渦街流量(liang)計 在實際(ji)應用中，使(shi)用介質對(dui)其測量帶(dai)來多大的(de)附加誤🏒差(cha)尚不明确(que)。利用在以(yi)空氣爲介(jie)質的音速(su)噴嘴法💰氣(qi)體流量标(biao)準裝置和(he)以蒸汽爲(wei)介質的蒸(zheng)汽流量标(biao)準裝置的(de)比對試驗(yan)，對🔞在空氣(qi)和蒸汽介(jie)質🔆下渦街(jie)流量計的(de)流量特性(xing)進行對比(bi)研究，得到(dao)儀表系數(shu)在不同介(jie)質下變化(hua)曲線和趨(qu)勢，并對試(shi)驗結果進(jin)行分析解(jie)釋。
一、卡門(men)渦街的基(ji)本原理
　　如(ru)圖1所示，在(zai)測量管道(dao)中垂直地(di)插入一非(fei)流線型✏️阻(zu)流體，也稱(cheng)發生體。随(sui)着流體流(liu)動，當管道(dao)雷諾數💞達(da)到一定值(zhi)時，在發🌈生(sheng)體兩側就(jiu)會交替地(di)分離出卡(ka)門渦街。漩(xuan)渦頻率f與(yu)流經發生(sheng)體兩側的(de)平均流速(su)U1之間的關(guan)系可表👄示(shi)爲：

　　式中：f——漩(xuan)渦頻率，Hz；Sr——斯(si)特勞哈爾(er)數；U1——發生體(ti)兩側的平(ping)均流速，m/s；d——發(fa)🤞生✨體迎流(liu)面的寬度(du)，m。
二、試驗裝(zhuang)置和儀表(biao)
1.蒸汽流量(liang)标準裝置(zhi)
　　蒸汽冷凝(ning)稱重法是(shi)指蒸汽流(liu)過被檢表(biao)後，通過冷(leng)凝❤️器全部(bu)冷凝成常(chang)溫水并由(you)電子秤稱(cheng)量，再根據(ju)測量被檢(jian)表處✊的壓(ya)力和溫度(du)得到密度(du)，進而得到(dao)🍉被檢表處(chu)的标準體(ti)積量。
　　冷凝(ning)稱重法蒸(zheng)汽流量标(biao)準裝置（以(yi)下簡稱“蒸(zheng)汽裝置”）是(shi)❌國内唯一(yi)采用蒸汽(qi)實流标定(ding)的蒸汽流(liu)量标準裝(zhuang)置。該裝置(zhi)以過熱蒸(zheng)汽作爲檢(jian)定介質，對(dui)蒸汽流量(liang)儀表進行(hang)實流标定(ding)，檢定流量(liang)範圍爲（2.5～10000）kg/h，其(qi)精度等級(ji)爲0.1級。該裝(zhuang)置可以開(kai)展DN200以下口(kou)徑 渦街流(liu)量計 、彎管(guan)、 V錐流量計(ji) 、分流旋翼(yi)、 孔闆流量(liang)計 、 旋進漩(xuan)渦流量計(ji) 等多種蒸(zheng)汽流量計(ji)的檢定、校(xiao)準及相關(guan)檢測。
2.音速(su)噴嘴法氣(qi)體流量标(biao)準裝置
　　文(wen)丘裏噴嘴(zui)是個孔徑(jing)逐漸減小(xiao)的流道，孔(kong)徑最小的(de)部👉分稱爲(wei)噴嘴的喉(hou)部，喉部的(de)後面有孔(kong)徑逐漸擴(kuo)大的流道(dao)。當氣體通(tong)過噴嘴時(shi)，喉部的氣(qi)體流速将(jiang)随着節流(liu)壓力比減(jian)小而增大(da)。當節流壓(ya)力比小到(dao)一定值時(shi)，喉部流速(su)達到最大(da)流速——音速(su)。此時若再(zai)減小節流(liu)壓力比，流(liu)速（流量）将(jiang)保持音速(su)不變，不再(zai)受下遊壓(ya)力的影響(xiang)，而隻與噴(pen)嘴入口處(chu)的滞止壓(ya)力和溫度(du)有關，此時(shi)的噴嘴稱(cheng)爲音速噴(pen)嘴，流量☂️方(fang)程式爲

　　式(shi)中：qm——流過噴(pen)嘴的質量(liang)流量；A*——音速(su)噴嘴喉部(bu)面積；C——流🚶‍♀️出(chu)系數；C*——臨界(jie)流函數；P0——音(yin)速噴嘴入(ru)口處滞止(zhi)絕對壓力(li)；T0——音速噴嘴(zui)入口處🐕滞(zhi)止絕對溫(wen)度；R——通用氣(qi)體常數；M——氣(qi)體千摩爾(er)質量。
　　從式(shi)（2）可以看出(chu)，一種喉徑(jing)的噴嘴隻(zhi)有一個臨(lin)界流量💃🏻值(zhi)，噴🛀嘴入💞口(kou)的滞止壓(ya)力和滞止(zhi)溫度不變(bian)時，通🔞過噴(pen)🔞嘴的流量(liang)也不變，正(zheng)是由于此(ci)特性使音(yin)速噴嘴作(zuo)爲标準件(jian)廣泛應用(yong)于氣體流(liu)量标準裝(zhuang)置中。
　　音速(su)噴嘴法氣(qi)體流量标(biao)準裝置（以(yi)下簡稱“空(kong)氣裝置”）采(cai)用臨☀️界流(liu)文丘裏噴(pen)嘴作爲标(biao)準表，該檢(jian)定裝置擴(kuo)展不确定(ding)度（k=2）達到0.25%，流(liu)量範圍爲(wei)（2.5~10000）m3/h，可開展DN15～DN300口(kou)徑的渦街(jie)、渦輪、容積(ji)式等氣體(ti)流量儀表(biao)的檢定/校(xiao)準工作。該(gai)設備主要(yao)由羅茨真(zhen)空泵🚩提供(gong)負壓，與傳(chuan)統采用水(shui)環真空泵(beng)相比，可節(jie)約電能損(sun)耗60％以上。地(di)下循環通(tong)風系統，提(ti)高了氣體(ti)流場的穩(wen)定性（壓力(li)波動在1％以(yi)内，溫度波(bo)動在0.1℃以内(nei)）。
3.所用的渦(wo)街流量計(ji)
　　本次特别(bie)訂制了DN25、DN40、DN50、DN80、DN100、DN150共(gong)6台渦街流(liu)量計。該渦(wo)街流量計(ji)體積流量(liang)❤️的精度等(deng)級爲1.5級，其(qi)主要應用(yong)于測量和(he)輸出氣體(ti)、蒸汽🔞和液(ye)🈲體的瞬時(shi)體積流量(liang)。其流體溫(wen)度範圍從(cong)-200℃~400℃、可測量和(he)輸🤞出流體(ti)👌的瞬時體(ti)積流量。該(gai)渦街流量(liang)計有内置(zhi)🈲的溫度傳(chuan)感器，可以(yi)測量和輸(shu)出溫度信(xin)号，有内置(zhi)豐富☔的軟(ruan)件計算功(gong)能，可以實(shi)🌂現對飽和(he)蒸汽☀️的質(zhi)量流量的(de)測量。
考慮(lü)試驗條件(jian)，具體測量(liang)範圍如表(biao)1所示。
三、不(bu)同介質下(xia)的對比試(shi)驗研究
1.試(shi)驗方案
　　在(zai)空氣裝置(zhi)和蒸汽裝(zhuang)置中以标(biao)準安裝條(tiao)件對DN25、DN40、DN50、DN80、DN100和DN150渦(wo)街流量計(ji)各做2組試(shi)驗進行比(bi)對，依次從(cong)最小流量(liang)到20%、40%、60%、80%、100%最大流(liu)量，共計6個(ge)流量點，每(mei)個流量點(dian)重複檢定(ding)7次。在空氣(qi)裝置中用(yong)标準表（噴(pen)嘴組合）法(fa)做1組試驗(yan)，計算得到(dao)儀表系數(shu)、重複性等(deng)數據；在蒸(zheng)汽裝置中(zhong)用稱重法(fa)做1組試驗(yan)，再計算儀(yi)表系數、重(zhong)複性等相(xiang)關數據，比(bi)較兩組數(shu)據差異和(he)聯系。
2.各口(kou)徑渦街流(liu)量計試驗(yan)情況
（1）DN25試驗(yan)
　　儀表系數(shu)和流量曲(qu)線關系如(ru)圖2所示。從(cong)圖2中不難(nan)✌️發✨現該渦(wo)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼街流量計(ji)在空氣裝(zhuang)置上的儀(yi)表系數偏(pian)高于在蒸(zheng)🤩汽裝置上(shang)的儀表系(xi)數。但在0.8qmax時(shi)，在空氣裝(zhuang)置上的🔴儀(yi)表系數有(you)明☂️顯下降(jiang)，分析原因(yin)認爲，DN25管線(xian)是在DN50管線(xian)基礎上通(tong)過變徑實(shi)現的，可能(neng)🙇🏻在大流量(liang)時造成流(liu)場不穩或(huo)測壓偏低(di)造成标準(zhun)量偏高。







（2）DN40試(shi)驗
　　儀表系(xi)數和流量(liang)曲線關系(xi)如圖3所示(shi)。從圖3中不(bu)難發♻️現，該(gai)渦街流量(liang)計（剔除個(ge)别流量點(dian)）在空氣裝(zhuang)置上的🐅儀(yi)表系數逐(zhu)漸減小☂️，而(er)在蒸汽裝(zhuang)置上的儀(yi)表系數則(ze)逐漸增加(jia)。在0.6qmax時，兩者(zhe)儀🈲表系數(shu)基本重合(he)。
（3）DN50試驗
　　儀表(biao)系數和流(liu)量曲線關(guan)系如圖4所(suo)示。從圖4中(zhong)不難發現(xian)，其規律💚和(he)DN40渦街流量(liang)計規律基(ji)本一緻，即(ji)在空氣裝(zhuang)置上的儀(yi)㊙️表系數逐(zhu)👌漸減小，而(er)在蒸汽裝(zhuang)置上的儀(yi)表系數則(ze)逐漸增加(jia)，在靠近0.6qmax時(shi)，兩者儀表(biao)系數重合(he)。
　　空氣裝置(zhi)的DN40管線和(he)DN25管線是在(zai)DN50管線的基(ji)礎上變徑(jing)實現的。比(bi)較圖2、圖3和(he)圖4中空氣(qi)裝置上的(de)儀表系數(shu)😘-流量🐅曲線(xian)圖，可發現(xian)，在大流量(liang)時，随着口(kou)徑的減小(xiao)，儀表系數(shu)減小的越(yue)來越快。
（4）DN80試(shi)驗
　　儀表系(xi)數和流量(liang)曲線關系(xi)如圖5所示(shi)。從圖5中不(bu)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)逐✍️漸減小(xiao)，而在蒸汽(qi)裝置上🈲的(de)儀表系數(shu)則逐漸增(zeng)加♉。在0.8qmax時，兩(liang)者儀表系(xi)數基本重(zhong)合。
（5）DN100試驗
　　儀(yi)表系數和(he)流量曲線(xian)關系如圖(tu)6所示。從圖(tu)6中不難發(fa)😄現，該渦街(jie)流量計在(zai)空氣裝置(zhi)上的儀表(biao)系數一直(zhi)大于在蒸(zheng)汽裝置上(shang)的儀表系(xi)數，且線性(xing)度較好，而(er)在蒸汽裝(zhuang)置上的儀(yi)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻表系數則(ze)逐漸增加(jia)。
（6）DN150試驗
　　儀表(biao)系數和流(liu)量曲線關(guan)系如圖7所(suo)示。從圖7中(zhong)可以看出(chu)⁉️，該🆚渦街流(liu)量計在空(kong)氣裝置上(shang)和蒸汽裝(zhuang)置上的線(xian)性度都較(jiao)差。在✂️空氣(qi)裝置上，其(qi)儀表系數(shu)先增大後(hou)減☔小；而在(zai)蒸汽裝置(zhi)上，其儀表(biao)系數則先(xian)減小後增(zeng)大。
四、試驗(yan)結論
1.除DN100渦(wo)街流量計(ji)外，其他5台(tai)渦街流量(liang)計在空氣(qi)裝置上的(de)特🐇性基本(ben)一緻，即在(zai)大流量時(shi)，儀表系數(shu)會有一個(ge)較明顯下(xia)降。
2.各口徑(jing)的渦街流(liu)量計在蒸(zheng)汽裝置上(shang)的特性基(ji)本一👌緻💯，即(ji)儀表系數(shu)随着流量(liang)的增大而(er)增大。
3.就比(bi)較單台流(liu)量計在空(kong)氣裝置和(he)蒸汽裝置(zhi)上的儀表(biao)系數而言(yan)，六台渦街(jie)流量計的(de)規律基本(ben)一緻，即渦(wo)街流量計(ji)在空♈氣裝(zhuang)置上的儀(yi)表系數偏(pian)高于在蒸(zheng)汽裝置上(shang)的儀表系(xi)數，但因實(shi)驗數據量(liang)比較小，還(hai)無法💰定量(liang)地給出偏(pian)差量🧑🏾‍🤝‍🧑🏼。
4.初步(bu)結論：由于(yu)受黏度、溫(wen)度等因素(su)的影響，渦(wo)街流量計(ji)以空氣爲(wei)介質的儀(yi)表系數和(he)以蒸汽爲(wei)介質的儀(yi)🔞表系數存(cun)🔞在差💔異，但(dan)差别量較(jiao)小，具體差(cha)别量則需(xu)要在後續(xu)大量實驗(yan)的基⭐礎上(shang)總🏒結分析(xi)後給出。
5.每(mei)個口徑的(de)渦街流量(liang)計在儀表(biao)系數與流(liu)量的曲線(xian)圖上，以蒸(zheng)汽和空氣(qi)爲介質均(jun)有一個交(jiao)彙點。在交(jiao)彙點，儀表(biao)系數相同(tong)。這就提供(gong)了一種可(ke)能：設計一(yi)台具有交(jiao)彙點儀表(biao)系數的渦(wo)街流量計(ji)，在保證一(yi)定測量誤(wu)差的情況(kuang)下，既可測(ce)空氣，又可(ke)測蒸汽。

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