渦街流(liú)量計 在(zài)實際應(yīng)用中，使(shǐ)用介質(zhì)對其測(cè)量帶來(lái)多大的(de)附加誤(wu)♌差尚不(bu)明确。利(li)用在以(yi)空氣爲(wei)介質的(de)音速噴(pēn)嘴法氣(qi)體流量(liàng)标準裝(zhuāng)置和以(yǐ)蒸汽爲(wei)介質的(de)蒸汽流(liú)量标💚準(zhun)裝置的(de)比對試(shi)驗，對在(zài)空氣和(hé)蒸汽介(jiè)質下渦(wo)街流量(liàng)計的流(liú)量特性(xing)進行對(duì)比研究(jiu)，得到儀(yí)🏃表系數(shù)在不同(tong)介質下(xia)變化曲(qǔ)線和趨(qu)勢，并對(duì)試驗結(jie)果進行(hang)分析解(jie)釋。
一、卡(kǎ)門渦街(jiē)的基本(ben)原理
　　如(rú)圖1所示(shi)，在測量(liang)管道中(zhong)垂直地(dì)插入一(yi)非流線(xiàn)型阻流(liu)體，也稱(chēng)發生體(tǐ)。随着流(liu)體流動(dong)，當管道(dào)雷諾數(shu)🆚達到一(yi)定值時(shi)，在發生(sheng)體兩側(cè)就會交(jiāo)替地分(fèn)離出☎️卡(kǎ)門渦街(jie)。漩渦頻(pín)率f與🙇🏻流(liú)經發💰生(sheng)體兩側(ce)的平均(jun1)流☔速U1之(zhi)間的關(guan)系可表(biǎo)💜示爲：

　　式中(zhong)：f——漩渦頻(pin)率，Hz；Sr——斯特(te)勞哈爾(er)數；U1——發生(shēng)體兩側(cè)的平均(jun1)流㊙️速，m/s；d——發(fā)🛀生體迎(yíng)流面的(de)寬度，m。
二(er)、試驗裝(zhuāng)置和儀(yí)表
1.蒸汽(qi)流量标(biao)準裝置(zhì)
　　蒸汽冷(leng)凝稱重(zhong)法是指(zhi)蒸汽流(liu)過被檢(jiǎn)表後，通(tong)過冷凝(níng)器全部(bu)冷凝成(cheng)常溫水(shui)并由電(dian)子秤稱(chēng)量，再根(gēn)據測量(liang)被檢表(biǎo)處的壓(ya)力和溫(wēn)度得到(dào)密度，進(jin)而得到(dào)被檢表(biao)處的标(biao)準體積(ji)量。
　　冷凝(níng)稱重法(fǎ)蒸汽流(liú)量标準(zhǔn)裝置（以(yi)下簡稱(cheng)“蒸汽裝(zhuāng)置”）是國(guo)内唯一(yi)采用蒸(zheng)汽實流(liu)标定的(de)蒸汽流(liu)量标準(zhun)裝置。該(gai)裝置💃以(yǐ)過熱蒸(zhēng)💃汽作爲(wei)檢定介(jie)質，對蒸(zheng)汽流量(liàng)儀表進(jin)行實流(liu)标定，檢(jiǎn)定流量(liang)範圍爲(wèi)（2.5～10000）kg/h，其精度(dù)等級爲(wei)0.1級🐇。該裝(zhuang)置可💋以(yǐ)開展DN200以(yi)下口徑(jing) 渦街流(liú)量計 、彎(wan)管、 V錐流(liú)量計 、分(fen)流旋翼(yi)、 孔闆流(liu)量計 、 旋(xuán)進漩渦(wo)流量計(ji) 等多種(zhǒng)蒸汽流(liu)量計的(de)檢定、校(xiao)準及相(xiang)關檢測(cè)。
2.音速噴(pen)嘴法氣(qi)體流量(liang)标準裝(zhuāng)置
　　文丘(qiū)裏噴嘴(zuǐ)是個孔(kǒng)徑逐漸(jiàn)減小的(de)流道，孔(kong)徑最小(xiao)的部👄分(fèn)稱爲噴(pēn)嘴的喉(hou)部，喉部(bù)的後面(miàn)有孔徑(jìng)逐漸擴(kuo)大㊙️的流(liu)道。當氣(qì)體通過(guò)噴嘴時(shi)，喉部的(de)氣體流(liu)速将随(sui)着節流(liú)壓力比(bǐ)減小而(ér)增大。當(dāng)節流壓(ya)力比小(xiao)❓到一定(ding)值🍓時，喉(hou)部流速(sù)達到最(zuì)💋大流速(sù)——音速。此(ci)時若再(zài)減小節(jie)流🏃壓力(li)比，流速(sù)（流量）将(jiāng)保持🈚音(yin)速不變(biàn)，不再受(shòu)下遊壓(yā)力的影(yǐng)響，而隻(zhi)與噴嘴(zuǐ)入口處(chù)的🏃🏻滞止(zhi)壓力和(he)溫度有(yǒu)關，此時(shí)的噴嘴(zuǐ)稱爲音(yīn)速噴嘴(zuǐ)，流量方(fang)程式爲(wèi)

　　式中：qm——流(liu)過噴嘴(zui)的質量(liàng)流量；A*——音(yin)速噴嘴(zuǐ)喉部面(mian)積；C——流出(chū)系數；C*——臨(lín)界流函(hán)數；P0——音速(sù)噴嘴入(rù)口處滞(zhi)止絕對(duì)壓力；T0——音(yīn)速噴嘴(zuǐ)入口處(chù)🛀🏻滞止絕(jué)對溫度(dù)；R——通用氣(qi)體常數(shu)；M——氣體千(qiān)摩爾質(zhì)😄量。
　　從式(shì)（2）可以看(kan)出，一種(zhǒng)喉徑的(de)噴嘴隻(zhi)有一個(gè)臨界流(liú)量值，噴(pen)嘴入口(kǒu)的滞止(zhǐ)壓力和(hé)滞止溫(wēn)度不變(bian)時，通過(guo)噴❓嘴的(de)流量也(ye)不㊙️變，正(zheng)是由于(yú)此特性(xìng)使音速(su)噴嘴作(zuo)爲标準(zhun)件💃🏻廣泛(fan)應用于(yu)氣體流(liú)量标準(zhǔn)裝置中(zhōng)。
　　音速噴(pēn)嘴法氣(qì)體流量(liàng)标準裝(zhuāng)置（以下(xià)簡稱“空(kōng)氣裝置(zhì)🏃🏻”）采用臨(lin)界流文(wen)丘裏噴(pen)嘴作爲(wèi)标準表(biao)，該檢定(dìng)裝置擴(kuo)展不确(que)定度（k=2）達(da)到0.25%，流量(liang)範圍爲(wei)（2.5~10000）m3/h，可開展(zhǎn)DN15～DN300口徑的(de)渦街、渦(wō)🚶輪、容積(jī)式等氣(qi)體流量(liang)儀表的(de)檢定/校(xiao)準工作(zuo)。該設備(bei)主要由(you)羅茨真(zhēn)空泵提(ti)供負壓(ya)，與傳統(tǒng)采用水(shui)環真空(kōng)泵相比(bi)，可節約(yuē)電能損(sǔn)耗❌60％以上(shang)。地下循(xún)環通風(fēng)系統，提(tí)㊙️高了氣(qì)體流場(chang)的穩定(dìng)性（壓力(lì)☔波動在(zai)1％以内，溫(wēn)🤞度波動(dong)在0.1℃以内(nèi)）。
3.所用的(de)渦街流(liu)量計
　　本(běn)次特别(bie)訂制了(le)DN25、DN40、DN50、DN80、DN100、DN150共6台渦(wō)街流量(liàng)計。該渦(wo)街流量(liàng)計體積(jī)流🧡量的(de)🐪精度等(děng)級爲1.5級(ji)，其主要(yao)應用于(yu)測量和(he)輸出氣(qì)體、蒸汽(qi)和液🌂體(tǐ)的瞬時(shi)體積流(liu)量。其流(liu)體溫度(dù)範圍從(cóng)-200℃~400℃、可測🐆量(liang)和輸出(chu)流體的(de)瞬時體(tǐ)積流量(liàng)。該渦街(jiē)流量計(ji)有内置(zhi)的溫度(du)傳感器(qi)，可以測(cè)量和輸(shū)❌出溫度(du)信号，有(yǒu)内置豐(feng)富的軟(ruǎn)件計算(suan)功能，可(ke)以實🈲現(xian)對飽和(he)蒸汽的(de)質量流(liu)量的測(ce)量。
考慮(lǜ)試驗條(tiao)件，具體(tǐ)測量範(fan)圍如表(biao)1所示。
三(sān)、不同介(jiè)質下的(de)對比試(shì)驗研究(jiu)
1.試驗方(fang)案
　　在空(kong)氣裝置(zhi)和蒸汽(qi)裝置中(zhōng)以标準(zhǔn)安裝條(tiao)件對DN25、DN40、DN50、DN80、DN100和(hé)DN150渦街流(liu)量計各(gè)做2組試(shi)驗進行(háng)比對，依(yi)次從最(zui)小流量(liàng)到20%、40%、60%、80%、100%最大(dà)流量，共(gòng)計6個流(liú)量點，每(měi)個流量(liàng)點重複(fu)檢定7次(cì)。在空氣(qi)裝置中(zhōng)用标準(zhǔn)表（噴嘴(zuǐ)組合）法(fa)做1組試(shi)驗，計算(suàn)得到儀(yi)表系數(shu)、重複性(xing)等數據(ju)；在蒸汽(qi)裝置中(zhong)用稱重(zhong)法做1組(zu)試驗，再(zai)計算儀(yí)表系數(shu)、重複性(xìng)等相關(guan)數據，比(bǐ)較兩組(zǔ)數據差(cha)異和聯(lian)系。
2.各口(kǒu)徑渦街(jiē)流量計(ji)試驗情(qing)況
（1）DN25試驗(yan)
　　儀表系(xì)數和流(liu)量曲線(xiàn)關系如(ru)圖2所示(shi)。從圖2中(zhōng)不難發(fā)現該渦(wo)街❌流量(liàng)計在空(kōng)氣裝置(zhi)上的儀(yi)表系數(shu)偏♉高于(yú)在蒸☀️汽(qì)裝置上(shang)的儀🏒表(biao)系數。但(dan)在0.8qmax時，在(zài)空氣裝(zhuang)置上的(de)儀表系(xi)數有明(míng)顯下降(jiàng)，分析原(yuán)因認爲(wei)，DN25管線是(shi)在DN50管線(xiàn)基礎上(shang)通♻️過變(biàn)徑實現(xian)的，可能(néng)在大流(liú)量時造(zào)成流場(chǎng)不穩或(huo)測壓偏(pian)低造成(cheng)标☀️準量(liàng)偏高。







（2）DN40試(shì)驗
　　儀表(biao)系數和(he)流量曲(qǔ)線關系(xì)如圖3所(suǒ)示。從圖(tú)3中不難(nán)♻️發現🈲，該(gāi)🆚渦街流(liu)量計（剔(ti)除個别(bie)流量點(diǎn)）在空氣(qi)裝置上(shang)的🌂儀表(biǎo)系數逐(zhú)漸減小(xiǎo)，而在蒸(zhēng)汽裝置(zhi)上的儀(yi)表系數(shu)則🏃‍♂️逐漸(jian)增加。在(zài)0.6qmax時💛，兩者(zhe)儀表系(xì)數基本(běn)重合。
（3）DN50試(shi)驗
　　儀表(biǎo)系數和(hé)流量曲(qǔ)線關系(xì)如圖4所(suo)示。從圖(tu)4中不難(nan)發現，其(qí)規✔️律❗和(hé)DN40渦街流(liu)量計規(guī)律基本(běn)一緻，即(jí)在空氣(qi)裝♉置上(shang)的儀🌏表(biao)系數逐(zhú)漸減小(xiao)，而在蒸(zheng)汽裝置(zhi)上的儀(yí)表系數(shù)則逐漸(jiàn)增加，在(zai)靠近0.6qmax時(shí)，兩者儀(yi)表系數(shu)♌重合。
　　空(kōng)氣裝置(zhi)的DN40管線(xiàn)和DN25管線(xiàn)是在DN50管(guǎn)線的基(ji)礎上變(bian)徑實🈲現(xian)的。比較(jiào)🐪圖2、圖3和(he)圖4中空(kong)氣裝置(zhì)上的儀(yi)表系數(shù)🈲-流量曲(qu)線圖，可(kě)📧發現，在(zài)大流量(liang)時，随着(zhe)口徑的(de)減小🔴，儀(yí)表系數(shu)減小的(de)越來越(yuè)快。
（4）DN80試驗(yan)
　　儀表系(xì)數和流(liú)量曲線(xian)關系如(ru)圖5所示(shi)。從圖5中(zhong)不難發(fa)現💰，該🚶渦(wo)街流量(liàng)計在空(kōng)氣裝置(zhi)上的儀(yí)表系數(shù)逐漸減(jian)小，而在(zài)蒸汽裝(zhuāng)置上🌍的(de)儀表系(xì)數則逐(zhu)漸增加(jia)。在0.8qmax時，兩(liang)📧者儀表(biǎo)系數基(ji)本重合(he)。
（5）DN100試驗
　　儀(yí)表系數(shu)和流量(liàng)曲線關(guān)系如圖(tú)6所示。從(cong)圖6中不(bu)難發現(xian)，該渦街(jiē)流量計(jì)在空氣(qi)裝置上(shang)的儀表(biǎo)系數一(yi)直大于(yu)在蒸汽(qì)裝置🈚上(shàng)的🏃🏻儀表(biao)系數，且(qiě)線性度(du)較好，而(er)在蒸汽(qì)裝置上(shàng)的儀表(biao)系數💜則(ze)逐漸增(zēng)加。
（6）DN150試驗(yan)
　　儀表系(xì)數和流(liú)量曲線(xiàn)關系如(ru)圖7所示(shi)。從圖7中(zhong)可以看(kan)出，該渦(wō)❗街流量(liang)計在空(kong)氣裝置(zhì)上和蒸(zheng)汽裝置(zhi)上的線(xian)性度都(dou)較差。在(zài)空氣裝(zhuang)置上，其(qi)儀表系(xì)數先增(zēng)大後減(jian)小；而在(zài)蒸汽裝(zhuāng)置上，其(qí)💯儀表系(xì)數則先(xian)減小後(hòu)增大。
四(sì)、試驗結(jie)論
1.除DN100渦(wo)街流量(liàng)計外，其(qí)他5台渦(wō)街流量(liang)計在空(kong)氣裝置(zhi)🏃‍♂️上的特(te)性💁基本(ben)一緻，即(jí)在大流(liú)量時，儀(yi)表系數(shu)會有一(yi)個較明(ming)💃顯下🚶降(jiang)。
2.各口徑(jing)的渦街(jiē)流量計(ji)在蒸汽(qi)裝置上(shàng)的特性(xìng)基本一(yi)緻⚽，即儀(yi)表系數(shù)随着流(liú)量的增(zēng)大而增(zēng)大。
3.就比(bi)較單台(tái)流量計(ji)在空氣(qì)裝置和(hé)蒸汽裝(zhuang)置上的(de)儀🈲表系(xi)🛀🏻數而☀️言(yan)，六台渦(wo)街流量(liang)計的規(gui)律基本(běn)一緻，即(jí)渦街流(liu)量計在(zai)空氣裝(zhuāng)置上的(de)儀表系(xi)數偏高(gāo)于在蒸(zhēng)汽🐪裝置(zhì)上的儀(yi)表系數(shù)，但🤞因實(shi)驗數據(ju)量比較(jiao)小，還無(wú)法定量(liang)地給出(chū)偏差量(liàng)。
4.初步結(jie)論：由于(yú)受黏度(dù)、溫度等(deng)因素的(de)影響，渦(wo)街流🈲量(liàng)計以空(kōng)♌氣📞爲介(jie)質的儀(yí)表系數(shu)和以蒸(zhēng)汽爲介(jiè)質♌的儀(yi)表系數(shù)存在差(cha)異，但差(cha)别量較(jiao)小，具體(tǐ)差别量(liàng)則需要(yào)在後續(xu)大量實(shi)驗的基(jī)礎上總(zong)結分析(xi)後給出(chu)。
5.每個口(kou)徑的渦(wo)街流量(liàng)計在儀(yí)表系數(shù)與流量(liang)的曲線(xian)圖上，以(yi)蒸汽和(hé)空氣爲(wèi)介質均(jun1)有一個(gè)交彙點(dian)。在交彙(huì)點，儀表(biǎo)系數相(xiang)👉同。這🤟就(jiu)提供了(le)一種可(kě)能：設計(ji)一台具(jù)有交彙(huì)點儀表(biao)系數的(de)🚩渦街流(liú)量計，在(zài)保證一(yi)定測量(liang)誤差的(de)情況下(xia)，既可測(cè)空氣，又(yòu)可測蒸(zhēng)汽🔅。

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