在一(yi)定的雷諾(nuo)數範圍之(zhī)内,渦街流(liú)量計
輸出(chu)頻率信号(hào)同流過測(cè)量管的體(tǐ)積流量之(zhi)間的關系(xì)不受流體(tǐ)物性(密度(du)、黏度)和組(zu)分的影響(xiǎng)。即流量系(xi)🈚數隻與旋(xuan)渦發生體(tǐ)及管道的(de)形狀尺寸(cun)有關,因此(ci),隻❌需在一(yī)種典型介(jiè)質中标定(ding)其🥰流量系(xì)數而适用(yong)于各💯種介(jiè)質,這是渦(wō)街流🏒量計(ji)的一🚶大優(you)點。但🤩若雷(lei)諾數超㊙️過(guo)這一範圍(wei)🈲,就要産生(shēng)影響了。
在(zai)流體流動(dong)的管道中(zhōng)設置一個(gè)旋渦發生(sheng)體(阻流體(ti)),于是在發(fa)生體下遊(you)的量冊就(jiù)會交替地(di)産生有規(guī)則的旋渦(wō)。這種旋渦(wō)稱爲卡曼(man)渦街。此旋(xuán)渦的頻率(lǜ)同各因素(su)的關系可(ke)用式(8.5)表述(shù),即
卡曼渦(wō)街
(8.5)
式中 ——發(fa)生體一側(ce)産生的卡(kǎ)曼渦街頻(pin)率;
——斯特羅(luó)哈爾數(無(wu)量綱數);
——流(liú)體的流速(sù);
——旋渦發生(shēng)體的寬度(du)。
圖8.5所示爲(wèi)圓柱狀旋(xuán)渦發生體(ti)的斯特羅(luó)哈爾數同(tóng)雷諾數的(de)關系。由圖(tu)可見,在 4~7×106範(fan)圍内,是曲(qu)線的平坦(tan)部分(Sr=1.7),卡曼(man)渦街頻率(lü)與流速✌️成(cheng)正比✊,這㊙️是(shi)儀表正常(chang)工作範圍(wei)。在 =5×103~2×104範圍内(nèi),旋渦能穩(wěn)定發生,但(dàn)因斯特羅(luó)哈爾數增(zēng)大,所以流(liu)💔量💚系數須(xu)經校正後(hou)才能保證(zheng)流量測量(liàng)精度。當ReD<5×103後(hòu)旋👨❤️👨渦不發(fā)生或不能(néng)穩定地發(fā)生。
斯特羅(luo)哈爾數與(yu)雷諾數的(de)關系
本節(jiē)讨論的是(shì) =5×103~2×104的區間如(rú)何提高流(liú)量測量精(jing)度的問題(tí)。如果獲得(dé)可靠的校(xiao)正系數并(bìng)用适當的(de)方式實現(xiàn)在線校正(zheng)就能💘将測(cè)量精度提(tí)高,将範圍(wei)度顯著擴(kuò)大。
(2)雷諾數(shu)影響的校(xiao)正 表8.2給出(chu)了YF100系列渦(wo)街流量計(ji)低雷🍓諾數(shù)測量段的(de)校正系數(shu)表。使用這(zhe)一表格的(de)方式也有(yǒu)在🔞線計算(suàn)和離線計(ji)算之分。其(qí)中在線計(jì)算⭐法多在(zài)帶CPU的渦☂️街(jie)流量變送(song)器(傳感器(qi))中使用,離(li)線計算多(duo)在流量顯(xian)示表中用(yòng)折👅線法實(shí)現校正時(shí)使用。
表8.2 雷(léi)諾數校正(zheng)系數
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雷諾(nuo)數ReDi
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校正系(xi)數A
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雷諾數(shu)ReDi
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校正系數(shù)A
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5.5×103
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0.886
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2.0×104
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0.990
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8.0×103
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0.935
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4.0×104
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1.000
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1.2×104
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0.964
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所示爲在(zai)線計算校(xiào)正系數的(de)程序框圖(tu)。圖中的Kt爲(wèi)流量系數(shu),D爲‼️測量管(guǎn)内徑, 爲流(liú)體黏度,qm爲(wèi)質量流量(liàng)。
離線計算(suan)就是計算(suàn)滿量程的(de)雷諾數和(hé)各典型流(liú)量點的流(liu)量值,然後(hòu)制作折線(xian),填入儀表(biǎo)的程序菜(cài)單,儀表運(yùn)行後,實現(xiàn)自動校正(zheng)。
(3)舉例
①已知(zhī)條件
a.流體(tǐ)名稱:柴油(yóu)
b.流體溫度(du):30℃
c.流體密度(du): 3
d.流體黏度(dù): ·s
e.管道内徑(jing):D=0.05m
f.最大流量(liàng):qvmax=50m3/h
②計算
a.最大(dà)質量流量(liang)qmmax的計算
qmmax=
b.最(zui)大流量時(shi)的雷諾數(shu)ReDmax的計算[使(shǐ)用式(8.2)]
ReDmax = 4
c.各典(diǎn)型流量點(dian)的體積流(liu)量qvi的計算(suan)
(8.6)
将表8.2中各(ge)典型流量(liàng)點雷諾數(shu)代入式(8.6)得(de)各點流量(liang)qvi,列于表8.3中(zhōng)。
表8.3 各特征(zheng)點校正系(xi)數
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流量值(zhi)qvi/(m3/h)
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雷諾數ReDi
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校(xiào)正系數A
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流(liu)量值qvi/(m3/h)
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雷諾(nuo)數ReDi
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校正系(xì)數A
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2.976
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5.5×103
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0.886
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10.823
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2.0×104
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0.990
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4.329
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8.0×103
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0.935
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21.645
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4.0×104
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1.000
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6.494
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1.2×104
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0.964
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50.000
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9.24×103
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1.000
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這一方(fāng)法可用來(lai)對黏度比(bǐ)水高一些(xie)的液體低(di)流速段進(jin)行誤差校(xiào)正。
(4)在流量(liàng)傳感器(變(bian)送器)中的(de)實現
上面(mian)所述的雷(léi)諾數影響(xiǎng)的校正是(shì)在流量二(er)次表中完(wán)成的,适用(yong)于渦街流(liu)量計本身(shen)無校正能(neng)力的測量(liang)系統。随着(zhe)計算✊機技(jì)術滲透到(dào)流量一次(ci)表,有些渦(wo)街流量計(ji)本身也具(ju)備了這種(zhong)校🍉正功能(néng)。例如🌂橫河(hé)公司的YF100系(xì)列E型渦街(jiē)流量計中(zhong),是用4段折(she)線實🆚現此(ci)項校正。折(she)線的橫坐(zuò)标爲旋渦(wō)頻率 ,其縱(zòng)坐标爲校(xiao)正系數A,如(ru)圖8.7所示。
在(zài)表8.3所示的(de)例子中,可(kě)從表8.3中的(de)流量值qvi按(an)下式求取(qu)㊙️各💛特征點(dian)頻率 。
式中(zhong) ——體積流量(liàng),L/h或m3/h;
Kt——流量系(xi)數,P/L或P/m3(1P=0.1Pa·s)。
然後(hou)将各點頻(pín)率和所對(dui)應的校正(zhèng)值填入渦(wō)街流量計(ji)(變送器)菜(cài)單(第D21~D30條),并(bìng)在“REYNOLDS ADJ”(雷諾數(shu)校正)項指(zhǐ)定“1”(執行),儀(yí)表運行後(hou),就能将雷(lei)諾數對流(liú)量系數Kt的(de)影響自動(dong)按下式進(jin)行校正。
式(shi)中 ——校正後(hòu)的流量系(xi)數,P/L或P/m3;
A——校正(zhèng)值;
Kt——未經校(xiao)正的流量(liang)系數,P/L或P/m3
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