爲了(le)解決蒸(zheng)汽流量(liang)量值溯(su)源的問(wen)題，用于(yu) 蒸汽流(liu)量計 标(biao)定的實(shi)驗裝置(zhi)按照标(biao)定使用(yong)的介質(zhi)可分爲(wei)三類。一(yi)類🔴是以(yi)蒸汽爲(wei)介質的(de)蒸汽實(shi)流标準(zhun)裝置，這(zhe)種裝置(zhi)的檢測(ce)條件與(yu)表計使(shi)用的工(gong)況條件(jian)最爲相(xiang)近，但由(you)于該裝(zhuang)置設計(ji)要求✔️高(gao)、檢測成(cheng)本高等(deng)特🔴點，目(mu)前使用(yong)很少。第(di)二類是(shi)以水爲(wei)介質的(de) 液體流(liu)量計 量(liang)标準裝(zhuang)置，此類(lei)裝置精(jing)度高，但(dan)是與蒸(zheng)汽的實(shi)際⛹🏻♀️工🥵況(kuang)條件相(xiang)⭐差較大(da)。第三類(lei)是以空(kong)氣爲介(jie)質的氣(qi)⭐體流量(liang)标準裝(zhuang)置。
目前(qian)國内外(wai)普遍采(cai)用後兩(liang)類裝置(zhi)替代蒸(zheng)汽實流(liu)🌐裝置對(dui)蒸汽流(liu)量儀表(biao)進行标(biao)定，但這(zhe)兩種方(fang)法無🔴法(fa)模拟蒸(zheng)汽流⭕量(liang)計實際(ji)的工況(kuang)條件。利(li)用計量(liang)标準裝(zhuang)置對 渦(wo)街流量(liang)計 開展(zhan)了水、空(kong)氣、蒸汽(qi)3種不同(tong)介質的(de)比對測(ce)試實驗(yan)，并從渦(wo)街🏃🏻♂️流量(liang)計漩渦(wo)産生機(ji)理出發(fa)，利用流(liu)體力學(xue)及卡門(men)渦街原(yuan)理，結合(he)蒸汽獨(du)特的熱(re)力學性(xing)質，對渦(wo)街流量(liang)計在3種(zhong)不同介(jie)質下儀(yi)表系數(shu)存在規(gui)🧡律性偏(pian)差實驗(yan)結論進(jin)行了解(jie)釋，得出(chu)各種流(liu)體介😄質(zhi)與渦街(jie)流量計(ji)儀表系(xi)數的關(guan)系。
1渦街(jie)流量計(ji)的原理(li)
渦街流(liu)量計是(shi)根據“卡(ka)門渦街(jie)”原理研(yan)制成的(de)流體振(zhen)蕩式流(liu)量測量(liang)儀表。在(zai)測量管(guan)道流動(dong)的流體(ti)中插入(ru)一根🐪其(qi)軸線與(yu)⁉️流向垂(chui)直的非(fei)流線型(xing)柱形體(ti)，稱之爲(wei)旋渦發(fa)🏒生體。當(dang)雷諾數(shu)達到一(yi)定值時(shi)，從旋渦(wo)發生體(ti)兩側交(jiao)替❗地分(fen)離出兩(liang)串規則(ze)地交錯(cuo)排列的(de)旋渦。在(zai)滿足雷(lei)諾數📧要(yao)求時，旋(xuan)渦分離(li)産生的(de)♍頻率僅(jin)僅隻與(yu)🈲旋渦發(fa)生體及(ji)所在的(de)測量管(guan)道的幾(ji)何尺寸(cun)有關。旋(xuan)💯渦的分(fen)離産生(sheng)的頻率(lü)于流量(liang)的大小(xiao)成正比(bi)。渦街流(liu)量計的(de)原理如(ru)圖1所示(shi)。
經過推(tui)導，流體(ti)的體積(ji)流量Q與(yu)漩渦頻(pin)率f符合(he)下面公(gong)式🌏:
Q=f/K
式中(zhong):K爲流量(liang)計 的流(liu)量系數(shu)。在一定(ding)雷諾數(shu)範圍内(nei)儀表系(xi)數K爲常(chang)數，流量(liang)Q與漩渦(wo)頻率f成(cheng)線性關(guan)系。因此(ci)，隻要檢(jian)測出☔頻(pin)率🔞f值，就(jiu)能通❄️過(guo)相應的(de)公式求(qiu)得體積(ji)流量Q的(de)值。
2實驗(yan)裝置簡(jian)介
本次(ci)試驗我(wo)們共采(cai)用的三(san)套裝置(zhi)，分别爲(wei)國家蒸(zheng)汽流量(liang)站蒸汽(qi)實流标(biao)定裝置(zhi)和我所(suo)的負壓(ya)法音速(su)噴💛嘴氣(qi)體流量(liang)計量标(biao)準裝置(zhi)和質量(liang)法水流(liu)量計量(liang)标準裝(zhuang)置👈。其中(zhong)冷凝稱(cheng)重法蒸(zheng)汽流量(liang)标準裝(zhuang)置，以過(guo)熱及飽(bao)和蒸汽(qi)作爲檢(jian)定介質(zhi)，将通過(guo)蒸汽流(liu)量儀表(biao)的蒸汽(qi)進行冷(leng)凝稱重(zhong)的原理(li)，對蒸汽(qi)流量儀(yi)表進行(hang)實♊流标(biao)定。擴展(zhan)不确定(ding)度爲0.1%(k=2)，檢(jian)定流量(liang)範圍爲(wei)（2.5～10000）kg/h。音速噴(pen)嘴氣體(ti)流量标(biao)準裝🔱置(zhi)是以空(kong)氣爲介(jie)質的流(liu)量檢測(ce)裝置,設(she)計依據(ju)JJG620-1994《臨界流(liu)流量計(ji)》、《臨界流(liu)文丘💃🏻裏(li)噴嘴氣(qi)體流量(liang)裝置的(de)測量》、JJG619-2005《标(biao)準表法(fa)流量标(biao)準裝置(zhi)》等。擴展(zhan)不确定(ding)度爲0.25%(k=2)，檢(jian)定流量(liang)範圍爲(wei)（2.5～6500）m3/h。靜态質(zhi)量法水(shui)流量标(biao)準📱裝置(zhi)，擴展不(bu)确定度(du)爲0.1%(k=2)，檢定(ding)流量範(fan)圍爲（0.28～1200）m3/h。
3實(shi)驗方案(an)
将一台(tai)準确度(du)等級符(fu)合1.0級脈(mo)沖輸出(chu)、儀表線(xian)性和重(zhong)複性較(jiao)好的50mm口(kou)徑渦街(jie)流量計(ji)樣機，分(fen)别在蒸(zheng)汽、水、空(kong)氣三種(zhong)流量标(biao)準裝置(zhi)上進行(hang)标定實(shi)驗。前後(hou)直管段(duan)符合檢(jian)定規程(cheng)要求，前(qian)直管段(duan)大于10倍(bei)公稱通(tong)徑（10DN）、後直(zhi)管段大(da)于5倍公(gong)稱通徑(jing)（5DN），依次從(cong)最小流(liu)量qmin、分界(jie)流量qt、最(zui)大流量(liang)qmax的25%、40%、70%和100%，共(gong)計6個流(liu)量點，每(mei)個流量(liang)點重複(fu)檢定3次(ci)，每次檢(jian)定60s。分别(bie)計算其(qi)儀表系(xi)數、線性(xing)誤差、重(zhong)複性誤(wu)差數據(ju)，比較在(zai)不同介(jie)質的檢(jian)定裝置(zhi)下測量(liang)數據差(cha)異和聯(lian)系。
4實驗(yan)數據
按(an)照渦街(jie)流量計(ji)的檢定(ding)規程對(dui)該試驗(yan)樣機各(ge)流量🌏點(dian)進行調(diao)節、檢定(ding)，在3套不(bu)同介質(zhi)的檢定(ding)裝置下(xia)的實驗(yan)的儀表(biao)系數、線(xian)性🌍度、重(zhong)複性如(ru)下表1所(suo)示，流量(liang)曲線關(guan)系如圖(tu)2所示。
表(biao)1不同介(jie)質的檢(jian)定裝置(zhi)下的實(shi)驗的儀(yi)表系數(shu)、線性度(du)、重複性(xing)
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負(fu)壓法音(yin)速噴嘴(zui)氣體
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冷(leng)凝稱重(zhong)法蒸汽(qi)
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儀表系(xi)數
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線性(xing)誤差（%） |
重(zhong)複性誤(wu)差
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儀表(biao)系數
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線(xian)性誤差(cha)（%） |
重複性(xing)誤差（%） |
線性誤(wu)差
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重複(fu)性誤差(cha)（%） |
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9266.5 |
0.57 |
0.18 |
9343.5 |
0.61 |
0.29 |
9178 |
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實驗數(shu)據圖可(ke)以看出(chu)，發現儀(yi)表系數(shu)偏差的(de)正負方(fang)🔴向上基(ji)🌍本相同(tong)。渦街流(liu)量計在(zai)空氣、水(shui)、蒸汽三(san)種不同(tong)介質㊙️的(de)儀表系(xi)數存有(you)差異且(qie)差異還(hai)是比較(jiao)明顯的(de)，在其流(liu)量範圍(wei)内儀表(biao)系數依(yi)次減小(xiao)。綜合實(shi)驗數據(ju)🍓來看，空(kong)氣測定(ding)的儀🍓表(biao)系數值(zhi)比水爲(wei)介✉️質測(ce)量儀表(biao)🏒系數值(zhi)偏大在(zai)（0.5～1.4）%之間的(de)數🧑🏾🤝🧑🏼值，比(bi)蒸汽條(tiao)件下測(ce)量的⭕儀(yi)表系數(shu)偏大（1.6～2.0）%之(zhi)間的數(shu)值。
5實驗(yan)結論
通(tong)過标定(ding)實驗，發(fa)現渦街(jie)流量計(ji)在蒸汽(qi)、水、空氣(qi)3種不同(tong)介🌈質下(xia)，其主要(yao)計量性(xing)能如儀(yi)表系數(shu)、線性誤(wu)差和重(zhong)複性誤(wu)差會有(you)所📞差别(bie)，具體表(biao)現爲：（1）在(zai)小流量(liang)qmin時，以蒸(zheng)汽爲标(biao)定介質(zhi)，此時👅的(de)儀表系(xi)數最小(xiao)，此時由(you)于受蒸(zheng)汽的溫(wen)度的影(ying)響💯，造成(cheng)儀表系(xi)數偏小(xiao)。（2）随流量(liang)的逐漸(jian)增大，以(yi)空氣爲(wei)标定介(jie)質的儀(yi)表系數(shu)變化逐(zhu)漸增大(da)且變化(hua)率最快(kuai)，蒸汽介(jie)質的儀(yi)表系數(shu)變化次(ci)之，以水(shui)爲介質(zhi)的儀表(biao)🧑🏾🤝🧑🏼系數變(bian)化最小(xiao)。
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