渦街(jie)流量(liang)計 在(zai)實際(ji)應用(yong)中，使(shi)用介(jie)質對(dui)其測(ce)量帶(dai)來多(duo)大的(de)附加(jia)誤差(cha)尚不(bu)🌏明确(que)。利用(yong)在以(yi)空氣(qi)爲介(jie)質的(de)音速(su)噴嘴(zui)法氣(qi)體☎️流(liu)量标(biao)準裝(zhuang)置和(he)以蒸(zheng)汽爲(wei)介質(zhi)的蒸(zheng)汽流(liu)量标(biao)準裝(zhuang)置的(de)比對(dui)💁試驗(yan)，對在(zai)空氣(qi)和蒸(zheng)汽介(jie)質下(xia)渦街(jie)流量(liang)計的(de)流量(liang)特性(xing)進行(hang)對比(bi)研究(jiu)，得到(dao)儀表(biao)系數(shu)在不(bu)同介(jie)質下(xia)變化(hua)曲線(xian)和趨(qu)勢，并(bing)對試(shi)驗結(jie)果進(jin)行分(fen)析💔解(jie)釋。
一(yi)、卡門(men)渦街(jie)的基(ji)本原(yuan)理
　　如(ru)圖1所(suo)示，在(zai)測量(liang)管道(dao)中垂(chui)直地(di)插入(ru)一非(fei)流線(xian)型阻(zu)流體(ti)，也稱(cheng)發生(sheng)體。随(sui)着流(liu)體流(liu)動，當(dang)管道(dao)雷諾(nuo)數達(da)到🛀一(yi)定🥰值(zhi)時，在(zai)發❓生(sheng)體兩(liang)側就(jiu)會交(jiao)替地(di)分離(li)出卡(ka)門渦(wo)✂️街。漩(xuan)渦頻(pin)率f與(yu)流經(jing)發生(sheng)體兩(liang)側的(de)平均(jun)流速(su)U1之間(jian)的關(guan)系可(ke)表示(shi)爲：

　　式(shi)中：f——漩(xuan)渦頻(pin)率，Hz；Sr——斯(si)特勞(lao)哈爾(er)數；U1——發(fa)生體(ti)兩側(ce)的平(ping)均流(liu)⁉️速📞，m/s；d——發(fa)㊙️生體(ti)迎流(liu)面的(de)寬度(du)，m。
二、試(shi)驗裝(zhuang)置和(he)儀表(biao)
1.蒸汽(qi)流量(liang)标準(zhun)裝置(zhi)
　　蒸汽(qi)冷凝(ning)稱重(zhong)法是(shi)指蒸(zheng)汽流(liu)過被(bei)檢表(biao)後，通(tong)過冷(leng)凝器(qi)全部(bu)冷凝(ning)成常(chang)溫水(shui)并由(you)電子(zi)秤稱(cheng)量，再(zai)根據(ju)測量(liang)被檢(jian)表處(chu)🌂的壓(ya)🔆力和(he)溫度(du)得到(dao)密度(du)，進而(er)得到(dao)被檢(jian)表🌈處(chu)的标(biao)準體(ti)積量(liang)。
　　冷凝(ning)稱重(zhong)法蒸(zheng)汽流(liu)量标(biao)準裝(zhuang)置（以(yi)下簡(jian)稱“蒸(zheng)汽裝(zhuang)⛷️置”）是(shi)✂️國内(nei)唯一(yi)采用(yong)蒸汽(qi)實流(liu)标定(ding)的蒸(zheng)汽流(liu)量标(biao)準裝(zhuang)置。該(gai)裝置(zhi)以過(guo)熱蒸(zheng)🏃🏻‍♂️汽作(zuo)爲檢(jian)定介(jie)質，對(dui)蒸汽(qi)流量(liang)儀表(biao)進行(hang)實流(liu)标定(ding)，檢定(ding)流量(liang)範💘圍(wei)爲（2.5～10000）kg/h，其(qi)精度(du)等級(ji)爲0.1級(ji)。該裝(zhuang)置可(ke)以開(kai)展DN200以(yi)下口(kou)徑 渦(wo)街流(liu)量計(ji) 、彎管(guan)、 V錐流(liu)量計(ji) 、分流(liu)旋翼(yi)、 孔闆(pan)流量(liang)計 、 旋(xuan)進漩(xuan)渦流(liu)量計(ji) 等多(duo)種蒸(zheng)汽流(liu)量計(ji)的檢(jian)定、校(xiao)準及(ji)相關(guan)檢測(ce)。
2.音速(su)噴嘴(zui)法氣(qi)體流(liu)量标(biao)準裝(zhuang)置
　　文(wen)丘裏(li)噴嘴(zui)是個(ge)孔徑(jing)逐漸(jian)減小(xiao)的流(liu)道，孔(kong)徑最(zui)小🔅的(de)部分(fen)稱爲(wei)噴嘴(zui)的喉(hou)部，喉(hou)部的(de)後面(mian)有孔(kong)徑逐(zhu)漸🐆擴(kuo)大的(de)流😍道(dao)。當氣(qi)體通(tong)過噴(pen)嘴時(shi)，喉部(bu)的氣(qi)體流(liu)速将(jiang)随着(zhe)節流(liu)壓力(li)比減(jian)小而(er)增🔞大(da)。當節(jie)流壓(ya)力比(bi)小到(dao)一定(ding)值🌈時(shi)，喉部(bu)流速(su)達到(dao)最🙇🏻大(da)流速(su)——音速(su)。此時(shi)若再(zai)減小(xiao)節流(liu)壓力(li)比，流(liu)速（流(liu)量）将(jiang)保持(chi)音速(su)不變(bian)，不再(zai)受下(xia)遊壓(ya)力👈的(de)影響(xiang)，而隻(zhi)與噴(pen)嘴入(ru)口處(chu)的滞(zhi)止🏃‍♂️壓(ya)力和(he)溫度(du)有關(guan)，此時(shi)的噴(pen)嘴稱(cheng)爲音(yin)速噴(pen)嘴，流(liu)量方(fang)程式(shi)爲

　　式(shi)中：qm——流(liu)過噴(pen)嘴的(de)質量(liang)流量(liang)；A*——音速(su)噴嘴(zui)喉部(bu)面積(ji)；C——流出(chu)系數(shu)；C*——臨界(jie)流函(han)數；P0——音(yin)速噴(pen)嘴入(ru)口處(chu)滞止(zhi)絕對(dui)壓力(li)；T0——音速(su)噴嘴(zui)入口(kou)處滞(zhi)止絕(jue)對溫(wen)度；R——通(tong)用氣(qi)體常(chang)數☁️；M——氣(qi)體千(qian)♉摩爾(er)質量(liang)。
　　從式(shi)（2）可以(yi)看出(chu)，一種(zhong)喉徑(jing)的噴(pen)嘴隻(zhi)有一(yi)個臨(lin)界流(liu)🌐量值(zhi)，噴⛹🏻‍♀️嘴(zui)入口(kou)的滞(zhi)止壓(ya)力和(he)滞止(zhi)溫度(du)不變(bian)時，通(tong)💜過噴(pen)嘴的(de)🈲流量(liang)也不(bu)☂️變，正(zheng)♉是由(you)于此(ci)特性(xing)使音(yin)速噴(pen)嘴作(zuo)爲标(biao)準件(jian)廣泛(fan)應⛱️用(yong)于氣(qi)🛀體流(liu)量🧑🏾‍🤝‍🧑🏼标(biao)準裝(zhuang)置中(zhong)。
　　音速(su)噴嘴(zui)法氣(qi)體流(liu)量标(biao)準裝(zhuang)置（以(yi)下簡(jian)稱“空(kong)氣裝(zhuang)置🈲”）采(cai)💞用臨(lin)界流(liu)文丘(qiu)裏噴(pen)嘴作(zuo)爲标(biao)準表(biao)，該檢(jian)定裝(zhuang)置擴(kuo)展不(bu)确定(ding)度（k=2）達(da)🐕到0.25%，流(liu)量範(fan)圍爲(wei)（2.5~10000）m3/h，可開(kai)展DN15～DN300口(kou)徑的(de)渦街(jie)、渦輪(lun)、容積(ji)式等(deng)氣體(ti)流量(liang)儀表(biao)的檢(jian)定/校(xiao)準工(gong)作。該(gai)設備(bei)主要(yao)由羅(luo)茨真(zhen)空泵(beng)提供(gong)負壓(ya)，與傳(chuan)統采(cai)用水(shui)環真(zhen)空泵(beng)相比(bi)，可節(jie)約電(dian)能損(sun)耗60％以(yi)上。地(di)下循(xun)環通(tong)風系(xi)統，提(ti)✏️高了(le)氣體(ti)流場(chang)的穩(wen)定性(xing)（壓力(li)波動(dong)在1％以(yi)内，溫(wen)度波(bo)動在(zai)0.1℃以内(nei)）。
3.所用(yong)的渦(wo)街流(liu)量計(ji)
　　本次(ci)特别(bie)訂制(zhi)了DN25、DN40、DN50、DN80、DN100、DN150共(gong)6台渦(wo)街流(liu)量計(ji)。該渦(wo)街流(liu)量計(ji)體積(ji)流量(liang)的精(jing)度等(deng)級爲(wei)1.5級，其(qi)主要(yao)應用(yong)于測(ce)量和(he)輸出(chu)氣體(ti)、蒸汽(qi)和液(ye)體的(de)🌈瞬時(shi)體積(ji)流量(liang)。其流(liu)體溫(wen)度範(fan)圍從(cong)-200℃~400℃、可測(ce)量和(he)輸出(chu)流體(ti)的瞬(shun)時體(ti)積流(liu)量。該(gai)渦街(jie)流量(liang)計有(you)内置(zhi)📐的溫(wen)度傳(chuan)感器(qi)，可以(yi)測量(liang)和輸(shu)出溫(wen)度信(xin)号，有(you)内置(zhi)豐富(fu)的軟(ruan)件計(ji)算功(gong)能，可(ke)以實(shi)現對(dui)飽和(he)蒸汽(qi)的質(zhi)量流(liu)量的(de)測量(liang)。
考慮(lü)試驗(yan)條件(jian)，具體(ti)測量(liang)範圍(wei)如表(biao)1所示(shi)。
三、不(bu)同介(jie)質下(xia)的對(dui)比試(shi)驗研(yan)究
1.試(shi)驗方(fang)案
　　在(zai)空氣(qi)裝置(zhi)和蒸(zheng)汽裝(zhuang)置中(zhong)以标(biao)準安(an)裝條(tiao)件對(dui)DN25、DN40、DN50、DN80、DN100和DN150渦(wo)街流(liu)量計(ji)各做(zuo)2組試(shi)驗進(jin)行比(bi)對，依(yi)次從(cong)最小(xiao)流量(liang)到20%、40%、60%、80%、100%最(zui)大流(liu)量，共(gong)計6個(ge)流量(liang)點，每(mei)個流(liu)量點(dian)重複(fu)檢定(ding)7次。在(zai)空氣(qi)裝置(zhi)中用(yong)标準(zhun)表（噴(pen)嘴組(zu)合）法(fa)做1組(zu)試驗(yan)，計算(suan)得到(dao)儀表(biao)系數(shu)、重複(fu)性等(deng)數據(ju)；在蒸(zheng)汽裝(zhuang)置中(zhong)用稱(cheng)重法(fa)做1組(zu)試驗(yan)，再計(ji)算儀(yi)表系(xi)數、重(zhong)複性(xing)等相(xiang)關數(shu)據，比(bi)較兩(liang)組數(shu)據差(cha)異和(he)聯系(xi)。
2.各口(kou)徑渦(wo)街流(liu)量計(ji)試驗(yan)情況(kuang)
（1）DN25試驗(yan)
　　儀表(biao)系數(shu)和流(liu)量曲(qu)線關(guan)系如(ru)圖2所(suo)示。從(cong)圖2中(zhong)不難(nan)🏃‍♀️發現(xian)該渦(wo)街流(liu)量計(ji)在空(kong)氣裝(zhuang)置上(shang)的儀(yi)表系(xi)數偏(pian)高于(yu)在蒸(zheng)汽裝(zhuang)☂️置上(shang)🆚的儀(yi)表系(xi)數。但(dan)在0.8qmax時(shi)，在空(kong)氣裝(zhuang)置上(shang)的儀(yi)表系(xi)數有(you)明顯(xian)下降(jiang)，分析(xi)原💛因(yin)認爲(wei)，DN25管線(xian)🏃是在(zai)DN50管線(xian)💋基礎(chu)上通(tong)過變(bian)徑實(shi)💛現的(de)，可能(neng)在大(da)流量(liang)🛀時造(zao)成流(liu)場不(bu)穩或(huo)測壓(ya)偏低(di)造成(cheng)标🌏準(zhun)量偏(pian)高。







（2）DN40試(shi)驗
　　儀(yi)表系(xi)數和(he)流量(liang)曲線(xian)關系(xi)如圖(tu)3所示(shi)。從圖(tu)3中不(bu)難發(fa)⭐現，該(gai)㊙️渦✏️街(jie)流量(liang)計（剔(ti)除個(ge)别流(liu)量點(dian)）在空(kong)氣裝(zhuang)置㊙️上(shang)的儀(yi)表系(xi)數逐(zhu)漸減(jian)小，而(er)在蒸(zheng)汽裝(zhuang)置上(shang)的儀(yi)表系(xi)數則(ze)逐漸(jian)增🔞加(jia)。在0.6qmax時(shi)✂️，兩者(zhe)儀表(biao)系數(shu)基本(ben)重合(he)。
（3）DN50試驗(yan)
　　儀表(biao)系數(shu)和流(liu)量曲(qu)線關(guan)系如(ru)圖4所(suo)示。從(cong)圖4中(zhong)不難(nan)✌️發現(xian)，其規(gui)🐅律✂️和(he)DN40渦街(jie)流量(liang)計規(gui)律基(ji)本一(yi)緻，即(ji)在空(kong)氣裝(zhuang)置上(shang)的儀(yi)表系(xi)數逐(zhu)漸減(jian)小，而(er)在蒸(zheng)汽裝(zhuang)置上(shang)的儀(yi)表系(xi)數則(ze)逐漸(jian)增加(jia)，在靠(kao)近0.6qmax時(shi)，兩者(zhe)儀表(biao)系數(shu)重合(he)。
　　空氣(qi)裝置(zhi)的DN40管(guan)線和(he)DN25管線(xian)是在(zai)DN50管線(xian)的基(ji)礎上(shang)變徑(jing)實現(xian)的。比(bi)較💛圖(tu)2、圖3和(he)圖4中(zhong)空氣(qi)裝置(zhi)上的(de)儀表(biao)系數(shu)🛀🏻-流量(liang)曲線(xian)圖，可(ke)發現(xian)，在大(da)流量(liang)時，随(sui)着口(kou)徑的(de)減小(xiao)，儀表(biao)系數(shu)減小(xiao)的越(yue)來越(yue)快。
（4）DN80試(shi)驗
　　儀(yi)表系(xi)數和(he)流量(liang)曲線(xian)關系(xi)如圖(tu)5所示(shi)。從圖(tu)5中不(bu)難發(fa)現，該(gai)渦街(jie)流量(liang)計在(zai)空氣(qi)裝置(zhi)上的(de)儀表(biao)系數(shu)逐漸(jian)減小(xiao)，而在(zai)蒸汽(qi)裝置(zhi)上的(de)儀表(biao)系數(shu)則逐(zhu)漸增(zeng)加。在(zai)0.8qmax時，兩(liang)🚶者儀(yi)表系(xi)數基(ji)本重(zhong)合🙇‍♀️。
（5）DN100試(shi)驗
　　儀(yi)表系(xi)數和(he)流量(liang)曲線(xian)關系(xi)如圖(tu)6所示(shi)。從圖(tu)6中不(bu)難🌈發(fa)♉現，該(gai)渦街(jie)⁉️流量(liang)計在(zai)空氣(qi)裝置(zhi)上的(de)儀表(biao)系數(shu)一直(zhi)大于(yu)在蒸(zheng)汽裝(zhuang)置上(shang)的儀(yi)表系(xi)數，且(qie)線性(xing)度較(jiao)好，而(er)在蒸(zheng)汽裝(zhuang)置✉️上(shang)的儀(yi)表系(xi)數則(ze)逐漸(jian)增加(jia)。
（6）DN150試驗(yan)
　　儀表(biao)系數(shu)和流(liu)量曲(qu)線關(guan)系如(ru)圖7所(suo)示。從(cong)圖7中(zhong)可以(yi)看出(chu)，該渦(wo)街流(liu)量計(ji)在空(kong)氣裝(zhuang)置上(shang)和蒸(zheng)汽裝(zhuang)置上(shang)的線(xian)性度(du)都較(jiao)差。在(zai)空氣(qi)裝置(zhi)上，其(qi)儀表(biao)系數(shu)先增(zeng)大後(hou)減小(xiao)；而在(zai)蒸汽(qi)裝置(zhi)上，其(qi)儀表(biao)系數(shu)則先(xian)減小(xiao)📧後增(zeng)大。
四(si)、試驗(yan)結論(lun)
1.除DN100渦(wo)街流(liu)量計(ji)外，其(qi)他5台(tai)渦街(jie)流量(liang)計在(zai)空氣(qi)裝置(zhi)上的(de)特性(xing)基本(ben)一緻(zhi)，即在(zai)大流(liu)量時(shi)，儀表(biao)系數(shu)會有(you)一個(ge)較明(ming)顯下(xia)⭕降。
2.各(ge)口徑(jing)的渦(wo)街流(liu)量計(ji)在蒸(zheng)汽裝(zhuang)置上(shang)的特(te)性基(ji)本一(yi)緻，即(ji)儀表(biao)系數(shu)随着(zhe)流量(liang)的增(zeng)大而(er)增大(da)。
3.就比(bi)較單(dan)台流(liu)量計(ji)在空(kong)氣裝(zhuang)置和(he)蒸汽(qi)裝置(zhi)上的(de)儀表(biao)系數(shu)而言(yan)，六台(tai)渦街(jie)流量(liang)計的(de)規律(lü)基本(ben)一緻(zhi)，即渦(wo)街流(liu)量計(ji)在空(kong)氣裝(zhuang)置上(shang)的儀(yi)表系(xi)數偏(pian)高于(yu)在蒸(zheng)汽裝(zhuang)置上(shang)的儀(yi)表系(xi)數，但(dan)因實(shi)驗💃🏻數(shu)據量(liang)比較(jiao)小，還(hai)無法(fa)😘定量(liang)地給(gei)出偏(pian)差量(liang)。
4.初步(bu)結論(lun)：由于(yu)受黏(nian)度、溫(wen)度等(deng)因素(su)的影(ying)響，渦(wo)街流(liu)量計(ji)以空(kong)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻氣爲(wei)介質(zhi)的儀(yi)表系(xi)數和(he)以蒸(zheng)汽爲(wei)介質(zhi)的儀(yi)🈲表系(xi)數存(cun)🐅在差(cha)異，但(dan)差别(bie)量較(jiao)小，具(ju)體差(cha)别量(liang)💋則需(xu)要在(zai)後續(xu)大量(liang)實驗(yan)的基(ji)⁉️礎上(shang)總結(jie)分析(xi)後給(gei)出。
5.每(mei)個口(kou)徑的(de)渦街(jie)流量(liang)計在(zai)儀表(biao)系數(shu)與流(liu)量的(de)曲線(xian)圖上(shang)，以蒸(zheng)汽和(he)空氣(qi)爲介(jie)質均(jun)有一(yi)個交(jiao)彙點(dian)。在交(jiao)彙點(dian)，儀表(biao)系數(shu)相同(tong)。這就(jiu)提供(gong)了一(yi)種可(ke)能：設(she)計一(yi)台具(ju)有交(jiao)彙點(dian)儀表(biao)系數(shu)的♋渦(wo)街流(liu)量計(ji)，在保(bao)證一(yi)定測(ce)量誤(wu)差的(de)情況(kuang)下，既(ji)可測(ce)空氣(qi)，又🙇🏻可(ke)測蒸(zheng)汽🚩。

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