摘要: 對渦街流量計 來說(shuō)，出廠檢(jiǎn)定(dìng)不但(dàn)對于确定儀表(biǎo)性能(néng)參數是必不可少的，對于(yú)發現整體(tǐ)安裝(zhuāng)乃至(zhì)零部(bù)件制(zhì)造質量問題也(yě)是至關(guān)重要的(de)。對渦街(jiē)流(liú)量計測量(liàng)特性做了(le)簡要的介(jiè)紹，采(cǎi)用現場(chǎng)實(shí)驗的(de)方法，通過(guò)在蘭州石(shí)化公司水(shuǐ)、氣兩套标準裝置上(shàng)檢定數據(jù)的對比，試(shì)着分(fèn)析探(tàn)讨(tǎo)在一定(dìng)雷(léi)諾數(shù)範圍内，檢定(dìng)介質是否會對(duì)渦街流量(liàng)計的(de)儀表(biǎo)系數(shù)産生影(yǐng)響。
1 渦街流量(liàng)計原理
　　在(zài)流動的流(liú)體中插入一個斷面(miàn)爲非流(liú)線型的(de)柱狀(zhuàng)物(wù)體(tǐ)時，從(cóng)柱(zhù)狀物體兩側會産生兩列交(jiāo)替産生的(de)旋渦(wō)。這個現象(xiàng)被稱爲“卡(kǎ)門渦街”現象(xiàng)。
　　漩(xuán)渦列在漩(xuán)渦發生體下遊(yóu)非對稱地(dì)排列(liè)。研究(jiū)表明旋渦(wō)分離(lí)的頻率與介質流(liú)速成正比，與柱體的(de)寬度成反比(bǐ)。根據(jù)卡門(mén)渦街(jiē)原理(lǐ)，有如(rú)下關系式(shì):

　　式中: 漩渦的發(fā)生頻率爲(wèi) f，被(bèi)測介質流動(dòng)的平(píng)均速度(dù)爲 v，漩渦發生體迎面寬(kuān)度爲(wèi) d，管(guǎn)道(dào)内徑(jìng)爲 d，sr爲斯特勞(láo)哈(hā)爾數(shù)。根據(jù)卡門渦街(jiē)原理，有如下關(guān)系式:
管内(nèi)體積流量(liàng)
　　由上(shàng)面的式子可見，在管(guǎn)徑和柱體(tǐ)寬度已知(zhī)的情(qíng)況下(xià)，隻要(yào)測量(liàng)旋渦頻率(lǜ)便可(kě)測出流體流速(sù)和瞬時流(liú)量。

式(shì)中: k———流 量 計 的 儀 表 系(xì) 數(shù)，脈 沖 數(shù)/m3( p/m3) 。
　　k 除了與(yǔ)漩渦發(fā)生體、管道(dào)的幾何尺寸有關外(wài)，還與(yǔ)斯(sī)特勞哈(hā)爾數(shù)有關。圖 1 所(suǒ)示(shì)爲漩(xuán)渦發生(shēng)體的斯特勞哈(hā)爾數與(yǔ)管道雷(léi)諾數的關系。
　　斯特勞哈爾(ěr)數( sr) 是通過試驗确定(dìng)的無因次(cì)數。圖(tú) 1 中表(biǎo)示出了斯(sī)特勞哈爾數( sr) 和(hé)雷諾(nuò)數( re) 的關系(xì)，曲線的平(píng)直部(bù)分對應渦街流(liú)量計正常(cháng)測量(liàng)的範圍(wéi)。隻要檢(jiǎn)測出頻率 f 就可以求(qiú)得管(guǎn)内的(de)流速(sù)。

　　由以上的分析(xī)可以看出在一(yī)定的(de)雷(léi)諾數範(fàn)圍内(nèi)，渦街(jiē)流量(liàng)計輸出頻率信(xìn)号同(tóng)流(liú)過(guò)測(cè)量管的(de)體(tǐ)積流量之間的(de)關系不(bú)受流體物性( 密(mì)度、黏度(dù)) 和組分的影響，即流量(liàng)系數隻與(yǔ)旋渦發生體及(jí)管道(dào)的形狀尺寸有(yǒu)關，與(yǔ)檢定介質(zhì)無關。因此(cǐ)，隻要在一種典型介(jiè)質中(zhōng)标定其流(liú)量系數(shù)，就可以(yǐ)适應于各(gè)種介(jiè)質。但(dàn)是超過這(zhè)一範圍，就可能要産(chǎn)生(shēng)影響了(le)。爲了(le)解(jiě)決前言中提出(chū)的疑問(wèn)，驗證(zhèng)該結果在(zài)實際(jì)工作(zuò)中可(kě)以參考。
2 實(shí)驗準(zhǔn)備
　　采(cǎi)用的兩套(tào)标準(zhǔn)裝置具有(yǒu)較高(gāo)的不(bú)确定(dìng)度和穩定度，并(bìng)且通(tōng)過甘(gān)肅省(shěng)質量技術監督局的考核(hé)認證(zhèng)，可以(yǐ)作爲計量标準(zhǔn)向下(xià)傳遞(dì)。
裝置(zhì) 1: 0. 5 級負(fù)壓法(fǎ)音速噴嘴氣體(tǐ)流量(liàng)标準裝置(zhì)———氣标(biāo)。
裝置 2: 0. 05 級質(zhì)量法水流量标(biāo)準裝置(zhì)———水标。
被(bèi)檢對(duì)象: 選用一(yī)台脈(mò)沖(chòng)輸(shū)出、準(zhǔn)确度(dù)等級(jí) 1. 0級(jí)、儀表線性和重複(fú)性較好的北京菲薄(báo) dn150 渦街流量(liàng)計作爲被測流(liú)量計。
3 實(shí)驗數據(jù)

4 實驗數據(jù)分析(xī)
1) 首先，檢定時盡(jìn)量選(xuǎn)擇流(liú)量點對(duì)應(yīng)的雷諾數(shù)在 2 × 104～ 7.2×106範圍内，确保(bǎo)流量(liàng)計的測量(liàng)結果的準(zhǔn)确性(xìng)，且在(zài)兩套裝置(zhì)上流量點的雷諾數盡量(liàng)相近(jìn)，從而可以(yǐ)驗證公式(3)是(shì)否在實(shí)際應(yīng)用中(zhōng)可以成立，即(jí)渦街流(liú)量計在檢定(dìng)範圍内，儀表系數是否(fǒu)和檢(jiǎn)定介質無關。
2)表1、2分别(bié)是流量計在液(yè)體流量标準裝置、氣(qì)體流(liú)量标(biāo)準裝置上通過(guò)實際(jì)檢定得到(dào)的檢定數(shù)據，兩(liǎng)套裝(zhuāng)置(zhì)各自(zì)檢(jiǎn)定結(jié)果(guǒ)的(de)儀表(biǎo)線性、重(zhòng)複性均合格(gé)。但從兩個(gè)裝(zhuāng)置檢測數據(jù)比對分析看來，在合适雷(léi)諾數範圍内，同樣一(yī)台檢定(dìng)合格的(de)渦街(jiē)流量計，在(zài)不同(tóng)介質的标準裝(zhuāng)置上(shàng)檢定(dìng)數據相差(chà)還是很明(míng)顯(xiǎn)的(de)，儀表系數相差(chà)2.5%左右(yòu)，而且k系數(shù)曲線(xiàn)趨勢也并(bìng)不相(xiàng)同，如圖2所(suǒ)示。

3)從結果(guǒ)看來(lái)，至少在這兩套(tào)标準(zhǔn)裝置(zhì)上，在蘭(lán)州石化所使用流(liú)量計的檢(jiǎn)定中，不同(tóng)檢定(dìng)介(jiè)質(zhì)會(huì)對(duì)标定出來(lái)的儀表系數(shù)有較大(dà)影響(xiǎng)。用(yòng)水标定的渦街流(liú)量計(jì)，用來測量空氣或者蒸(zhēng)汽，需要重新用空氣再(zài)進行(háng)一(yī)次标定(dìng)，調整系數(shù)。
5.實驗(yàn)不足
　　 通過在兩套标準裝(zhuāng)置上的實際檢定，可(kě)以看到渦街流(liú)量計的儀表系(xì)數的确在(zài)不同介質(zhì)的檢定裝(zhuāng)置上有(yǒu)一(yī)定誤差。但是(shì)，實驗中(zhōng)也(yě)仍然存在很(hěn)多不(bú)足(zú):兩套裝(zhuāng)置一個(gè)是正壓檢定、一個是負壓檢定，而且前(qián)後直(zhí)管段的長(zhǎng)度也不同等這些因(yīn)素(sù)也(yě)可能(néng)是引起儀(yí)表系(xì)數誤差的原因。如(rú)何能更(gèng)好、更(gèng)科學(xué)地(dì)驗證渦(wō)街流量計(jì)儀表系數(shù)不(bú)受标定介質的影響，仍(réng)需要進一(yī)步的(de)工作(zuò)。

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