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    渦街流量計在蒸汽、水和空氣介質(zhì)下的計量特性分析
    發(fā)布時間:2023-03-23 07:42:37

    渦街流量計由于其耐高溫、壓損小的特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于蒸汽流量計量領(lǐng)域中。對用于蒸汽計量的渦街流量計進(jìn)行量值溯源時,通常使用三種標(biāo)定介質(zhì):蒸汽、水和空氣。以蒸汽作為檢定介質(zhì)進(jìn)行實流標(biāo)定,其優(yōu)點(diǎn)是裝置檢測條件與被檢流量計的實際使用工況接近,但由于蒸汽實流檢測裝置設(shè)計難度大、運(yùn)行成本高、安全性差等的限制,實際應(yīng)用很少。通常認(rèn)為在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi),渦街流量計旋渦分離頻率對被測流體壓力、溫度、粘度和組分變化不敏感,在幾何相似和動力相似條件下,可用一種典型介質(zhì)(水或空氣)進(jìn)行標(biāo)定。

    因此實際檢定工作中基本使用基于水介質(zhì)或者空氣介質(zhì)的檢測裝置進(jìn)行標(biāo)定。以上關(guān)于渦街流量計不受流體介質(zhì)種類影響的假設(shè)是基于渦街流量計原理公式的理論分析,目前并無實驗數(shù)據(jù)支撐。

    針對渦街流量計在不同流體介質(zhì)下的計量特性,研究人員進(jìn)行了大量研究。如許文達(dá)等通過對渦街流量計在空氣、水和蒸汽介質(zhì)下的比對實驗,分析了渦街流量計儀表系數(shù)和測試介質(zhì)的關(guān)系,得到了三種介質(zhì)下儀表系數(shù)的規(guī)律性偏差,提出了針對溫度和介質(zhì)可壓縮性的系數(shù)修正計算方法。許文達(dá)等從流體力學(xué)理論研究出發(fā),分析了介質(zhì)可壓縮性對渦街流量計計量特性的影響,并通過實流測試和CFD仿真分析研究了空氣和水介質(zhì)下的儀表系數(shù)偏差,結(jié)果表明空氣介質(zhì)下的渦街流量計儀表系數(shù)大于水介質(zhì)中的儀表系數(shù),與理論分析一致。

    蘇慶文等利用Fluent軟件對渦街流量計在蒸汽、空氣和水三種介質(zhì)下進(jìn)行仿真研究,仿真結(jié)果表明三種介質(zhì)下儀表系數(shù)從大到小依次為:空氣、蒸汽、水,說明空氣受介質(zhì)的可壓縮性影響最大。許文達(dá)等對6臺不同口徑的渦街流量計分別在音速噴嘴法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置和冷凝稱重法蒸汽流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上進(jìn)行蒸汽和空氣介質(zhì)下的實驗研究,實驗設(shè)置了6個流量點(diǎn),得到儀表系數(shù)和重復(fù)性等數(shù)據(jù),結(jié)果顯示空氣介質(zhì)下渦街流量計儀表系數(shù)在最大流量點(diǎn)均有明顯的下降,不同口徑渦街流量計在蒸汽介質(zhì)下的儀表系數(shù)隨流量點(diǎn)的變化曲線基本一致,且空氣介質(zhì)下的儀表系數(shù)整體上大于蒸汽介質(zhì)下的值。

    邢娟等利用正壓法音速噴嘴氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置研究了不同空氣密度下的渦街流量計的流量特性,結(jié)果表明隨著介質(zhì)密度的增大,渦街流量計儀表系數(shù)相對誤差最大為0.405%,且流量下限降低,量程擴(kuò)大。

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