渦街流量計 在(zai)實際應用中，使(shi)用介質對其測(cè)量帶來多大的(de)附加💋誤❄️差尚不(bú)明确。利用在以(yi)空氣爲介質的(de)音速噴嘴法氣(qi)體流量标準裝(zhuang)置和以蒸汽爲(wèi)介質的蒸汽流(liú)量标準裝置的(de)比對試驗，對🔱在(zài)空氣⛷️和蒸汽介(jie)質下渦街流量(liang)計的流量特性(xìng)進行對比研究(jiu)，得到儀表系數(shù)在不同介質下(xia)變化曲線和趨(qu)🤞勢，并對試驗結(jie)果進行分‼️析解(jie)釋。
一、卡門渦街(jie)的基本原理
　　如(rú)圖1所示，在測量(liang)管道中垂直地(di)插入一非流線(xian)型🍓阻流🥵體，也稱(chēng)發生體。随着流(liú)體流動，當管道(dào)雷諾數達到一(yī)定🍉值時🈲，在發生(sheng)體兩側就會交(jiāo)替地分離出卡(ka)門渦街。漩渦頻(pín)率f與流經發生(sheng)體兩側的平均(jun)流速U1之間的關(guan)系可表示爲：

　　式中：f——漩渦頻(pín)率，Hz；Sr——斯特勞哈爾(er)數；U1——發生體兩側(ce)的平均流速，m/s；d——發(fa)生體迎流面的(de)寬度，m。
二、試驗裝(zhuang)置和儀表
1.蒸汽(qi)流量标準裝置(zhì)
　　蒸汽冷凝稱重(zhòng)法是指蒸汽流(liu)過被檢表後，通(tōng)過冷凝器全部(bù)冷凝成常溫水(shui)并由電子秤稱(cheng)量，再根據測量(liàng)被檢表處的壓(ya)力和溫度得到(dao)密度，進而得到(dao)被檢表處的标(biāo)⛱️準體積量。
　　冷凝(ning)稱重法蒸汽流(liu)量标準裝置（以(yi)下簡稱“蒸汽裝(zhuāng)置”）是國内唯一(yī)采用蒸汽實流(liú)标定的蒸汽流(liú)量标準裝置。該(gāi)裝置以過熱蒸(zhēng)汽作爲檢定介(jiè)質，對蒸汽流量(liàng)儀‼️表進行㊙️實流(liu)标定，檢定🌂流量(liang)範圍爲（2.5～10000）kg/h，其精度(du)等級爲0.1級。該裝(zhuang)置可以開展DN200以(yi)下口徑 渦街流(liu)量計 、彎管、 V錐流(liú)量計 、分流旋翼(yì)、 孔闆流量計 、 旋(xuan)進漩渦流量計(jì) 等多種蒸汽流(liú)量計的檢定、校(xiao)準及相關檢測(ce)。
2.音速噴嘴法氣(qi)體流量标準裝(zhuang)置
　　文丘裏噴嘴(zuǐ)是個孔徑逐漸(jiàn)減小的流道，孔(kong)徑最小的部分(fen)稱爲噴嘴的喉(hóu)部，喉部的後面(mian)有孔徑逐漸擴(kuò)大的流道。當氣(qì)體🍓通過噴嘴時(shí)，喉部的氣體流(liu)速将随着節流(liu)壓‼️力比減小而(er)增大。當節♍流壓(ya)力比小到一定(ding)值時，喉部流速(su)達到最大流速(su)——音🆚速。此時若再(zai)減小節流壓力(lì)比，流速（流量）将(jiāng)保持🏃🏻‍♂️音速不變(biàn)，不再受下遊壓(ya)力的影響，而隻(zhī)與噴嘴入口處(chu)的滞止壓力和(hé)溫✏️度有關，此時(shí)的🔴噴嘴稱爲音(yin)速噴嘴，流量方(fāng)程式爲

　　式中：qm——流(liu)過噴嘴的質量(liang)流量；A*——音速噴嘴(zui)喉部面積；C——流出(chū)系數；C*——臨🥰界流函(han)數；P0——音速噴嘴入(ru)口處滞止絕對(dui)壓力；T0——音速噴☀️嘴(zuǐ)入🏃🏻口處滞止🛀絕(jue)對溫度；R——通用氣(qi)體常數；M——氣體千(qiān)摩爾質量。
　　從式(shì)（2）可以看出，一種(zhǒng)喉徑的噴嘴隻(zhī)有一個臨界流(liú)量值，噴嘴入口(kou)的滞止壓力和(he)滞止溫度不變(bian)時，通過噴嘴的(de)流量也不🔅變，正(zhèng)是由于此特性(xing)使音速噴嘴作(zuo)爲标準件🏃🏻‍♂️廣泛(fàn)應用于氣體流(liú)量标準裝置中(zhōng)。
　　音速噴嘴法氣(qì)體流量标準裝(zhuāng)置（以下簡稱“空(kōng)氣裝置”）采用臨(lin)界流文丘裏噴(pēn)嘴作爲标準表(biǎo)，該檢定裝置擴(kuo)展不⭐确定度（k=2）達(dá)到0.25%，流🥵量範圍爲(wèi)（2.5~10000）m3/h，可開展DN15～DN300口徑的(de)渦街、渦輪、容積(jī)式等氣📐體流量(liang)儀表的檢定/校(xiào)準工作。該設備(bèi)主要由羅🧡茨真(zhen)空泵提供負壓(ya)，與傳統采📞用水(shuǐ)環真空泵相比(bi)，可節約電能損(sǔn)耗60％以上。地下循(xun)❗環通風系統，提(tí)高了氣體流場(chang)🍉的穩定性（壓力(li)波動在1％以内，溫(wen)度波動在0.1℃以内(nei)）。
3.所用的渦街流(liu)量計
　　本次特别(bie)訂制了DN25、DN40、DN50、DN80、DN100、DN150共6台渦(wō)街流量計。該渦(wo)街流量計⚽體積(ji)流量🍉的精度等(děng)級爲1.5級，其主要(yao)應用于測量和(he)🌈輸出氣體、蒸汽(qì)☁️和液體的瞬時(shi)體積流量。其流(liú)體溫度範圍從(cong)-200℃~400℃、可測量和輸出(chu)流體⭐的瞬時體(tǐ)積流量。該渦街(jie)流量🏃🏻計有内置(zhì)的溫度傳🆚感器(qi)，可以🈚測量和輸(shū)出溫度信号，有(yǒu)内置豐富的軟(ruan)件計算功能，可(kě)以實現對飽和(he)蒸汽💜的質量流(liu)量的測量。
考慮(lǜ)試驗條件，具體(tǐ)測量範圍如表(biao)1所示。
三、不同介(jie)質下的對比試(shi)驗研究
1.試驗方(fāng)案
　　在空氣裝置(zhi)和蒸汽裝置中(zhōng)以标準安裝條(tiao)件對DN25、DN40、DN50、DN80、DN100和DN150渦街流(liú)量計各做2組試(shì)驗進行比對，依(yī)次從最小流量(liang)到20%、40%、60%、80%、100%最大流量，共(gòng)計6個流量點，每(měi)個流量點重複(fu)檢定7次。在空氣(qi)裝置中用标準(zhǔn)表（噴嘴組合）法(fǎ)做1組試驗，計算(suan)得到儀表系數(shu)、重複性等數據(jù)；在蒸汽裝置中(zhong)用稱重法做1組(zǔ)試驗，再計算儀(yí)表系數、重複性(xing)等相關數據，比(bi)較兩組數據差(cha)異和聯系。
2.各口(kou)徑渦街流量計(ji)試驗情況
（1）DN25試驗(yan)
　　儀表系數和流(liu)量曲線關系如(rú)圖2所示。從圖2中(zhōng)不難發現♍該渦(wō)🌐街流量計在空(kōng)氣裝置上的儀(yi)表系數偏🌏高于(yu)在蒸汽裝置上(shang)的儀表系數。但(dàn)在0.8qmax時，在空氣裝(zhuāng)置上的儀表系(xi)數有明顯下降(jiàng)，分析原因認爲(wei)，DN25管線是在DN50管線(xian)基礎上通過變(bian)徑實現的，可能(neng)在大流量時造(zào)成流場不穩或(huo)測壓偏低造成(cheng)标準量偏高。







（2）DN40試(shi)驗
　　儀表系數和(he)流量曲線關系(xi)如圖3所示。從圖(tu)3中不難發🈲現，該(gai)🛀🏻渦街流量計（剔(tī)除個别流量點(dian)）在空氣裝置上(shàng)的儀表系數逐(zhu)漸減小，而在蒸(zhēng)汽裝置上的儀(yí)表💰系數則逐漸(jian)增加。在0.6qmax時，兩者(zhě)儀表系數基本(ben)重合。
（3）DN50試驗
　　儀表(biao)系數和流量曲(qu)線關系如圖4所(suǒ)示。從圖4中不難(nán)發現，其規律和(hé)DN40渦街流量計規(guī)律基本一緻，即(ji)在空氣裝置上(shàng)的儀表系💯數逐(zhú)漸減小，而在蒸(zhēng)汽裝置上的儀(yí)表系數則⭐逐漸(jiàn)增加，在靠🈚近0.6qmax時(shí)，兩者儀表系數(shù)重合。
　　空氣裝置(zhi)的DN40管線和DN25管線(xiàn)是在DN50管線的基(ji)礎上變徑實現(xian)的。比👨‍❤️‍👨較圖2、圖3和(he)圖4中空氣裝置(zhì)上的儀表系數(shù)🥰-流量♌曲線圖，可(kě)🔴發現，在大流量(liàng)時，随着口徑的(de)減小，儀表系數(shu)減小的越來越(yue)快。
（4）DN80試驗
　　儀表系(xi)數和流量曲線(xian)關系如圖5所示(shì)。從圖5中不難發(fā)現，該🔆渦街流量(liang)計在空氣裝置(zhì)上的儀表系數(shu)逐漸減小，而在(zài)蒸汽裝置上💞的(de)儀表系數則逐(zhú)漸增加。在0.8qmax時，兩(liǎng)🔴者儀表系數基(ji)本重合⛷️。
（5）DN100試驗
　　儀(yí)表系數和流量(liang)曲線關系如圖(tú)6所示。從圖6中不(bú)難發♌現💋，該☁️渦街(jie)流量計在空氣(qì)裝置上的儀表(biǎo)系數一直大于(yu)在蒸汽裝置💚上(shàng)的㊙️儀表系數，且(qie)線性度較好，而(ér)在蒸🏃‍♂️汽裝置上(shàng)的儀表系數則(ze)逐漸增加。
（6）DN150試驗(yan)
　　儀表系數和流(liú)量曲線關系如(rú)圖7所示。從圖7中(zhōng)可以看出，該渦(wō)街流量計在空(kong)氣裝置上和蒸(zheng)汽裝置上的線(xian)♉性度⛱️都較差。在(zai)空氣裝置上，其(qi)儀表系數先增(zēng)☎️大後減小；而在(zai)蒸汽裝置上，其(qi)儀表系數則先(xiān)減小後增大。
四(sì)、試驗結論
1.除DN100渦(wō)街流量計外，其(qí)他5台渦街流量(liang)計在空氣裝置(zhì)上的特性基本(běn)一緻，即在大流(liú)量時，儀表系數(shù)會有一個較明(ming)顯下降。
2.各口徑(jing)的渦街流量計(jì)在蒸汽裝置上(shang)的特性基本一(yi)緻，即儀🏃‍♂️表系數(shu)随着流量的增(zēng)大而增大。
3.就比(bǐ)較單台流量計(jì)在空氣裝置和(he)蒸汽裝置上的(de)儀表☁️系✔️數🌈而言(yán)，六台渦街流量(liàng)計的規律基本(ben)一緻，即渦♊街流(liu)量計在空氣裝(zhuāng)置上的儀表系(xi)數偏高于在蒸(zhēng)汽裝置上的儀(yí)表系數，但因實(shí)驗數據量比較(jiao)小，還無法✉️定量(liàng)地給出偏差量(liang)。
4.初步結論：由于(yu)受黏度、溫度等(deng)因素的影響，渦(wo)街流量☁️計以空(kong)氣爲介質的儀(yí)表系數和以蒸(zheng)汽爲介質的儀(yi)表系數存在差(chà)異，但差别量較(jiao)小，具體差别量(liang)則需要💃🏻在後續(xu)💯大量實驗的基(ji)礎上總☎️結分析(xi)後給出。
5.每個口(kǒu)徑的渦街流量(liang)計在儀表系數(shù)與流量的曲💋線(xian)圖上，以蒸汽和(hé)空氣爲介質均(jun)有一個交彙點(diǎn)。在交彙點，儀表(biao)系數相🎯同。這就(jiù)提供了一種可(kě)能：設計一台具(jù)有交彙點儀表(biǎo)💘系數的😍渦街流(liu)量計，在保證一(yi)定測量🏃‍♀️誤差的(de)情況下，既可測(cè)空氣，又可測蒸(zheng)汽🔞。

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