渦街(jiē)流量計 在(zai)實際應用(yòng)中，使用介(jiè)質對其測(cè)量帶來多(duō)大的附❓加(jiā)誤差尚不(bu)明确。利用(yòng)在以空氣(qi)爲介質的(de)音速噴☂️嘴(zuǐ)法🏒氣體💘流(liú)量标準裝(zhuang)置和以蒸(zheng)汽爲介質(zhì)的蒸汽流(liú)量标準裝(zhuāng)置的比對(dui)試驗，對在(zai)空氣和蒸(zheng)汽介質🌐下(xià)渦街流量(liang)計的流🐇量(liàng)特性進行(háng)對比研究(jiu)，得到儀👌表(biao)系數在不(bú)同介質下(xia)變化曲線(xiàn)和趨勢，并(bing)對試驗結(jie)果進行分(fèn)析解釋。
一(yi)、卡門渦街(jie)的基本原(yuan)理
　　如圖1所(suo)示，在測量(liang)管道中垂(chui)直地插入(ru)一非流線(xian)型阻流體(tǐ)，也🌏稱🍓發生(sheng)體。随着流(liu)體流動，當(dāng)管道雷諾(nuò)數達到一(yī)定值時，在(zài)發生體㊙️兩(liang)側就會交(jiao)替地分離(li)出卡門渦(wo)街。漩渦頻(pín)率f與流經(jing)發生體兩(liang)側的平均(jun)流速U1之間(jian)的關系可(kě)表示爲：

　　式(shi)中：f——漩渦頻(pin)率，Hz；Sr——斯特勞(lao)哈爾數；U1——發(fā)生體兩側(ce)的平均流(liu)速📱，m/s；d——發生🏃🏻‍♂️體(ti)迎流面的(de)寬度，m。
二、試(shì)驗裝置和(hé)儀表
1.蒸汽(qi)流量标準(zhǔn)裝置
　　蒸汽(qi)冷凝稱重(zhòng)法是指蒸(zhēng)汽流過被(bèi)檢表後，通(tong)過冷🔞凝器(qi)全部㊙️冷凝(níng)成常溫水(shuǐ)并由電子(zi)秤稱量，再(zài)根據測量(liang)被檢🔅表處(chù)㊙️的壓力和(he)溫度得到(dào)密度，進而(er)得到被檢(jiǎn)表處的标(biāo)😄準體積量(liàng)。
　　冷凝稱重(zhòng)法蒸汽流(liú)量标準裝(zhuāng)置（以下簡(jiǎn)稱“蒸汽裝(zhuāng)置”）是國内(nèi)☂️唯一采用(yong)蒸汽實流(liú)标定的蒸(zhēng)汽流量标(biao)準裝置。該(gai)裝置以過(guo)🔴熱蒸汽作(zuo)爲檢定介(jie)質，對蒸汽(qì)流量儀表(biǎo)進行實流(liú)标定，檢定(ding)流量範圍(wéi)爲（2.5～10000）kg/h，其精度(du)等級爲0.1級(ji)。該裝置可(ke)以開展DN200以(yi)下口徑 渦(wō)街流量計(ji) 、彎管、 V錐流(liú)量計 、分流(liú)旋翼、 孔闆(pan)流量計 、 旋(xuan)進漩渦流(liú)量計 等多(duo)種蒸汽流(liu)量計的檢(jian)定、校準及(ji)相關檢測(ce)。
2.音速噴嘴(zuǐ)法氣體流(liú)量标準裝(zhuāng)置
　　文丘裏(li)噴嘴是個(gè)孔徑逐漸(jian)減小的流(liu)道，孔徑最(zuì)小的部♌分(fèn)💃🏻稱爲噴嘴(zui)的喉部，喉(hou)部的後面(mian)有孔徑逐(zhú)漸擴大的(de)流道。當氣(qì)體通過噴(pen)嘴時，喉部(bù)的氣體流(liu)速👨‍❤️‍👨将随着(zhe)節流壓力(lì)比減小而(er)增大。當節(jie)流壓力比(bǐ)小到一定(ding)值時，喉部(bu)流速達到(dao)最大流速(sù)——音速。此時(shí)若☔再減小(xiao)節流壓力(lì)比，流速（流(liú)量）将保持(chí)音速不變(biàn)，不再受下(xià)遊壓力的(de)影響，而隻(zhī)與噴嘴入(rù)口處的滞(zhi)止壓力和(hé)溫🌈度有關(guān)，此時的噴(pen)嘴稱爲♋音(yīn)速噴嘴，流(liu)量方程式(shi)爲

　　式中：qm——流(liu)過噴嘴的(de)質量流量(liang)；A*——音速噴嘴(zui)喉部面積(jī)；C——流出系㊙️數(shù)；C*——臨⛹🏻‍♀️界👌流函(hán)數；P0——音速噴(pēn)嘴入口處(chu)滞止絕對(duì)壓🌈力；T0——音速(su)噴嘴入口(kǒu)處滞止絕(jue)對溫度；R——通(tong)用氣體常(cháng)數；M——氣體千(qiān)摩爾質量(liàng)。
　　從式（2）可以(yǐ)看出，一種(zhong)喉徑的噴(pen)嘴隻有一(yi)個臨界流(liu)量♈值，噴嘴(zui)入口的滞(zhì)止壓力和(hé)滞止溫度(dù)不變時，通(tong)過噴📱嘴的(de)流量也不(bú)變，正是由(yóu)于此特性(xing)使音速噴(pēn)嘴作爲标(biao)準件廣泛(fàn)應用于氣(qì)體流量标(biao)準裝置中(zhong)。
　　音速噴嘴(zui)法氣體流(liu)量标準裝(zhuāng)置（以下簡(jiǎn)稱“空氣裝(zhuang)置”）采用📞臨(lin)界流文丘(qiu)裏噴嘴作(zuò)爲标準表(biao)，該檢定裝(zhuang)置擴展不(bú)确定度（k=2）達(da)到0.25%，流❤️量範(fan)圍爲（2.5~10000）m3/h，可開(kāi)展DN15～DN300口徑的(de)渦街、渦輪(lún)、容積式等(děng)氣體流量(liàng)儀表的檢(jian)定/校準工(gōng)作。該設備(bèi)💔主要由羅(luó)茨真空泵(bèng)提供負壓(yā)🔴，與傳統采(cai)用水環真(zhen)空泵相比(bǐ)，可節約電(diàn)能損耗60％以(yi)上。地下循(xun)環通風系(xì)統，提高了(le)氣體流場(chang)的穩定性(xìng)（壓力波動(dong)在1％以内，溫(wen)度波動在(zai)0.1℃以内）。
3.所用(yòng)的渦街流(liú)量計
　　本次(cì)特别訂制(zhi)了DN25、DN40、DN50、DN80、DN100、DN150共6台渦(wō)街流量計(jì)。該渦街流(liú)量計體積(jī)流量的🧑🏽‍🤝‍🧑🏻精(jing)度等級爲(wei)1.5級，其主要(yào)應用于測(cè)量和輸出(chū)氣體、蒸汽(qì)和液👄體的(de)瞬時體積(ji)流量。其流(liú)體溫度範(fan)圍從-200℃~400℃、可測(cè)量和輸出(chu)流體的瞬(shun)時體積流(liú)量。該渦街(jie)流量計有(yǒu)内置的溫(wen)度傳感器(qi)，可以測量(liang)和輸🌏出溫(wen)度信号，有(you)内置豐富(fu)的軟件計(jì)算功能，可(kě)以實現對(dui)飽和蒸汽(qi)的質量流(liú)量的📧測量(liang)。
考慮試驗(yàn)條件，具體(ti)測量範圍(wei)如表1所示(shi)。
三、不同介(jiè)質下的對(duì)比試驗研(yán)究
1.試驗方(fāng)案
　　在空氣(qì)裝置和蒸(zhēng)汽裝置中(zhōng)以标準安(ān)裝條件對(dui)DN25、DN40、DN50、DN80、DN100和DN150渦街流(liu)量計各做(zuò)2組試驗進(jìn)行比對，依(yi)次從最小(xiǎo)流量到20%、40%、60%、80%、100%最(zuì)大流量，共(gong)計6個流量(liàng)點，每個流(liú)量點重複(fu)檢定7次。在(zai)空氣裝置(zhi)中用标準(zhǔn)表（噴嘴組(zǔ)合）法做1組(zǔ)試驗，計算(suan)得到儀表(biao)系數、重複(fú)性等數據(jù)；在蒸汽裝(zhuāng)置中用稱(cheng)重法做1組(zǔ)試驗，再計(jì)算儀表系(xì)數、重複性(xìng)等相關數(shù)據，比較兩(liang)組數據差(chà)異和聯系(xi)。
2.各口徑渦(wo)街流量計(ji)試驗情況(kuang)
（1）DN25試驗
　　儀表(biǎo)系數和流(liu)量曲線關(guan)系如圖2所(suǒ)示。從圖2中(zhōng)不難發🥵現(xiàn)該渦👈街流(liu)量計在空(kōng)氣裝置上(shàng)的儀表系(xi)數偏高于(yú)在蒸👨‍❤️‍👨汽裝(zhuang)📱置上的儀(yí)表系數。但(dan)在0.8qmax時，在空(kōng)氣裝💃置上(shàng)的儀表系(xi)數有明顯(xian)下降，分析(xī)原因認爲(wei)，DN25管線是在(zài)DN50管線♉基礎(chu)上通過變(bian)徑實現的(de)，可能在大(da)流量時造(zao)成流場不(bú)穩或測壓(yā)偏低造成(cheng)标準量偏(piān)高。







（2）DN40試驗
　　儀(yí)表系數和(hé)流量曲線(xian)關系如圖(tu)3所示。從圖(tú)3中不難發(fā)現，該渦街(jiē)流量計（剔(tī)除個别流(liú)量點）在空(kōng)氣裝置上(shang)的儀表系(xì)數逐漸減(jian)小👅，而在蒸(zheng)汽裝置上(shang)的儀表🤞系(xì)數則逐漸(jian)增♍加。在0.6qmax時(shí)，兩者儀表(biǎo)系數基本(běn)重合。
（3）DN50試驗(yan)
　　儀表系數(shù)和流量曲(qu)線關系如(rú)圖4所示。從(cong)圖4中不難(nan)發現，其規(gui)律和DN40渦街(jiē)流量計規(guī)律基本一(yī)緻，即在空(kōng)氣裝🏃🏻置上(shàng)的儀表系(xì)數逐漸減(jian)小，而在蒸(zhēng)汽裝置上(shang)的儀表系(xì)數則逐漸(jiàn)增加，在靠(kào)近0.6qmax時，兩☂️者(zhě)儀表系數(shu)重合。
　　空氣(qi)裝置的DN40管(guan)線和DN25管線(xian)是在DN50管線(xian)的基礎上(shang)變徑實現(xian)🌐的。比🏃🏻較圖(tu)2、圖3和圖4中(zhong)空氣裝置(zhi)上的儀表(biǎo)系數-流量(liang)曲線圖，可(kě)發現，在大(dà)流量時，随(suí)着口徑的(de)減小，儀表(biao)系數減小(xiǎo)的越來越(yuè)快。
（4）DN80試驗
　　儀(yi)表系數和(he)流量曲線(xian)關系如圖(tú)5所示。從圖(tu)5中不難發(fā)現，該渦街(jie)流量計在(zai)空氣裝置(zhì)上的儀表(biao)系數逐漸(jiàn)減小，而🐆在(zài)蒸汽裝🏃‍♂️置(zhi)上的儀表(biao)系數則逐(zhú)漸增加。在(zai)0.8qmax時，兩者儀(yi)表系數基(jī)本重合。
（5）DN100試(shì)驗
　　儀表系(xì)數和流量(liàng)曲線關系(xi)如圖6所示(shi)。從圖6中不(bu)難發👣現，該(gai)✨渦街流量(liàng)計在空氣(qi)裝置上的(de)儀表系數(shù)一🤞直大于(yu)在蒸汽裝(zhuang)置上的儀(yi)表系數，且(qie)線性度較(jiao)好，而在蒸(zheng)汽裝置上(shang)的儀表系(xì)數則逐漸(jiàn)增加。
（6）DN150試驗(yan)
　　儀表系數(shù)和流量曲(qǔ)線關系如(ru)圖7所示。從(cóng)圖7中可以(yi)看出，該渦(wo)街流量計(jì)在空氣裝(zhuāng)置上和蒸(zhēng)汽裝置上(shang)的線性度(du)都較差。在(zai)空氣裝置(zhì)上，其儀表(biao)系數先增(zeng)大後減小(xiao)；而在蒸汽(qì)裝置上，其(qí)儀表系數(shù)則先減小(xiǎo)後增大。
四(sì)、試驗結論(lun)
1.除DN100渦街流(liu)量計外，其(qi)他5台渦街(jiē)流量計在(zai)空氣裝置(zhi)🌏上的特性(xing)基本一緻(zhi)，即在大流(liú)量時，儀表(biǎo)系數會有(yǒu)一個較明(ming)✉️顯下降。
2.各(gè)口徑的渦(wō)街流量計(ji)在蒸汽裝(zhuang)置上的特(te)性基本一(yī)㊙️緻，即儀表(biao)系數随着(zhe)流量的增(zeng)大而增大(da)。
3.就比較單(dan)台流量計(jì)在空氣裝(zhuang)置和蒸汽(qi)裝置上的(de)♋儀表系👉數(shu)🐪而言，六台(tai)渦街流量(liàng)計的規律(lü)基本一緻(zhì)，即渦街流(liú)⛷️量計在空(kōng)氣裝置上(shang)的儀表系(xì)數偏高于(yú)🔴在蒸汽🍉裝(zhuang)置上的儀(yi)表系數，但(dan)因實驗數(shu)據量比較(jiao)小，還無法(fǎ)定量地給(gei)出偏差量(liàng)。
4.初步結論(lùn)：由于受黏(nian)度、溫度等(deng)因素的影(yǐng)響，渦街流(liu)量計以空(kong)氣爲介質(zhì)的儀表系(xì)數和以蒸(zhēng)汽爲介質(zhì)的儀表系(xì)數存🌍在差(chà)🔅異，但差别(bie)量較小，具(ju)體差别量(liang)🏃則需要在(zai)後續⛷️大量(liang)實驗的基(jī)礎上總結(jie)分析後給(gěi)出。
5.每個口(kǒu)徑的渦街(jie)流量計在(zài)儀表系數(shu)與流量的(de)曲線圖上(shàng)⚽，以蒸🔴汽和(hé)空氣爲介(jiè)質均有一(yi)個交彙點(diǎn)。在交彙點(diǎn)，儀表系數(shu)相同。這就(jiù)提供了一(yī)種可能：設(shè)計一台具(jù)有交彙點(dian)儀表系數(shu)的渦街流(liú)量計，在保(bǎo)證🍉一定測(ce)量誤差的(de)情況下，既(jì)可測空氣(qì)，又可測蒸(zheng)汽。

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