)的🤩形狀(zhuàng)和特征(zhēng)寬度b有(you)關。渦街(jie)流量計(ji)輸出與(yu)流量成(cheng)正比的(de)脈沖信(xin)号。斯特(te)羅哈爾(er)數Sr與🌈漩(xuán)渦.發生(shēng)體形狀(zhuang)及雷諾(nuò)數有關(guan),因此雷(léi)諾數與(yǔ)渦💯街流(liu)量計有(you)着精密(mi)的關聯(lian)。雷諾數(shu)是一種(zhong)用👨‍❤️‍👨來表(biǎo)☀️征流體(ti)流動情(qíng)況💋的無(wu)量綱數(shu)，物理👣上(shang)表示慣(guan)性力和(hé)黏性力(lì)量級之(zhi)比📧，利于(yú)雷諾數(shu)可區分(fen)🏃‍♀️流體的(de)流動是(shi)層流還(hái)是紊流(liu)。當🈲流體(tǐ)流經的(de)兩根管(guǎn)子的外(wài)部幾何(he)條件相(xiàng)似💛時,如(ru)果雷諾(nuo)數相等(deng)，則對應(ying)微團🛀🏻的(de)慣性力(lì)和黏性(xìng)力之比(bi)⭕相等，也(ye)就是流(liú)體流動(dòng)狀态幾(jǐ)🔞何相似(sì)。實際應(ying)用中,在(zài)漩渦發(fā)生體形(xing)狀固定(ding)時，雷諾(nuò)數Re在2x104~7x106時(shí),斯特羅(luo)哈爾數(shu)在此雷(léi)諾數範(fan)圍内🔞，基(ji)本是--個(ge)常數。本(běn)文通過(guo)實驗方(fang)法對渦(wo)街流量(liàng)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼計在上(shàng)述雷諾(nuò)數區間(jiān)内,在同(tong)口♉徑相(xiàng)同❓溫度(dù)下,利用(yong)不同介(jiè)質進👣行(hang)計量标(biāo)定✨,繪制(zhi)成曲線(xiàn),并對實(shí)驗結果(guo)進行分(fèn)析和解(jiě)釋。
1測量(liang)原理和(hé)方法
　　卡(ka)門渦街(jie)現象是(shi)指流體(tǐ)遇到垂(chuí)直插人(rén)管道中(zhong)的非流(liú)線👣型阻(zu)流件時(shí),會繞過(guò)阻流件(jian)流動,産(chǎn)生漩渦(wo)分離的(de)現象,形(xing)♈成有規(guī)則的漩(xuan)渦列,而(ér)左右兩(liang)側漩渦(wō)的旋轉(zhuǎn)方向是(shi)相反的(de)根據💋卡(kǎ)門渦街(jie)原理,漩(xuan)渦發生(sheng)頻率與(yǔ)管内平(píng)均流速(su)u有以下(xia)關系:
 
　　式(shì)中:b爲阻(zu)流件寬(kuān)度,m;u爲流(liu)經流量(liàng)計的平(ping)均流速(su),m/s;ƒ爲漩☎️渦(wō)頻🔞率,Hz;Sr爲(wei)斯特羅(luo)哈爾數(shù)。
　　渦街流(liú)量計的(de)K系數是(shi)單位體(tǐ)積的流(liú)體流過(guò)流量計(jì)時,流量(liang)計🔴産生(shēng)的脈沖(chong)數。由(1)式(shi)可知,漩(xuan)渦産生(sheng)頻率與(yu)平均流(liu)速、漩渦(wō)發生✨體(ti)形狀及(jí)幾何尺(chǐ)寸,斯特(te)羅哈爾(er)數相關(guan)。而查閱(yue)相關資(zī)☔料,經過(guò)🔴大量實(shi)驗證明(ming),斯特羅(luó)哈爾數(shu)Sr與雷諾(nuò)數相🐇關(guān)關系圖(tu)如1所示(shi)。
 
　　由圖1可(kě)知,當雷(léi)諾數在(zai)2x104~7x106時，斯特(tè)羅哈爾(ěr)數在此(cǐ)雷諾數(shù)範圍内(nei),基本是(shi)一個常(chang)數。由此(cǐ)可知,在(zài)漩渦發(fa)生體形(xing)狀和尺(chi)寸固定(ding)的情況(kuàng)下,隻要(yao)将雷諾(nuo)數控制(zhi)在此區(qu)間範圍(wei)内，流速(sù)和頻率(lǜ)直接相(xiàng)關,因此(cǐ),利用⛷️不(bu)同介質(zhi)♻️對渦街(jiē)流量計(jì)的K系數(shu)進行标(biao)🔴定時具(ju)有理論(lun)基礎和(hé)可行性(xìng)的。
雷諾(nuò)數的計(ji)算公式(shì)如下:
 
　　式(shi)中：ρ爲流(liú)體密度(du),kg/m³;v爲流體(ti)流速,m/s;D爲(wèi)流場的(de)特征長(zhǎng)度(圓形(xing)管道爲(wèi)🚩管道當(dāng)量直徑(jing)),m;η爲流體(ti)的動力(li)黏度,Pa.s。
　　由(you)式(2)得知(zhī),雷諾數(shu)取決于(yú)流體密(mi)度、流體(ti)流速、流(liu)經㊙️管道(dao)尺☂️寸、流(liú)體的動(dong)力黏度(dù)。
　　将雷諾(nuò)數控制(zhì)在最佳(jiā)區間内(nei)，利用水(shui)和空氣(qì)兩種🌈介(jie)🥵質對渦(wo)街流量(liàng)計K系數(shu)進行計(jì)量檢定(dìng),得出實(shi)驗數據(jù),從而驗(yan)證利用(yong)不同⭕介(jiè)質在其(qi)他條件(jiàn)相似條(tiao)件下對(dui)同口徑(jìng)同--渦街(jiē)流量計(ji)進行計(jì)量檢定(ding)得出的(de)誤差結(jie)果是否(fǒu)可信。
2實(shi)驗
　　采用(yong)由2套社(she)會公用(yòng)計量标(biāo)準對同(tong)--渦街流(liú)量計進(jin)🐉行檢測(ce)。
裝置1:靜(jìng)态質量(liang)法水流(liu)量标準(zhǔn)裝置(0.1級(ji));
裝置2:音(yīn)速噴嘴(zui)氣體流(liú)量标準(zhǔn)裝置(Urel=0.33%,k=2)
被(bèi)檢表:線(xiàn)性和重(zhong)複性較(jiao)好的1.0級(ji)某廠家(jiā)DN50渦街流(liu)量計(脈(mò)沖🈲輸出(chū)💔)
　　對于DN50口(kǒu)徑,液體(tǐ)渦街流(liu)量計标(biao)準流量(liàng)範圍爲(wei)4~40m³/h;氣體渦(wo)街流量(liang)計标準(zhǔn)流量範(fàn)圍爲30~300m³/h。
　　流(liú)量是指(zhǐ)單位時(shí)間内流(liu)經封閉(bi)管道有(yǒu)效截面(mian)的流體(tǐ)量,換算(suan)成流速(sù)。對于DN50口(kǒu)徑,液體(ti)渦街流(liu)量計标(biao)準流✏️量(liàng)範圍爲(wei)0.57~5.66m/s; 氣體渦(wo)街流量(liang)計 标準(zhun)流量範(fan)圍爲4.24~42.44m/s。
　　由(you)于在恒(héng)溫恒濕(shi)實驗室(shi)内進行(háng),介質溫(wen)度變化(hua)可忽略(luè)不計,都(dou)在20℃。20℃時,水(shui)的密度(du)爲998.232kg/m³;動力(li)黏度爲(wèi)1.0050X10-3Pa.s;20℃時,空氣(qi)的密度(dù)爲1.205kg/m³;動力(lì)黏度爲(wèi)1.8107×10-5Pa·s。
　　計算得(de)出:對于(yú)DN50口徑,液(yè)體渦街(jiē)流量計(ji)雷諾數(shu)範圍爲(wèi)2.831×104~2.811×105;氣體渦(wō)街流量(liang)計雷諾(nuò)數範圍(wéi)爲1.411×10*~1412×105。由上(shàng)看出，氣(qi)體渦街(jie)最小💃流(liú)量測量(liang)點雷諾(nuo)數已不(bú)在精度(du)保證範(fàn)😄圍之内(nei),同時，根(gen)據JJG1029--2007《渦街(jie)流量計(ji)檢定規(gui)程》,氣體(tǐ)渦街流(liú)量計在(zai)流量點(dian)在qt(0.2qmax)以下(xia)時,1.0級渦(wo)街流量(liang)計誤差(cha)允許達(da)到±2%，此時(shí)的K值對(dui)我們的(de)研究有(you)不确定(ding)性,因此(cǐ),選取qt(0.2qmax)及(jí)以上流(liú)量點(包(bāo)括0.2qmax、0.4qmax、qmax),利用(yòng)兩套标(biāo)準裝置(zhi)對上述(shu)流量點(dian)進行檢(jiǎn)測。
3實驗(yan)數據分(fen)析
　　由上(shàng)頁圖1可(kě)見，在相(xiang)應雷諾(nuo)數區間(jian)内,用水(shuǐ)和氣對(duì)渦街🌈流(liu)☀️量計儀(yi)表K系數(shu)進行标(biao)定的誤(wù)差僅相(xiàng)差0.5%左右(yòu),不會引(yǐn)🌈起明顯(xian)誤差。
 
4結(jie)語
　　在相(xiang)應雷諾(nuò)數區間(jiān)内,用不(bú)同介質(zhi)對DN50渦街(jiē)流量計(ji)K系👅數進(jìn)行标🌈定(dìng),誤差基(ji)本一緻(zhì)。所以,對(duì)于1.5級及(ji)以下等(deng)級🌈渦街(jie)流量計(ji)的标定(ding)，如果受(shòu)制于條(tiáo)件所限(xiàn)，檢測裝(zhuang)置不全(quan)面,用音(yin)速噴嘴(zuǐ)氣體流(liú)量标準(zhun)裝置和(he)靜态質(zhì)量法水(shuǐ)流量标(biao)準裝置(zhì)互相代(dài)替檢測(cè)是具有(yǒu)可行性(xing)的。該實(shí)驗中仍(reng)💯有一些(xie)不足:兩(liǎng)套标準(zhǔn)裝置一(yī)套屬于(yu)🐉正壓法(fa)檢測,一(yī)套屬于(yú)負壓法(fa)檢🌈測,由(yóu)于檢測(ce)設備工(gong)作方式(shi)的一些(xie)區别和(he)台位差(cha),存在着(zhe)一些不(bu)确定度(du),但如果(guǒ)兩種檢(jiǎn)測設備(bèi)🏃‍♂️的精度(dù)等級都(dōu)控制在(zài)較高範(fàn)圍内,該(gāi)不确定(ding)度對于(yú)精度等(děng)級較低(di)的渦街(jie)流量計(jì)是可以(yi)忽略不(bu)計的。

本(běn)文來源(yuán)于網絡(luo),如有侵(qin)權聯系(xi)即删除(chú)！