渦街流量計 在(zài)實際應用中，使(shǐ)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(qì)體流量标準裝(zhuang)置🏒和以蒸汽爲(wei)介質的蒸汽流(liu)量标準裝置的(de)比對試驗，對在(zài)空氣和蒸汽介(jiè)質下渦街流量(liàng)計的流📞量特性(xing)進☎️行對比研究(jiū)，得到儀表系數(shù)在不😘同介質下(xia)變化曲線和趨(qū)♈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(xiàn)型阻流☂️體，也稱(cheng)🔴發生體。随着流(liú)體流動，當管道(dào)雷諾數⛱️達到一(yi)定🤞值時，在發生(shēng)體兩側就會交(jiāo)替地分離出卡(kǎ)門渦👈街。漩渦🌈頻(pin)率f與‼️流經發生(shēng)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(pin)率，Hz；Sr——斯特勞哈爾(er)數；U1——發生體兩側(cè)的平均流㊙️速，m/s；d——發(fa)⛷️生體迎流面的(de)寬度，m。
二、試驗裝(zhuāng)置和儀表
1.蒸汽(qì)流量标準裝置(zhi)
　　蒸汽冷凝稱重(zhong)法是指蒸汽流(liú)過被檢表後，通(tong)過冷凝器全部(bu)冷凝成常溫水(shuǐ)并由電子秤稱(cheng)量，再根據測量(liang)被檢表處的壓(yā)力和溫度得到(dào)密度，進而得到(dao)被檢表處的标(biāo)準體積量。
　　冷凝(níng)稱重法蒸汽流(liú)量标準裝置（以(yi)下簡稱“蒸汽裝(zhuāng)置”）是🌏國内唯一(yi)采用蒸汽實流(liu)标定的蒸汽流(liu)量标準裝置。該(gai)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(liú)标定，檢定流量(liàng)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(yǐ)下口徑 渦街流(liu)量計 、彎管、 V錐流(liu)量計 、分流旋翼(yi)、 孔闆流量計 、 旋(xuán)進漩渦流量計(jì) 等多種蒸汽流(liu)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(zhuāng)置
　　文丘裏噴嘴(zuǐ)是個孔徑逐漸(jiàn)減小的流道，孔(kǒng)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(qi)體通過噴嘴時(shi)，喉部的氣體流(liu)速将随着節流(liu)壓力比減小而(ér)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(sù)——音♌速。此時若🔴再(zai)減小節流壓力(li)比，流速（流量）将(jiāng)保持🌍音速不變(bian)，不再受下遊壓(yā)力的影響，而隻(zhī)與噴嘴入口處(chu)的滞止♍壓力和(he)溫度有關，此時(shí)的🈲噴嘴稱爲♉音(yīn)速噴嘴，流量方(fang)程式爲

　　式中：qm——流(liu)過噴嘴的質量(liàng)流量；A*——音速噴嘴(zui)喉部面積；C——流出(chū)系數⭕；C*——臨🧑🏽‍🤝‍🧑🏻界流函(hán)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(jué)對溫度；R——通用氣(qì)體常數😍；M——氣體千(qian)摩爾質⭐量。
　　從式(shi)（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(kǒu)的滞止壓力和(hé)滞止溫度不變(biàn)時，通過噴嘴的(de)流量也不變，正(zheng)是由于此特性(xìng)使音速噴嘴作(zuò)爲标準件廣泛(fàn)應用于氣體流(liu)量标準裝置中(zhong)。
　　音速噴嘴法氣(qi)體流量标準裝(zhuang)置（以下簡稱“空(kong)氣裝置”）采用臨(lín)界流文丘裏噴(pēn)嘴作爲标準表(biao)，該檢定裝置擴(kuo)⁉️展不确定度（k=2）達(da)🔴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(liàng)儀表的檢定/校(xiao)準工作。該設備(bei)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(sun)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(liú)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(jī)流量的精度等(děng)級爲1.5級，其主要(yao)應用于測量和(hé)輸出氣體、蒸汽(qi)🌏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(ti)積流量。該渦街(jiē)流量🚶計有内置(zhi)的溫度傳感器(qi)，可以測量和輸(shu)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(hé)蒸汽的質量流(liu)量的測量。
考慮(lü)試驗條件，具體(tǐ)測量範圍如表(biǎo)1所示。
三、不同介(jiè)質下的對比試(shì)驗研究
1.試驗方(fāng)案
　　在空氣裝置(zhì)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(liu)量計各做2組試(shì)驗進行比對，依(yi)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(mei)個流量點重複(fú)檢定7次。在空氣(qi)裝置中用标準(zhǔn)表（噴嘴組合）法(fa)做1組試驗，計算(suan)得到儀表系數(shu)、重複性等數據(ju)；在蒸汽裝置中(zhōng)用稱重法做1組(zǔ)試驗，再計算儀(yi)表系數、重複性(xìng)等相關數據，比(bi)較兩組數據差(chà)異和聯系。
2.各口(kǒu)徑渦街流量計(jì)試驗情況
（1）DN25試驗(yàn)
　　儀表系數和流(liu)量曲線關系如(ru)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(yí)表系數偏高于(yú)🔅在蒸汽裝置上(shang)的儀☀️表系數。但(dàn)在0.8qmax時，在空氣裝(zhuang)🏃‍♂️置上的儀表系(xi)數有明顯下降(jiang)，分析原因認爲(wèi)，DN25管線是在DN50管線(xian)基礎上通過變(biàn)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(xì)如圖3所示。從圖(tu)3中不難‼️發現🔞，該(gāi)渦街流量計（剔(ti)除個别流量點(dian)）在空氣裝置🙇🏻上(shang)的儀表系數逐(zhu)漸減小，而在蒸(zhēng)汽裝置上的儀(yi)表系數則逐漸(jian)增加。在0.6qmax時，兩者(zhě)儀⛱️表系數基本(běn)重合。
（3）DN50試驗
　　儀表(biǎo)系數和流量曲(qu)線關系如圖4所(suǒ)示。從圖4中不難(nan)發現，其規律和(he)DN40渦街流量計規(guī)律基本一緻，即(jí)在空☎️氣裝置上(shàng)☎️的儀⭐表系數逐(zhu)漸減小，而在蒸(zheng)汽裝置上的儀(yí)表系數則🐪逐漸(jian)增加，在靠近0.6qmax時(shi)，兩者儀表系數(shu)🔴重合。
　　空氣裝置(zhì)的DN40管線和DN25管線(xiàn)是在DN50管線的基(jī)礎上變徑實現(xian)的。比較圖2、圖3和(hé)圖4中空氣裝置(zhi)上的儀表系數(shu)✂️-流量曲線圖，可(kě)發現，在大流量(liang)時，随着口徑的(de)減小，儀表系🎯數(shu)減小㊙️的越來🥰越(yuè)快。
（4）DN80試驗
　　儀表系(xì)數和流量曲線(xiàn)關系如圖5所示(shì)。從圖5中不難發(fa)現，該渦街流量(liàng)計在空氣裝置(zhì)上的儀表系數(shù)逐漸減小，而在(zai)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(jī)本重合。
（5）DN100試驗
　　儀(yi)表系數和流量(liàng)曲線關系如圖(tú)6所示。從圖6中不(bu)難發現，該渦街(jiē)流量計在空氣(qi)裝置上的儀表(biao)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(er)在蒸汽裝置上(shàng)的儀㊙️表系數則(zé)逐漸💞增加。
（6）DN150試驗(yàn)
　　儀表系數和流(liu)量曲線關系如(rú)圖7所示。從圖7中(zhōng)可以看出⁉️，該渦(wo)街流量計在空(kōng)氣裝置上和蒸(zhēng)汽裝置上🤟的線(xian)🎯性度🌈都較差。在(zai)🤟空氣🏃🏻‍♂️裝置上，其(qí)儀表系數先增(zeng)大後減小；而在(zài)蒸汽裝置上，其(qí)儀表系🐅數則先(xian)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(zhi)🍓上的特性💋基本(ben)一緻，即在大流(liú)量時，儀表系數(shù)會有一個較明(míng)🔱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(yī)緻，即儀表系數(shu)随着流量的增(zeng)大而增大。
3.就比(bi)較單台流量計(ji)在空氣裝置和(hé)蒸汽裝置上的(de)儀表✂️系數而言(yan)，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(xì)數偏高于在蒸(zheng)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(liàng)。
4.初步結論：由于(yú)受黏度、溫度等(děng)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(zhēng)汽爲介質的儀(yi)表系數存在差(cha)異，但差别量較(jiào)小，具體差别量(liang)則需要在後續(xù)大量實🆚驗的基(ji)💛礎上總結分析(xī)後給☁️出。
5.每個口(kou)徑的渦街流量(liang)計在儀表系數(shu)與流量的曲線(xiàn)圖🔆上，以蒸汽和(he)空氣爲介質均(jun)有一個交彙點(dian)。在交彙點，儀表(biao)系數相同。這就(jiù)提供了一種可(ke)能：設計一台具(jù)有交彙點儀表(biǎo)系數的渦街流(liú)❗量計，在保證一(yī)定測量誤差的(de)情況下，既可測(ce)空氣，又可測蒸(zhēng)汽。

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