摘要(yao):在對渦(wo)街流量(liang)計 檢定(ding)時，可能(neng)需要使(shi)用測壓(ya)、測溫元(yuan)件去測(ce)量流經(jing)流量計(ji)的流體(ti)溫度、壓(ya)力，以保(bao)證流量(liang)計計量(liang)的準确(que)性。然而(er)部分插(cha)入式測(ce)❓壓、測溫(wen)元件是(shi)需要插(cha)入🤩流體(ti)中💜，這樣(yang)相當于(yu)在🌈流量(liang)計的渦(wo)街發生(sheng)體後面(mian)🌈的旋渦(wo)中在放(fang)置了🌏一(yi)鈍體，此(ci)鈍體可(ke)能會影(ying)響已經(jing)形成的(de)旋渦，也(ye)可能會(hui)影響旋(xuan)渦脫落(luo)的頻率(lü)，從而有(you)可能影(ying)響流量(liang)計的計(ji)量💯性能(neng)。
1概述
　　流(liu)體流經(jing)靜止的(de)鈍物體(ti)時，會在(zai)物體後(hou)面形成(cheng)規🌍則的(de)🔞旋渦脫(tuo)落。自從(cong)1878年VincencStrouhal測量(liang)出旋渦(wo)脫落頻(pin)率和1911年(nian)VonKarman研究雙(shuang)排旋渦(wo)脫落😘的(de)穩定性(xing)分析以(yi)來，旋渦(wo)脫落😍變(bian)成了☁️流(liu)體力學(xue)的基本(ben)問題✌️。然(ran)而渦街(jie)流量計(ji)正是利(li)用了這(zhe)個原理(li)，流體流(liu)過旋渦(wo)發生體(ti)時，會在(zai)💋發生體(ti)下遊兩(liang)側交替(ti)地分離(li)釋放出(chu)兩列有(you)規律的(de)交錯排(pai)列的🌈旋(xuan)渦，即卡(ka)門渦街(jie)［1］，并使用(yong)傳感器(qi)測出旋(xuan)渦脫落(luo)的頻率(lü)，通過式(shi)(1):

　　進行換(huan)算，以達(da)到對流(liu)量的計(ji)量(式中(zhong)，b爲發生(sheng)體的🥰寬(kuan)度🤞;u爲流(liu)經流量(liang)計的流(liu)體平均(jun)速度;f爲(wei)旋渦的(de)頻率;Sr爲(wei)斯特羅(luo)哈爾數(shu))［2］。根據JJG1029—2007渦(wo)街流量(liang)計檢定(ding)規程的(de)要求，在(zai)對渦街(jie)流量計(ji)檢定或(huo)校準的(de)♌過程中(zhong)，如需🆚要(yao)測量流(liu)經流量(liang)計的流(liu)體溫度(du)或者流(liu)體壓力(li)時💘，可以(yi)在流量(liang)計下遊(you)(2－5)D或者🌈(2－7)D處(chu)分别設(she)置測溫(wen)孔、測壓(ya)孔［3］(其中(zhong)D爲流量(liang)計口徑(jing))(圖1)。在實(shi)際工作(zuo)中，對渦(wo)街流量(liang)計檢測(ce)✂️時，測溫(wen)或測壓(ya)都是使(shi)用傳感(gan)器，而且(qie)大多🤩數(shu)的傳感(gan)器是需(xu)💋要插入(ru)管道内(nei)部;如🎯果(guo)進行此(ci)‼️操作，相(xiang)當于在(zai)流量計(ji)渦街發(fa)生體的(de)後面旋(xuan)🌈渦中在(zai)放置了(le)一鈍體(ti)，此鈍體(ti)可能會(hui)影響已(yi)經形成(cheng)的♋旋渦(wo)，也可能(neng)會影響(xiang)旋渦✔️脫(tuo)落的頻(pin)率，從而(er)有可能(neng)👄影響流(liu)量計的(de)計量性(xing)能。本文(wen)🥵就⛱️是研(yan)究測溫(wen)、測壓傳(chuan)感器安(an)裝的位(wei)置l，以及(ji)和旋渦(wo)發生體(ti)形成的(de)角度α對(dui)渦街流(liu)量計計(ji)量性能(neng)的影響(xiang)(圖2)。


2實(shi)驗模型(xing)和實驗(yan)參數
　　選(xuan)擇精度(du)1.0級、口徑(jing)爲DN50的渦(wo)街流量(liang)計做實(shi)驗，根據(ju)說🙇🏻明書(shu)，流🤩量計(ji)的可測(ce)範圍爲(wei)2.2～73m3/h、可保證(zheng)精度的(de)測量範(fan)🌐圍爲3.3～73m3/h［2］，流(liu)量計的(de)輸出方(fang)式設置(zhi)爲脈沖(chong)輸出;另(ling)外，選擇(ze)一長度(du)15cm，直徑爲(wei)6mm的不鏽(xiu)鋼小圓(yuan)柱，用作(zuo)模拟插(cha)入式測(ce)壓、測👄溫(wen)元件(以(yi)🤞下簡稱(cheng)爲模拟(ni)元件)，以(yi)方便實(shi)驗。
　　在進(jin)行實驗(yan)前，先使(shi)用若幹(gan)模拟元(yuan)件将管(guan)道上的(de)小孔堵(du)住，密封(feng)以防止(zhi)漏水，但(dan)模拟元(yuan)件不得(de)插入👈管(guan)道中，保(bao)✨證模拟(ni)元件的(de)一端和(he)管道壁(bi)平齊，并(bing)在模拟(ni)元件上(shang)做🈲好記(ji)号，以保(bao)證重複(fu)實驗時(shi)，對實驗(yan)結果的(de)影🏃🏻響盡(jin)量減小(xiao)到最小(xiao)。實驗時(shi)，先對無(wu)模拟🏃元(yuan)件影響(xiang)的狀态(tai)進行檢(jian)測，流量(liang)點爲qmax和(he)0.40qmax(其中qmax=20.0m3/h)，每(mei)個流量(liang)點測量(liang)5次，取平(ping)均值進(jin)行比較(jiao)。在α分别(bie)選擇了(le)0°、45°、90°三個不(bu)同🧑🏽‍🤝‍🧑🏻角度(du)時，在渦(wo)街✌️流量(liang)計下遊(you)1D～7D的距離(li)插入🔴模(mo)拟元件(jian)，插入深(shen)度爲0.5D，測(ce)量各種(zhong)實驗狀(zhuang)态下渦(wo)街流量(liang)計各流(liu)量點的(de)K系數，以(yi)研究l，α對(dui)實驗結(jie)果的影(ying)響。實驗(yan)裝置如(ru)圖3所示(shi)，按照JJG1029—2007《渦(wo)街流量(liang)計檢定(ding)規程》的(de)要求進(jin)行檢定(ding)。

3參數l、α對(dui)渦街流(liu)量計示(shi)值誤差(cha)的影響(xiang)
　　通過測(ce)量，取得(de)各種實(shi)驗狀态(tai)下的K系(xi)數，選擇(ze)無模拟(ni)元件影(ying)響的實(shi)驗K系數(shu)爲基礎(chu)數據，與(yu)其他實(shi)驗狀态(tai)下的🧡實(shi)驗結果(guo)進行對(dui)比。
　　如圖(tu)4所示，圖(tu)中橫坐(zuo)标爲0，表(biao)示無模(mo)拟元件(jian)影響，1D～7D表(biao)示模‼️拟(ni)☀️元件❤️所(suo)放的位(wei)置，縱坐(zuo)标表示(shi)渦街流(liu)量計K系(xi)數的相(xiang)對示㊙️值(zhi)誤🌈差。從(cong)✏️圖4(a)中可(ke)以看出(chu)，當α=0°、流量(liang)點Q=8m3/h，模拟(ni)元㊙️件在(zai)3D～7D時，對流(liu)量計的(de)K系數影(ying)響比較(jiao)大，最大(da)♌影響接(jie)近0.2%。而當(dang)流量增(zeng)加至Q=20m3/h時(shi)，模拟元(yuan)件對流(liu)量計🏒K系(xi)數影響(xiang)比較平(ping)穩，保持(chi)在±0.1%以内(nei)。

　　當α增加(jia)至45°，流量(liang)點Q=8m3/h，模拟(ni)元件位(wei)于不同(tong)位置時(shi)，K系數的(de)相對示(shi)值誤差(cha)位于±0.1%之(zhi)間，表示(shi)模拟元(yuan)件放置(zhi)不同位(wei)置，可以(yi)導緻K系(xi)數變大(da)或變小(xiao)(圖5(a))。在大(da)流量情(qing)況下(Q=20m3/h)，從(cong)🈚圖5(b)中，可(ke)以發現(xian)K系數幾(ji)乎都是(shi)比實際(ji)值變大(da)的，且變(bian)化幅度(du)基本位(wei)于0%～0.1%範圍(wei)。

　　繼續增(zeng)大α至90°，即(ji)模拟元(yuan)件和渦(wo)街發生(sheng)體相互(hu)垂直⭕。從(cong)圖6(a)中可(ke)㊙️以看出(chu)，當流量(liang)點Q=8m3/h，模拟(ni)元件位(wei)于不同(tong)位置時(shi)，K系數的(de)相對示(shi)值誤🥵差(cha)波動很(hen)大，最大(da)變化多(duo)至0.25%。當流(liu)🔅量Q爲20m3/h，模(mo)拟元件(jian)📧位于1D處(chu)時，K系數(shu)相對示(shi)值誤⭐差(cha)減小約(yue)0.2%;而在2D～7D處(chu)，K系數變(bian)化平穩(wen)，相對示(shi)值誤差(cha)位🥵于－0.15%～0%範(fan)圍，即說(shuo)明流量(liang)計的K系(xi)數比實(shi)際☂️值變(bian)小。

　　從以(yi)上的實(shi)驗結果(guo)中可以(yi)分析出(chu)，在大流(liu)量(Q=20m3/h)情況(kuang)下，在流(liu)量計下(xia)遊2D～7D位置(zhi)處安裝(zhuang)測壓、測(ce)溫元件(jian)對流量(liang)計K系數(shu)影響比(bi)較平穩(wen)，且變化(hua)不大;而(er)在流量(liang)點0.4Qmax條件(jian)下(Q=8m3/h)，K系數(shu)變化幅(fu)度很大(da)，且變化(hua)不均勻(yun)。
4參數l、α對(dui)渦街流(liu)量計流(liu)量點重(zhong)複性的(de)影響
　　從(cong)圖7中可(ke)以看出(chu)，當α=0°時，不(bu)論在0.4Qmax=8m3/h，還(hai)是Qmax=20m3/h條件(jian)下，流量(liang)點的重(zhong)💃複性很(hen)穩定，這(zhe)說明模(mo)拟元件(jian)在各安(an)裝點對(dui)流量計(ji)重複性(xing)的影響(xiang)是有限(xian)的。

　　當α變(bian)化時，不(bu)論是在(zai)45°，還是90°，各(ge)流量點(dian)的重複(fu)性都稍(shao)有👣波動(dong)，但🌈是🥰不(bu)論怎麽(me)變化，都(dou)是符合(he)檢定要(yao)求的🈲(圖(tu)8，圖🧑🏾‍🤝‍🧑🏼9)，即:流(liu)量計的(de)重複性(xing)不得超(chao)過相應(ying)準确度(du)等級規(gui)定💃🏻的最(zui)大允許(xu)誤差絕(jue)對🐇值的(de)1/3。
5結束語(yu)
　　由以上(shang)實驗結(jie)果可以(yi)看出，在(zai)大流量(liang)Qmax=20m3/h條件下(xia)，測壓、測(ce)溫元件(jian)安裝位(wei)于2D～7D位置(zhi)時，對渦(wo)街流量(liang)計K系數(shu)的🌈影響(xiang)比較🈲平(ping)穩;而在(zai)🐇流量💋點(dian)Q=8m3/h時，渦街(jie)流量計(ji)K系數的(de)波動比(bi)較大，可(ke)能會導(dao)緻流量(liang)👌計的K系(xi)數有一(yi)定的偏(pian)差。在同(tong)一管道(dao)中，當流(liu)量增大(da)時，瞬間(jian)流速随(sui)着增加(jia)，經過旋(xuan)渦發生(sheng)體時，産(chan)生旋渦(wo)的⛱️能量(liang)也随之(zhi)🌏增加，這(zhe)樣傳感(gan)器就會(hui)接收到(dao)很強的(de)信号，即(ji)使測壓(ya)、測溫元(yuan)⁉️件的存(cun)在會對(dui)已形成(cheng)的旋渦(wo)有一定(ding)的影響(xiang)，但這個(ge)影響也(ye)🍉是小範(fan)圍的。然(ran)而當流(liu)量降低(di)🚩時，随之(zhi)旋👨‍❤️‍👨渦能(neng)量降低(di)👅，傳感器(qi)接收到(dao)的信号(hao)也會減(jian)弱，此時(shi)測壓、測(ce)溫元件(jian)對旋渦(wo)的影響(xiang)有了一(yi)定的突(tu)顯，導緻(zhi)所測量(liang)的K系數(shu)👉與實際(ji)值之間(jian)存在了(le)一定的(de)誤差。當(dang)這個誤(wu)差達到(dao)一💋定程(cheng)度，會影(ying)響一個(ge)流量計(ji)📧的檢定(ding)結果。

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