在一定的雷諾(nuò)數範(fàn)圍之内,渦(wō)街流量計(jì)
輸出頻率(lǜ)信号(hào)同流(liú)過(guò)測量(liàng)管(guǎn)的體(tǐ)積流量之(zhī)間的關系(xì)不受(shòu)流體(tǐ)物性(xìng)(密度(dù)、黏度(dù))和組分的(de)影響(xiǎng)。即流量系數隻(zhī)與旋渦發生(shēng)體及管道的形狀(zhuàng)尺寸有關,因此(cǐ),隻需(xū)在一(yī)種典(diǎn)型介質中标定(dìng)其流量系數(shù)而(ér)适用于各(gè)種介(jiè)質,這是渦街流(liú)量計(jì)的一大優點。但若雷諾數(shù)超過這一範(fàn)圍,就要産生影響(xiǎng)了。
在流體(tǐ)流動(dòng)的管(guǎn)道中(zhōng)設置(zhì)一個旋渦(wō)發生體(阻流體),于是(shì)在發生體(tǐ)下遊的量冊(cè)就會交(jiāo)替地産生(shēng)有規(guī)則的旋(xuán)渦。這種(zhǒng)旋渦(wō)稱爲(wèi)卡曼渦街。此旋渦的頻率同各因素的關(guān)系可用式(shì)(8.5)表述,即
卡曼渦(wō)街
(8.5)
式中
——發生(shēng)體(tǐ)一側産生(shēng)的卡曼渦(wō)街頻(pín)率;
——斯(sī)特羅哈爾(ěr)數(無(wú)量(liàng)綱(gāng)數);
——流(liú)體的(de)流速(sù);
——旋渦(wō)發(fā)生體的(de)寬度。
圖8.5所(suǒ)示爲圓(yuán)柱狀旋(xuán)渦發生(shēng)體的斯(sī)特(tè)羅哈爾數同(tóng)雷諾數(shù)的關系(xì)。由圖可(kě)見(jiàn),在
4~7×106範(fàn)圍内,是(shì)曲線的平坦(tǎn)部分(sr=1.7),卡曼渦(wō)街(jiē)頻(pín)率與流(liú)速成正比,這是(shì)儀表正常工作(zuò)範圍。在
=5×103~2×104範圍内,旋渦(wō)能穩定發(fā)生,但因(yīn)斯(sī)特羅(luó)哈爾(ěr)數增大,所(suǒ)以流量系(xì)數須經校正後(hòu)才能(néng)保證流量(liàng)測量精度。當red<5×103後旋渦(wō)不發(fā)生或不能(néng)穩定地(dì)發(fā)生。
斯(sī)特羅哈爾數與雷諾(nuò)數(shù)的關系(xì)
本節讨論(lùn)的是
=5×103~2×104的區(qū)間如何(hé)提(tí)高流(liú)量測(cè)量精度的問(wèn)題。如果(guǒ)獲得(dé)可(kě)靠的校正系數并用适(shì)當的方(fāng)式(shì)實現(xiàn)在線(xiàn)校正就能(néng)将測量精(jīng)度提(tí)高,将範圍度顯(xiǎn)著擴大。
(2)雷(léi)諾數(shù)影響的校正 表8.2給出(chū)了(le)yf100系列渦(wō)街流量計(jì)低雷(léi)諾數(shù)測量段的(de)校正系數表。使(shǐ)用這一(yī)表格(gé)的方式也有在線(xiàn)計算和(hé)離(lí)線計(jì)算之分。其中在(zài)線計算法多在(zài)帶cpu的渦街流(liú)量(liàng)變送器(傳(chuán)感器)中使(shǐ)用,離線計算多(duō)在流(liú)量顯(xiǎn)示表中用折線(xiàn)法實現校(xiào)正時使用(yòng)。
表8.2 雷諾數(shù)校正系數(shù)
雷諾(nuò)數redi
|
校(xiào)正系數a
|
雷(léi)諾數redi
|
校(xiào)正系數(shù)a
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5.5×103
|
0.886
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2.0×104
|
0.990
|
8.0×103
|
0.935
|
4.0×104
|
1.000
|
1.2×104
|
0.964
|
|
|
所示爲(wèi)在線計(jì)算校正系(xì)數的(de)程序框(kuàng)圖。圖中(zhōng)的kt爲(wèi)流量系數(shù),d爲測量(liàng)管内徑(jìng),
爲流(liú)體(tǐ)黏度(dù),qm爲(wèi)質量流(liú)量。
離線(xiàn)計算就是計算(suàn)滿量(liàng)程的雷諾數和各典型流(liú)量點的流量值(zhí),然後制作(zuò)折線(xiàn),填入儀表的程序菜(cài)單,儀(yí)表運(yùn)行後(hòu),實現自動(dòng)校正。
(3)舉例
①已知(zhī)條件(jiàn)
a.流體名稱(chēng):柴油(yóu)
b.流(liú)體(tǐ)溫度:30℃
c.流體(tǐ)密度:
3
d.流體黏度:
·s
e.管道(dào)内徑:d=0.05m
f.最大(dà)流(liú)量:qvmax=50m3/h
②計算(suàn)
a.最大質量(liàng)流量(liàng)qmmax的計(jì)算(suàn)
qmmax=
b.最大流(liú)量時(shí)的雷(léi)諾數redmax的(de)計算[使用式(shì)(8.2)]
redmax
=
4
c.各典型流量點的體(tǐ)積流量qvi的(de)計算
(8.6)
将(jiāng)表8.2中各典型(xíng)流量(liàng)點雷(léi)諾數代入式(8.6)得(dé)各點流量qvi,列于(yú)表8.3中。
表8.3 各特征點校(xiào)正(zhèng)系數
流(liú)量值qvi/(m3/h)
|
雷諾數redi
|
校正系(xì)數a
|
流量值(zhí)qvi/(m3/h)
|
雷諾數redi
|
校正系(xì)數a
|
2.976
|
5.5×103
|
0.886
|
10.823
|
2.0×104
|
0.990
|
4.329
|
8.0×103
|
0.935
|
21.645
|
4.0×104
|
1.000
|
6.494
|
1.2×104
|
0.964
|
50.000
|
9.24×103
|
1.000
|
這一方(fāng)法可(kě)用來對(duì)黏(nián)度比(bǐ)水高一(yī)些(xiē)的液(yè)體低流速(sù)段進(jìn)行誤(wù)差校正(zhèng)。
(4)在流量(liàng)傳感器(變送器)中的(de)實現(xiàn)
上面(miàn)所述的雷諾數影響的校(xiào)正是在流量二(èr)次表中完成的(de),适用于渦街流(liú)量計本身無校(xiào)正能力的測量(liàng)系統。随着計(jì)算(suàn)機技術滲透到(dào)流量一(yī)次表,有(yǒu)些渦街流(liú)量計本身(shēn)也(yě)具備了(le)這種校正功能。例如橫(héng)河(hé)公司的yf100系列e型渦街(jiē)流量(liàng)計中(zhōng),是用(yòng)4段折(shé)線(xiàn)實(shí)現此(cǐ)項校正(zhèng)。折線的(de)橫坐标爲(wèi)旋渦(wō)頻率
,其縱坐标(biāo)爲校(xiào)正系數a,如(rú)圖(tú)8.7所(suǒ)示。
在表8.3所(suǒ)示的例(lì)子(zǐ)中,可從表8.3中的(de)流量(liàng)值qvi按下(xià)式(shì)求取(qǔ)各特征點頻率(lǜ)
。
式中
——體(tǐ)積流量(liàng),l/h或m3/h;
kt——流量系(xì)數,p/l或(huò)p/m3(1p=0.1pa·s)。
然後将各(gè)點頻率和(hé)所(suǒ)對應的(de)校正(zhèng)值填入渦(wō)街流(liú)量計(變送(sòng)器)菜單(dān)(第(dì)d21~d30條),并在“reynolds adj”(雷(léi)諾數校正(zhèng))項指定(dìng)“1”(執(zhí)行),儀表運(yùn)行後,就能(néng)将雷諾數對流(liú)量系(xì)數kt的影響(xiǎng)自動按下(xià)式進(jìn)行校(xiào)正(zhèng)。
式中
——校(xiào)正後的流(liú)量系(xì)數,p/l或(huò)p/m3;
a——校正值;
kt——未(wèi)經校正的(de)流量系數(shù),p/l或p/m3
本文
智(zhì)能電(diàn)磁流(liú)量計(jì)
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