摘要:在對(dui)渦街流量計 檢(jian)定時，可能需要(yao)使用測壓、測溫(wen)元件去測量流(liú)經流量計的☀️流(liú)體溫度、壓力，以(yǐ)保證流量計計(jì)量的準确性。然(rán)而部分🔅插入式(shi)測壓、測溫元件(jian)是需要插入流(liu)體中，這樣相當(dāng)于在流量計的(de)渦街發生體後(hou)面的旋渦中在(zài)放置了一鈍體(tǐ)，此鈍體可能會(huì)影響已👄經形成(cheng)的旋渦，也可能(néng)會🍉影響旋渦脫(tuo)落的頻率，從而(ér)有可能影響流(liú)量計的計量性(xing)能。
1概述
　　流體流(liú)經靜止的鈍物(wu)體時，會在物體(tǐ)後面形成規則(ze)的旋👌渦脫落。自(zì)從1878年VincencStrouhal測量出旋(xuán)渦脫落頻率和(hé)1911年VonKarman研究雙排旋(xuán)渦✔️脫落的穩定(ding)性分析以來，旋(xuán)渦脫落變成了(le)🏒流體力學的基(jī)本問題💞。然而渦(wo)街流量計正是(shi)利用了這個原(yuan)理，流體流過旋(xuan)渦發生🈲體時，會(huì)在發生體下遊(you)兩側交替地🔞分(fèn)離釋放出兩列(lie)有規律的交錯(cuo)排列的旋渦，即(ji)卡門渦街［1］，并使(shi)用傳感器測出(chū)旋渦脫落的頻(pín)率，通過式(1):

　　進行(háng)換算，以達到對(duì)流量的計量(式(shi)中，b爲發生體的(de)💜寬度❌;u爲流經流(liu)量計的流體平(ping)均速度;f爲旋渦(wō)的頻率;Sr爲♉斯特(tè)羅哈爾數)［2］。根據(jù)JJG1029—2007渦街流量計檢(jian)定規程的要求(qiu)，在對渦街流量(liàng)計檢定或校準(zhǔn)的🏃🏻‍♂️過程中，如需(xu)要測量流經流(liu)量計👈的流體溫(wen)度或者流🛀體壓(ya)力時，可以在流(liu)量計下遊(2－5)D或者(zhě)(2－7)D處分别設置測(cè)溫孔、測壓🙇🏻孔［3］(其(qí)中D爲流量計口(kou)徑)(圖1)。在實際工(gōng)作中，對渦街流(liu)量計檢測⭐時，測(ce)溫🔞或測壓都是(shì)使用傳感器，而(er)且大🔴多☎️數的傳(chuán)感器是需要插(chā)入管道内部;如(rú)🔆果進行此操作(zuo)，相當于在流量(liang)計渦街發生體(ti)的後面旋渦中(zhōng)在放置了一鈍(dùn)體，此鈍體🐆可能(neng)會影響已經形(xing)成的✉️旋渦，也可(kě)能會影響旋渦(wō)🈲脫落的頻率，從(cóng)而有可能📐影響(xiǎng)流量計的計量(liang)性能。本文就是(shì)研究測溫、測壓(yā)傳感器安裝的(de)位置l，以及和旋(xuan)渦發生體💃🏻形成(chéng)的角👌度α對渦街(jie)流量計計量性(xing)能的影響(圖2)。


2實驗模(mo)型和實驗參數(shu)
　　選擇精度1.0級、口(kǒu)徑爲DN50的渦街流(liú)量計做實驗，根(gen)據說明書😍，流🥰量(liàng)🚶計的可測範圍(wei)爲2.2～73m3/h、可保證精度(du)的測量範圍爲(wei)3.3～73m3/h［2］，流量☀️計的🐇輸出(chu)方式設置爲脈(mo)沖輸出;另外，選(xuǎn)📐擇一長🍓度15cm，直徑(jing)爲6mm的不❌鏽鋼小(xiao)圓柱，用作模拟(ni)插入式測壓、測(ce)溫元件(以下簡(jiǎn)稱爲模拟元件(jian))，以方便實㊙️驗。
　　在(zài)進行實驗前，先(xian)使用若幹模拟(ni)元件将管道上(shàng)的❌小🚶‍♀️孔☔堵住，密(mi)封以防止漏水(shuǐ)，但模拟元件不(bu)得插入❗管道中(zhong)，保✔️證模拟元件(jiàn)的一端和管道(dao)壁平齊，并在模(mó)拟元件上做好(hao)記号㊙️，以保證重(zhong)複實驗時，對實(shi)驗結果的影響(xiǎng)盡量減小到最(zuì)小🈚。實驗時，先對(duì)無模拟元件影(ying)響的狀态進行(hang)檢測，流量點爲(wèi)⁉️qmax和0.40qmax(其中qmax=20.0m3/h)，每個流(liu)量點測量5次，取(qu)平均值進行🤟比(bi)較。在α分别選擇(zé)了0°、45°、90°三個不同角(jiǎo)度時，在渦街流(liu)量計下遊1D～7D的距(jù)離插入模㊙️拟元(yuan)件，插入深度✍️爲(wei)0.5D，測量各種實驗(yàn)狀态下渦街流(liu)量計各流量點(dian)的K系數，以研究(jiu)l，α對實驗結果‼️的(de)影響。實驗裝置(zhì)如圖3所示，按🏃🏻‍♂️照(zhào)JJG1029—2007《渦街流量計檢(jian)定規程》的要求(qiu)進行檢定。

3參數(shù)l、α對渦街流量計(ji)示值誤差的影(ying)響
　　通過測量，取(qu)得各種實驗狀(zhuang)态下的K系數，選(xuǎn)擇無模拟元件(jian)影響的實驗K系(xi)數爲基礎數據(jù)，與其他實驗狀(zhuàng)态下的實驗結(jié)果進行對比。
　　如(rú)圖4所示，圖中橫(heng)坐标爲0，表示無(wu)模拟元件影響(xiang)，1D～7D表🏒示🌈模拟元件(jian)所放的位置，縱(zòng)坐标表示渦街(jiē)流量計K系數的(de)相對示值誤差(chà)。從圖4(a)中可以看(kàn)出，當α=0°、流量點Q=8m3/h，模(mo)拟元件在3D～7D時，對(duì)流量計的K系數(shu)影響比較大，最(zui)大影響接近0.2%。而(ér)當流量☀️增加至(zhì)Q=20m3/h時👈，模拟元件‼️對(dui)流量計K系數影(ying)響比較平穩，保(bao)持在±0.1%以内。

　　當α增(zeng)加至45°，流量點Q=8m3/h，模(mó)拟元件位于不(bú)同位置時，K系數(shù)的相對示值誤(wu)差位于±0.1%之間，表(biao)示模拟元件放(fàng)置不同位置，可(ke)以導緻K系數變(biàn)大或變小(圖5(a))。在(zài)大流量情況下(xià)(Q=20m3/h)，從圖5(b)中，可以發(fa)現K系數幾乎都(dou)是比實際值變(bian)⛹🏻‍♀️大的，且變化幅(fu)度基本位于0%～0.1%範(fàn)圍。

　　繼續增大α至(zhi)90°，即模拟元件和(hé)渦街發生體相(xiang)互垂直。從圖6(a)中(zhong)可以看出，當流(liú)量點Q=8m3/h，模拟元件(jiàn)位于不同位置(zhi)時，K系數的相對(dui)示值誤差波動(dong)很大，最大變化(hua)多至0.25%。當流量Q爲(wèi)20m3/h，模拟元件位于(yú)1D處時，K系數相對(duì)示值誤差減小(xiǎo)約🧑🏾‍🤝‍🧑🏼0.2%;而在2D～7D處，K系數(shu)變化平🌈穩，相對(dui)示值誤差位于(yú)－0.15%～0%範圍，即說明流(liú)量計的K系數比(bǐ)實際值變小。

　　從(cóng)以上的實驗結(jie)果中可以分析(xī)出，在大流量(Q=20m3/h)情(qing)況下，在流量🤩計(jì)下遊2D～7D位置處安(an)裝測壓、測溫元(yuan)件對流❄️量計K系(xi)數影響⭐比較平(ping)穩，且變化不大(da);而在流量點0.4Qmax條(tiáo)件下(Q=8m3/h)，K系數變化(huà)幅度🌏很大，且變(biàn)化不均勻。
4參數(shù)l、α對渦街流量計(jì)流量點重複性(xìng)的影響
　　從圖7中(zhong)可以看出，當α=0°時(shi)，不論在0.4Qmax=8m3/h，還是Qmax=20m3/h條(tiao)件下，流量點✉️的(de)重複性很穩定(ding)，這說明模拟元(yuan)件在各安裝點(dian)對🎯流量計重複(fu)性的影響是有(you)限的。

　　當α變化時(shi)，不論是在45°，還是(shì)90°，各流量點的重(zhòng)複性都稍有☁️波(bo)動，但是不論怎(zen)麽變化，都是符(fú)合檢定要求的(de)(圖8，圖9)，即:流量計(ji)的重複性不得(dé)超過相應準确(que)度等級規定的(de)最大允許誤差(cha)絕對✊值的1/3。
5結束(shu)語
　　由以上實驗(yàn)結果可以看出(chū)，在大流量Qmax=20m3/h條件(jian)下，測壓、測溫元(yuán)件安裝位于2D～7D位(wei)置時，對渦街流(liú)量計K系數的影(yǐng)響比較平穩⭐;而(ér)在流量點Q=8m3/h時，渦(wō)街流量計K系數(shù)的波動比較大(da)，可能會導緻流(liú)量計的K系數有(you)一定的偏差。在(zài)同一管道中，當(dang)流量增大時，瞬(shun)間流速随着增(zeng)加，經過旋渦發(fā)生體時，産生旋(xuán)渦的能量也随(suí)之增加，這樣傳(chuán)感👌器就會接收(shōu)到很強的信号(hao)，即🔱使測壓、測溫(wen)元件的存在會(hui)對已形成的旋(xuan)渦有一定的影(yǐng)響，但這個影響(xiang)也是小範圍的(de)。然而當流量降(jiàng)低🌈時，随之旋🔴渦(wo)能量降低，傳感(gǎn)器接收到的信(xìn)号也會減弱，此(ci)時測壓、測溫元(yuán)件對旋渦的影(ying)響有了一定的(de)突顯，導緻所測(cè)量的K系數與實(shi)際值之間存在(zài)了一定的誤差(chà)。當這個誤差達(da)到一定程度，會(huì)影響一個流量(liang)計💋的檢定結果(guo)。

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