在一(yi)定的雷諾(nuo)數範圍之(zhī)内,渦街流(liú)量計
輸出(chū)頻率信号(hao)同流過測(ce)量管的體(ti)積流量之(zhī)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(xì)👌數隻與旋(xuán)渦發生體(ti)及管道的(de)形狀尺寸(cun)有關,因此(cǐ),隻需在一(yi)✊種典型🈚介(jie)質中标定(dìng)其流量系(xi)數而适用(yòng)于各🔆種介(jiè)質,這🈲是渦(wō)街流量計(ji)的一大優(yōu)點。但🍓若雷(lei)諾數超💁過(guo)這一範圍(wéi),就要産生(sheng)影響了。
在(zai)流體流動(dong)的管道中(zhong)設置一個(ge)旋渦發生(shēng)體(阻流體(tǐ)🈲),于是在✏️發(fā)生體下遊(you)的量冊就(jiu)會交替地(dì)産生有規(guī)則的旋㊙️渦(wo)。這💋種旋渦(wō)稱爲卡曼(màn)渦街。此旋(xuán)渦的頻率(lü)同各🔞因素(sù)的關系可(kě)用式(8.5)表述(shu),即
卡曼渦(wō)街
(8.5)
式中
——發(fa)生體一側(cè)産生的卡(kǎ)曼渦街頻(pin)率;
——斯特羅(luo)哈爾數(無(wú)量綱數);
——流(liu)體的流速(su);
——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(tǐ)的斯特羅(luo)哈爾數同(tong)雷諾🔴數的(de)關系。由圖(tu)可見,在
4~7×106範(fàn)圍内,是曲(qu)線的平坦(tǎn)部分(Sr=1.7),卡曼(man)渦街頻率(lǜ)與流速成(cheng)正比,這是(shì)儀表正常(chang)工作範圍(wéi)。在
=5×103~2×104範圍内(nei),旋渦能穩(wěn)定發生,但(dàn)因斯特羅(luo)哈爾數增(zēng)大,所⚽以流(liú)量系🈲數須(xu)經校正後(hou)才能保證(zhèng)流量測量(liang)精度。當ReD<5×103後(hòu)旋渦不發(fa)生或不✔️能(neng)穩定地發(fā)生。
斯特羅(luo)哈爾數與(yu)雷諾數的(de)關系
本節(jie)讨論的是(shì)
=5×103~2×104的區間如(rú)何提高流(liu)量測量精(jīng)度的問題(tí)。如果獲得(dé)可📞靠🙇🏻的校(xiào)正🍉系數并(bing)用适當的(de)方式實現(xiàn)在線校正(zheng)就能将測(ce)量精度提(tí)高,将範圍(wei)度顯著擴(kuo)大。
(2)雷諾數(shu)影響的校(xiào)正 表8.2給出(chū)了YF100系列渦(wo)街流量計(ji)低🚶雷✔️諾數(shu)測量段的(de)校正系數(shù)表。使用這(zhe)一表格的(de)方式也有(yǒu)在線計算(suan)和離線計(ji)算之分。其(qi)中在線計(ji)算法多在(zài)帶CPU的渦街(jie)流量變送(sòng)器(傳感器(qi)🚩)中使用,離(lí)線計算多(duō)在流量顯(xian)示表中用(yong)折線法實(shí)現校正時(shi)使用。
表8.2 雷(léi)諾數校正(zhèng)系數
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雷諾(nuo)數ReDi
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校正系(xì)數A
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雷諾數(shù)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(xiao)正系數的(de)程序框圖(tú)。圖中的Kt爲(wei)🐕流量系數(shu)🔴,D爲☀️測量管(guǎn)内徑,
爲流(liu)體黏度,qm爲(wèi)質量流量(liàng)。
離線計算(suàn)就是計算(suan)滿量程的(de)雷諾數和(hé)各典型流(liu)量點的流(liú)量值,然後(hou)制作折線(xiàn),填入儀表(biao)的程序菜(cai)單,儀表運(yùn)行後,實現(xian)自動校正(zhèng)。
(3)舉例
①已知(zhi)條件
a.流體(ti)名稱:柴油(yóu)
b.流體溫度(dù):30℃
c.流體密度(dù):
3
d.流體黏度(dù):
·s
e.管道内徑(jìng):D=0.05m
f.最大流量(liàng):qvmax=50m3/h
②計算
a.最大(da)質量流量(liàng)qmmax的計算
qmmax=
b.最(zui)大流量時(shí)的雷諾數(shu)ReDmax的計算[使(shi)用式(8.2)]
ReDmax
=
4
c.各典(dian)型流量點(diǎn)的體積流(liu)量qvi的計算(suàn)
(8.6)
将表8.2中各(ge)典型流量(liàng)點雷諾數(shù)代入式(8.6)得(dé)各點流量(liàng)qvi,列于表8.3中(zhong)。
表8.3 各特征(zheng)點校正系(xi)數
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流量值(zhí)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(nuò)數ReDi
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校正系(xi)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(fang)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(xiao)正。
(4)在流量(liàng)傳感器(變(biàn)送器)中的(de)實現
上面(miàn)所述的雷(léi)諾數影響(xiang)的校正是(shi)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(liàng)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(he)公司🔴的YF100系(xi)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(wo)頻率
,其縱(zòng)坐标爲校(xiào)正系數A,如(ru)圖8.7所示。
在(zài)表8.3所示的(de)例子中,可(ke)從表8.3中的(de)流量值qvi按(àn)下式求取(qu)各🔴特征點(diǎn)頻率
。
式中(zhōng)
——體積流量(liang),L/h或m3/h;
Kt——流量系(xì)數,P/L或P/m3(1P=0.1Pa·s)。
然後(hòu)将各點頻(pin)率和所對(duì)應的校正(zheng)值填入渦(wo)街流量計(jì)(變送器)菜(cài)單(第D21~D30條),并(bing)在“REYNOLDS ADJ”(雷諾數(shù)校正)項指(zhǐ)定“1”(執行),儀(yi)表運行後(hòu),就能将雷(léi)諾數對流(liu)量系數Kt的(de)影響自動(dòng)按下式進(jìn)行校正。
式(shì)中
——校正後(hòu)的流量系(xi)數,P/L或P/m3;
A——校正(zheng)值;
Kt——未經校(xiào)正的流量(liàng)系數,P/L或P/m3
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