摘要:在對(dui)渦街流量計(jì) 檢定時，可能(néng)需要使用測(ce)壓、測溫元件(jiàn)去測量流經(jing)👄流量💞計的流(liu)體溫度、壓力(li)，以保證流量(liàng)計計量的準(zhun)确性。然而部(bù)分插入式測(cè)壓、測溫元件(jiàn)是需要插入(rù)流體中，這樣(yang)相當于在流(liu)量計的渦街(jie)發生體後面(miàn)的旋渦中在(zài)放置了📱一鈍(dùn)體，此鈍體可(kě)能會影響已(yǐ)經形成的旋(xuán)渦，也可能會(huì)影響旋渦脫(tuo)落的頻率，從(cóng)而有可能影(yǐng)📐響流量計的(de)計量性能。
1概(gài)述
　　流體流經(jīng)靜止的鈍物(wù)體時，會在物(wù)體後面形成(chéng)規🔞則的旋㊙️渦(wō)脫落。自從1878年(nian)VincencStrouhal測量出旋渦(wō)脫落頻率和(he)1911年VonKarman研究雙排(pai)旋渦脫落的(de)穩定性分析(xi)以來，旋渦脫(tuō)落變成了流(liú)體力學的基(ji)本問題。然而(er)渦街流量計(ji)正是利用了(le)🆚這個原理，流(liu)體流過旋渦(wo)發生體時，會(hui)在發生體下(xià)遊兩側交替(tì)地分離釋放(fàng)出兩列有規(guī)律的交錯排(pai)列的旋渦，即(ji)卡門渦街［1］，并(bing)使用傳感器(qì)測出旋渦脫(tuo)落的頻率，通(tong)過式(1):

　　進行換(huàn)算，以達到對(dui)流量的計量(liàng)(式中，b爲發生(sheng)體的🥵寬🐆度;u爲(wei)流經流量計(jì)的流體平均(jun)速度;f爲旋渦(wō)的頻率;Sr爲斯(sī)特羅哈爾數(shu))［2］。根據JJG1029—2007渦街流(liu)量計檢定規(gui)程的要求，在(zai)對渦街流量(liàng)計🈲檢定或校(xiào)準的過程中(zhōng)，如需要測量(liang)流經流量計(jì)😍的流體溫度(dù)或者流體壓(ya)力時，可以在(zài)流量計下遊(yóu)(2－5)D或者(2－7)D處分别(bie)設置測溫孔(kong)、測壓孔［3］(其中(zhōng)D爲流量計口(kou)徑)(圖1)。在實際(ji)工作中，對渦(wo)✍️街流量計檢(jiǎn)測時，測溫或(huo)測壓都是使(shi)用傳感器，而(er)且大⚽多‼️數的(de)傳感器是需(xū)🏃‍♂️要插入管道(dao)内部;如果進(jìn)行此✂️操作，相(xiàng)當于在流量(liàng)計✍️渦街發生(shēng)體的後面旋(xuan)渦中🛀🏻在放置(zhì)了一鈍體❄️，此(cǐ)鈍體📞可能會(hui)影響已經形(xing)成的旋渦，也(yě)可能會影響(xiang)旋渦😍脫落的(de)頻率，從而有(you)可能影響流(liú)量計的計量(liang)性能🐕。本文就(jiu)是研究測溫(wen)、測壓傳感器(qì)安裝的位置(zhi)l，以及和旋渦(wo)發生體形成(cheng)的角💔度α對渦(wō)街流量計計(ji)🔴量性能的影(yǐng)響(圖2)。


2實驗模型(xing)和實驗參數(shu)
　　選擇精度1.0級(jí)、口徑爲DN50的渦(wo)街流量計做(zuo)實驗，根據說(shuo)明🔞書，流量計(jì)的可測範圍(wéi)爲2.2～73m3/h、可保證精(jing)度的測量範(fan)圍爲3.3～73m3/h［2］，流量計(jì)的輸出方式(shì)💘設置爲脈沖(chòng)輸出;另外，選(xuan)擇一長度15cm，直(zhí)徑爲6mm的不💜鏽(xiù)鋼小圓柱，用(yong)作模拟插入(ru)式測壓、測溫(wēn)元件(以下簡(jian)稱爲模拟元(yuán)件)，以方便實(shi)💯驗。
　　在進行實(shi)驗前，先使用(yòng)若幹模拟元(yuán)件将管道上(shang)的小孔堵😍住(zhu)，密封以防止(zhi)漏水，但模拟(nǐ)元件不得插(cha)入管道中，保(bao)💋證模拟元件(jian)的一端和管(guǎn)道壁平齊，并(bìng)在模拟元件(jiàn)上做好記号(hào)，以保證重複(fu)實驗時，對實(shi)驗結果的影(yǐng)響盡量減小(xiao)到最小。實驗(yàn)時，先🍓對無模(mó)拟元件影響(xiǎng)的狀态進行(hang)檢🙇‍♀️測，流量點(diǎn)爲qmax和0.40qmax(其中qmax=20.0m3/h)，每(mei)個流量點測(ce)量5次，取平均(jun1)值進行🥵比較(jiào)。在α分别選擇(zé)了0°、45°、90°三個不同(tóng)角度時，在渦(wo)街🐕流量計下(xià)遊1D～7D的距離插(chā)入模拟元件(jian)，插入深度爲(wèi)0.5D，測量各種實(shí)驗狀态下渦(wō)街流量計各(ge)流量點的K系(xì)數，以研究l，α對(dui)實驗結果的(de)影響。實驗裝(zhuāng)置如圖3所示(shi)，按照JJG1029—2007《渦街流(liú)量計檢定規(gui)程》的要求進(jìn)行檢定。

3參數(shu)l、α對渦街流量(liang)計示值誤差(cha)的影響
　　通過(guò)測量，取得各(gè)種實驗狀态(tài)下的K系數，選(xuǎn)擇無模🔴拟🏃元(yuán)件影響的實(shi)驗K系數爲基(jī)礎數據，與其(qi)他實驗狀态(tài)下的實驗結(jié)果進行對比(bi)。
　　如圖4所示，圖(tú)中橫坐标爲(wèi)0，表示無模拟(nǐ)元件影響，1D～7D表(biǎo)示模拟元件(jian)所放的位置(zhì)，縱坐标表示(shi)渦街流量計(jì)K系數的相對(duì)示值誤差。從(cóng)🐇圖4(a)中可以看(kan)出，當α=0°、流量點(diǎn)Q=8m3/h，模拟元件在(zai)3D～7D時，對流量計(jì)的K系數影響(xiang)比較大，最大(dà)影響接近❗0.2%。而(er)當流量增加(jiā)至Q=20m3/h時，模拟元(yuán)件對流量計(ji)K系數影響比(bi)較平穩，保持(chi)在±0.1%以内。

　　當α增(zēng)加至45°，流量點(dian)Q=8m3/h，模拟元件位(wèi)于不同位置(zhì)時，K系數的相(xiang)對示值誤差(cha)位于±0.1%之間，表(biǎo)示模拟元件(jian)放置不同位(wei)置，可以導♻️緻(zhì)K系👄數變大或(huo)變小(圖5(a))。在大(da)流量情⭐況下(xia)(Q=20m3/h)，從圖5(b)中，可以(yi)發現K系數幾(ji)乎都是比實(shi)際值變大的(de)，且變化幅度(du)基本位于0%～0.1%範(fàn)圍。

　　繼續增大(da)α至90°，即模拟元(yuán)件和渦街發(fa)生體相互垂(chui)直。從圖6(a)中可(kě)以💔看出，當流(liú)量點Q=8m3/h，模拟元(yuán)件位于不同(tóng)位置時，K系數(shu)的相對示值(zhi)誤🤩差波動很(hěn)大，最大變化(huà)多至0.25%。當流量(liàng)Q爲20m3/h，模拟元件(jian)位于1D處時，K系(xi)數相對示值(zhi)誤差減小約(yue)0.2%;而在2D～7D處，K系數(shù)變化平穩，相(xiàng)對示值誤差(chà)位于－0.15%～0%範圍，即(ji)說明流量計(ji)的K系數比實(shi)際值變小。

　　從(cong)以上的實驗(yàn)結果中可以(yǐ)分析出，在大(da)流量(Q=20m3/h)情況❌下(xia)，在流量計下(xià)遊2D～7D位置處安(ān)裝測壓、測溫(wen)元件對流量(liang)計K系數影響(xiǎng)比較🚶平穩，且(qiě)變化不大;而(ér)在流量點0.4Qmax條(tiao)件下(Q=8m3/h)，K系數變(bian)化幅度很大(dà)，且變化不均(jun)勻。
4參數l、α對渦(wo)街流量計流(liú)量點重複性(xing)的影響
　　從圖(tú)7中可以看出(chū)，當α=0°時，不論在(zai)0.4Qmax=8m3/h，還是Qmax=20m3/h條件下(xià)，流量點的重(zhòng)複🌈性⭕很📱穩定(dìng)，這說明模拟(ni)元件在各安(an)裝點對流量(liang)計重複性的(de)影響是📞有限(xian)的。

　　當α變化時(shí)，不論是在45°，還(hái)是90°，各流量點(dian)的重複性都(dou)稍⛷️有波動，但(dàn)是💋不論怎麽(me)變化，都是符(fu)合檢定要求(qiú)的(圖8，圖9)，即:流(liu)量計的重複(fu)性🤞不得超過(guò)相應準确度(du)等級規定的(de)最大📧允許誤(wu)差絕對值的(de)1/3。
5結束語
　　由以(yǐ)上實驗結果(guo)可以看出，在(zài)大流量Qmax=20m3/h條件(jian)下，測壓☂️、測🈲溫(wen)元🐕件安裝位(wèi)于2D～7D位置時，對(dui)渦街流量計(jì)K系數的影響(xiǎng)比較平穩;而(er)在⭕流量✏️點Q=8m3/h時(shí)，渦街流量計(ji)K系數的☔波動(dòng)比較大，可💋能(néng)會導緻流量(liàng)計的K系數有(yǒu)一定的偏差(cha)。在同✂️一管道(dao)中，當流量增(zēng)大時，瞬間流(liú)速随着增加(jia)，經過旋渦發(fā)生體時，産生(shēng)旋渦的能量(liang)也随之增加(jiā)，這樣傳⁉️感器(qi)就會接收到(dào)很強的信号(hao)，即使測壓、測(cè)溫元件的存(cun)在會對♉已形(xíng)成的旋渦有(you)一定的影響(xiang)，但這個影響(xiǎng)也是小範圍(wéi)的。然而🐪當流(liu)量降低時，随(suí)之旋渦能量(liang)降低，傳感器(qi)接收到的信(xin)号也會❗減弱(ruo)，此時測壓、測(cè)溫元件對旋(xuán)渦的影響🥰有(yǒu)了一定的突(tū)顯，導緻所測(cè)量的K系數與(yu)實際值之間(jiān)存在了🐇一定(ding)的誤差。當這(zhe)個誤差達到(dao)一定程度，會(hui)影響一個流(liu)量計的檢定(ding)結果。

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