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

      渦街流量計由于其耐高溫、壓損小的特點,被廣泛應用于蒸汽流量計量領域中。對用于蒸汽計量的渦街流量計進行量值溯源時,通常使用三種標定介質:蒸汽、水和空氣。以蒸汽作為檢定介質進行實流標定,其優點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計難度大、運行成本高、安全性差等的限制,實際應用很少。通常認為在一定雷諾數范圍內,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(水或空氣)進行標定。

      因此實際檢定工作中基本使用基于水介質或者空氣介質的檢測裝置進行標定。以上關于渦街流量計不受流體介質種類影響的假設是基于渦街流量計原理公式的理論分析,目前并無實驗數據支撐。

      針對渦街流量計在不同流體介質下的計量特性,研究人員進行了大量研究。如許文達等通過對渦街流量計在空氣、水和蒸汽介質下的比對實驗,分析了渦街流量計儀表系數和測試介質的關系,得到了三種介質下儀表系數的規律性偏差,提出了針對溫度和介質可壓縮性的系數修正計算方法。許文達等從流體力學理論研究出發,分析了介質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下的儀表系數偏差,結果表明空氣介質下的渦街流量計儀表系數大于水介質中的儀表系數,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、空氣和水三種介質下進行仿真研究,仿真結果表明三種介質下儀表系數從大到小依次為:空氣、蒸汽、水,說明空氣受介質的可壓縮性影響最大。許文達等對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準裝置和冷凝稱重法蒸汽流量標準裝置上進行蒸汽和空氣介質下的實驗研究,實驗設置了6個流量點,得到儀表系數和重復性等數據,結果顯示空氣介質下渦街流量計儀表系數在最大流量點均有明顯的下降,不同口徑渦街流量計在蒸汽介質下的儀表系數隨流量點的變化曲線基本一致,且空氣介質下的儀表系數整體上大于蒸汽介質下的值。

      邢娟等利用正壓法音速噴嘴氣體流量標準裝置研究了不同空氣密度下的渦街流量計的流量特性,結果表明隨著介質密度的增大,渦街流量計儀表系數相對誤差最大為0.405%,且流量下限降低,量程擴大。

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