摘要:在對(duì)渦街流量計 檢(jiǎn)定時，可能需要(yao)使用測壓、測溫(wen)元件去測量流(liu)經💞流💃🏻量計的流(liú)體溫度、壓力，以(yi)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(dang)于在流量計的(de)渦街發生體後(hou)面的旋渦中在(zai)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(neng)會影響旋渦脫(tuō)落的頻率，從而(er)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(ti)後面形成規🙇‍♀️則(zé)的❄️旋渦脫落。自(zì)從1878年VincencStrouhal測量出旋(xuan)渦脫落頻率和(he)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(wō)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(liè)有規律💛的交錯(cuò)排列的旋渦，即(ji)卡門渦街［1］，并使(shǐ)用傳感器測出(chū)旋渦脫落的頻(pin)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(liú)量計的流體平(ping)均速度;f爲旋渦(wo)的頻率;Sr爲斯特(te)羅哈爾數)［2］。根據(jù)JJG1029—2007渦街流量計檢(jian)定規程的要求(qiú)，在對渦街流量(liàng)計檢定或校準(zhun)的過程中，如需(xū)💞要測量流經流(liu)量計的流體溫(wēn)度或者流🤞體壓(ya)力時，可以在流(liu)量計下遊(2－5)D或者(zhe)(2－7)D處分别設置測(cè)溫孔、測壓♋孔［3］(其(qi)中D爲流量計口(kou)徑)(圖1)。在實際工(gong)作中，對渦街流(liú)🌐量計檢測時，測(ce)溫♻️或測壓都是(shi)使用傳感器，而(ér)且大多數的傳(chuán)感器是需要插(cha)入管道内部;如(rú)果進行此操作(zuò)，相當于在流量(liang)計渦街發生體(tǐ)的後面旋渦中(zhōng)🈚在放置了一鈍(dun)體，此鈍體可能(neng)會影響已經形(xíng)成的🏒旋渦，也可(ke)能會影響旋渦(wō)脫落的頻率，從(cóng)而有可能影響(xiang)📞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(shù)
　　選擇精度1.0級、口(kou)徑爲DN50的渦街流(liu)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(mò)沖輸出;另外，選(xuǎn)擇一長度15cm，直徑(jing)爲6mm的不鏽鋼小(xiǎo)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(jiàn))，以方便實❌驗。
　　在(zai)進行實驗前，先(xian)使用若幹模拟(nǐ)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(bú)得插入管道中(zhōng)，保😘證模拟元件(jian)的一端和管道(dao)壁平齊，并在😍模(mo)拟元⭐件上做好(hǎo)記号，以保證重(zhòng)複實驗時，對實(shi)驗結果的影響(xiǎng)盡量減小到最(zui)小🏃🏻‍♂️。實驗時，先🏃‍♀️對(dui)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(qǔ)平均值進行比(bǐ)較。在α分别選🙇🏻擇(zé)了0°、45°、90°三個不同角(jiǎo)度時，在渦街流(liú)量計下遊1D～7D的距(jù)離插入模拟元(yuán)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(diǎn)的K系🏃🏻‍♂️數，以研究(jiū)l，α對實驗結果的(de)影🥵響。實驗裝置(zhi)如圖3所示，按照(zhào)JJG1029—2007《渦街流量計檢(jiǎn)定規程》的要求(qiú)進行🐉檢定。

3參數(shu)l、α對渦街流量計(ji)示值誤差的影(ying)響
　　通過測量，取(qǔ)得各種實驗狀(zhuàng)态下的K系數，選(xuǎn)擇無模拟元件(jiàn)影響的實驗K系(xì)數爲基礎數據(ju)，與其他實驗狀(zhuàng)态下的實驗結(jié)果進行對比。
　　如(ru)圖4所示，圖中橫(heng)坐标爲0，表示無(wú)模拟元件影響(xiǎng)，1D～7D表示模😍拟元🈲件(jiàn)☀️所放的位置，縱(zòng)坐标表示渦街(jie)流量計K系數🌈的(de)相對示值誤差(cha)。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(dui)流量計的K系數(shù)影響比較大，最(zui)大✨影響接近0.2%。而(er)當流量增加至(zhì)Q=20m3/h時🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，模拟元件對(dui)流量計👨‍❤️‍👨K系數影(yǐng)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(mo)拟元件位于不(bú)同位置時，K系數(shù)的相對示值誤(wù)差位于±0.1%之間，表(biao)示模拟元件放(fàng)置不同位置，可(kě)以導緻K系數變(bian)大或變小(圖5(a))。在(zai)大流量情況下(xia)(Q=20m3/h)，從圖5(b)中，可以發(fā)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(zhì)90°，即模拟元件和(hé)渦街發生體相(xiàng)互垂直。從圖6(a)中(zhōng)可以♈看出，當流(liú)量點Q=8m3/h，模拟元件(jiàn)位于不同位置(zhì)時💜，K系數的相對(duì)示值誤差波動(dòng)很大，最大變化(huà)多至0.25%。當流量Q爲(wei)20m3/h，模拟元件位于(yu)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(duì)示值誤差位🈚于(yu)－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(xi)出，在大流量(Q=20m3/h)情(qíng)況下，在流量計(ji)🈲下遊2D～7D位置處安(an)裝測壓、測溫元(yuan)件對流量計🐇K系(xì)數影響比較平(píng)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(bian)化不均勻。
4參數(shù)l、α對渦街流量計(ji)流量點重複性(xing)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(yǒu)限的。

　　當α變化時(shí)，不論是在45°，還是(shi)90°，各流量點的重(zhong)複性都稍有波(bō)動，但✂️是不論怎(zěn)麽變化，都是符(fú)合檢定要求的(de)(圖8，圖9)，即:流量計(jì)🌈的重複性不得(de)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(yan)結果可以看出(chū)，在大流量Qmax=20m3/h條件(jiàn)下，測壓🔞、測溫🧑🏾‍🤝‍🧑🏼元(yuán)件⛱️安裝位于2D～7D位(wèi)置時，對渦街流(liú)量計K系數的影(ying)響比較平穩;而(er)在🐉流量點Q=8m3/h時，渦(wō)街流量計K系數(shu)的波動比較大(da)，可能會導緻流(liu)量計的K系數有(yǒu)一定的偏差。在(zài)同一管道中，當(dāng)流量增大時，瞬(shun)間流速随着增(zēng)加，經過旋♻️渦發(fā)生體時，産生旋(xuan)渦的🈲能量也随(suí)之💜增加，這樣傳(chuan)❌感器就會接收(shou)到很強的信号(hao)，即使測壓、測溫(wēn)元🌂件的存在會(huì)對📐已形成的旋(xuan)渦有一定的影(ying)響，但這個影響(xiang)也🤩是小範圍的(de)。然而當✔️流量降(jiang)低時，随之旋渦(wō)能量降低，傳感(gan)器接收到的信(xìn)号也會減弱，此(cǐ)時測壓、測溫元(yuán)件對旋渦的影(yǐng)響😍有了一定的(de)突顯，導緻所測(ce)量的K系數與實(shí)際值之間存在(zai)了一定的誤差(chà)。當這個誤差達(dá)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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