摘要:在對(dui)渦街流量計 檢(jian)定時，可能需要(yao)使用測壓、測溫(wēn)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(jiàn)是需要插入流(liu)體中，這樣相當(dāng)于在流量計的(de)渦街發生體後(hòu)面的旋渦中在(zài)放置了一鈍體(ti)，此鈍體可能會(huì)影響已經形成(chéng)的旋渦，也可能(neng)會影響旋渦脫(tuō)落的頻率，從而(ér)有可能影響流(liú)量計的計量性(xìng)能。
1概述
　　流體流(liú)經靜止的鈍物(wù)體時，會在物體(ti)後面形成規🏃則(zé)的旋渦脫落。自(zi)從1878年VincencStrouhal測量出旋(xuán)渦脫落頻率和(he)1911年VonKarman研究雙排旋(xuan)渦脫落的穩定(dìng)性分析以來，旋(xuan)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(yuán)理，流體流過旋(xuán)渦發生體時，會(hui)在發生體下遊(yóu)兩側交替地分(fen)離釋放出兩列(lie)有規律的交錯(cuo)排列的♊旋渦，即(ji)卡門渦街［1］，并使(shi)用傳感器測出(chū)旋渦脫落的頻(pín)率，通過式(1):

　　進行(hang)換算，以達到對(dui)流量的計量(式(shì)中，b爲發生體的(de)寬度🐇;u爲流經😍流(liú)量計的流體平(píng)均速度;f爲旋渦(wō)的頻率;Sr爲斯特(te)羅哈爾數)［2］。根據(ju)JJG1029—2007渦街流量計檢(jiǎn)定規程的要求(qiú)，在對渦街流量(liang)計檢定或校準(zhǔn)的過程中，如需(xū)👉要測量流經流(liú)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(ce)溫孔、測壓孔［3］(其(qi)中D爲流量計口(kǒu)徑)(圖1)。在實際工(gōng)作中，對渦街流(liu)🏃🏻‍♂️量計檢測時，測(cè)溫或測壓💃🏻都是(shì)使用傳感器，而(er)且大多數的傳(chuán)感器是需💋要插(chā)入管道内部✨;如(ru)果進行此操作(zuò)，相當于在流量(liàng)計渦街發生體(tǐ)的後面旋渦中(zhong)在放置了一鈍(dùn)體，此鈍體可能(neng)會影響已🈲經形(xing)成的旋渦，也可(kě)能會影響旋渦(wo)脫落的頻率，從(cóng)而有可能影響(xiǎng)流量計的計量(liàng)性能。本文就是(shi)研究測溫、測壓(yā)傳感器安裝的(de)位置l，以及和旋(xuán)渦發生體形成(chéng)的角度α對渦街(jiē)流量計計🚶‍♀️量性(xing)能的影響(圖2)。


2實驗模(mo)型和實驗參數(shu)
　　選擇精度1.0級、口(kǒu)徑爲DN50的渦街流(liú)量計做實驗，根(gen)據說明書✔️，流量(liàng)🔴計的可測範圍(wéi)爲2.2～73m3/h、可保證精度(dù)的測量範♊圍爲(wei)3.3～73m3/h［2］，流量計的🥰輸出(chū)🔴方式設置爲脈(mo)沖輸出;另外，選(xuan)擇一長👉度15cm，直徑(jìng)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(zài)進行實驗前，先(xiān)使用若幹模拟(ni)元件将管道上(shàng)的小孔🌈堵🧡住，密(mì)封以防止漏水(shui)，但模拟元件不(bu)得插入管道中(zhong)，保證模拟元🛀🏻件(jian)的👈一端和管道(dao)壁平齊，并在模(mó)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(xiang)盡量減🔴小到最(zui)小。實驗時，先對(dui)無模拟元件影(yǐng)響的狀态進行(háng)檢測，流量點爲(wei)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(bi)較。在α分别選擇(zé)了0°、45°、90°三個不同角(jiǎo)度時，在渦街流(liu)量計下遊1D～7D的距(jù)離插入模拟元(yuan)件，插入深度👈爲(wei)0.5D，測量各種實驗(yan)狀态下渦街♍流(liu)量計各🌈流量點(dian)的K系數，以研究(jiu)l，α對實驗結果的(de)影響。實驗裝置(zhi)如圖3所示，按🌈照(zhao)JJG1029—2007《渦街流量計檢(jiǎn)定規程》的要求(qiu)進行檢定。

3參數(shù)l、α對渦街流量計(jì)示值誤差的影(yǐng)響
　　通過測量，取(qu)得各種實驗狀(zhuang)态下的K系數，選(xuǎn)擇無模🔴拟元件(jiàn)影響的實驗K系(xi)數爲基礎數據(jù)，與其他實驗🐉狀(zhuàng)态下的💛實驗結(jie)果🔱進行對比。
　　如(rú)圖4所示，圖中橫(heng)坐标爲0，表示無(wu)模拟元件影響(xiǎng)，1D～7D表示模✔️拟元件(jian)所放的位置，縱(zong)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(kan)出，當α=0°、流量點Q=8m3/h，模(mó)拟元件在3D～7D時，對(dui)流量🐪計的K系數(shù)影響比較大，最(zuì)大影響接近0.2%。而(er)當流量增加至(zhi)Q=20m3/h時，模拟元件❌對(duì)流量計😘K系數影(ying)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(mó)拟元件位于不(bu)同位置時，K系數(shu)的相對示值誤(wu)差位于±0.1%之間，表(biao)示模拟元件放(fang)置不同位置，可(ke)👈以導緻K系數變(biàn)大或變小(圖5(a))。在(zài)大流量情況下(xia)(Q=20m3/h)，從圖5(b)中，可以發(fa)現🆚K系數幾乎都(dou)是比實際值變(biàn)大的，且變化幅(fu)度基本位于0%～0.1%範(fan)圍。

　　繼續增大α至(zhi)90°，即模拟元件和(hé)渦街發生體相(xiang)互垂直✌️。從圖6(a)中(zhong)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(dui)示值誤差波動(dong)很大，最大變化(huà)多至0.25%。當流量Q爲(wèi)20m3/h，模拟元件位于(yú)1D處🌈時，K系數相對(duì)示值誤😍差減小(xiao)約0.2%;而在2D～7D處，K系⭐數(shù)變化平穩，相對(dui)示值誤差位于(yú)－0.15%～0%範圍，即說明流(liú)量計的K系數比(bi)實際值變小。

　　從(cong)以上的實驗結(jié)果中可以分析(xī)出，在大流量(Q=20m3/h)情(qíng)況下，在流量計(jì)下遊2D～7D位置處安(ān)裝測壓、測溫元(yuan)件對流👨‍❤️‍👨量計💘K系(xi)數影響比較🔴平(ping)穩，且變化不大(dà);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(biàn)化不均勻。
4參數(shu)l、α對渦街流量計(ji)流量點重複性(xing)的影響
　　從圖7中(zhōng)可以看出，當α=0°時(shí)，不論在0.4Qmax=8m3/h，還是Qmax=20m3/h條(tiáo)件下，流量點的(de)重複💁性很穩定(dìng)，這說明模拟元(yuan)件在各安裝點(dian)對流量計重複(fú)性📧的影響是有(yǒu)限的。

　　當α變化時(shi)，不論是在45°，還是(shì)90°，各流量點的重(zhong)複性都稍有波(bo)動👅，但是不論怎(zěn)麽變化，都是符(fu)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(què)度等級規定的(de)最大允許誤差(chà)絕對值的1/3。
5結束(shù)語
　　由以上實驗(yan)結果可以看出(chu)，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(wei)置時，對渦街流(liu)量計K系數的影(ying)響比較平穩;而(ér)在流量點Q=8m3/h時，渦(wō)街流量計K系數(shu)的波動比較大(dà)，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(dang)流量增大時，瞬(shùn)間💃🏻流速随着🥵增(zēng)加，經過旋渦發(fa)生體時，産生旋(xuán)渦的能量也随(sui)之增加，這樣傳(chuán)感器就會接收(shōu)到很強的信号(hao)，即使測壓、測溫(wēn)元🈲件的存在會(hui)對已形成的旋(xuán)渦有一定的影(yǐng)響，但這個影響(xiǎng)也🧑🏽‍🤝‍🧑🏻是小範圍的(de)。然而當流量降(jiàng)低時，随之旋渦(wō)能量降低，傳感(gǎn)器♊接收到的信(xìn)号也會減弱，此(ci)時測壓、測溫元(yuan)件對旋渦的影(ying)響有了一定的(de)突顯，導緻所測(cè)量的K系數與實(shí)際值之間存在(zài)了一定⛱️的誤差(cha)。當這個誤差達(da)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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