摘(zhai)要: 對渦(wo)街流(liu)量(liang)計(ji) 來說(shuo)，出廠檢(jian)定(ding)不但對于(yu)确(que)定儀表(biao)性能參數(shu)是必(bi)不可(ke)少(shao)的(de)，對于(yu)發現(xian)整(zheng)體(ti)安裝乃至(zhi)零(ling)部(bu)件制(zhi)造質(zhi)量(liang)問(wen)題也(ye)是至(zhi)關(guan)重要的(de)。對渦(wo)街(jie)流(liu)量計(ji)測量特性做了(le)簡要的(de)介紹，采(cai)用現場(chang)實(shi)驗的(de)方法，通(tong)過在蘭州石(shi)化公(gong)司水(shui)、氣兩(liang)套(tao)标準裝置上(shang)檢定數據(ju)的對(dui)比，試(shi)着分析探(tan)讨(tao)在(zai)一定(ding)雷諾數(shu)範圍内(nei)，檢定(ding)介(jie)質是否(fou)會對渦(wo)街流量(liang)計的儀表(biao)系數(shu)産生影(ying)響(xiang)。
1 渦街(jie)流量(liang)計原理
　　在(zai)流動的流體中(zhong)插入(ru)一(yi)個斷面(mian)爲非(fei)流線型的(de)柱狀(zhuang)物體時，從(cong)柱狀物(wu)體兩側(ce)會産生兩(liang)列交(jiao)替産生(sheng)的(de)旋渦(wo)。這個(ge)現象被稱(cheng)爲“卡門渦(wo)街”現(xian)象。
　　漩渦(wo)列在漩(xuan)渦發(fa)生(sheng)體(ti)下遊非對稱地排列(lie)。研究表明(ming)旋渦(wo)分離(li)的頻率與(yu)介質流(liu)速成正(zheng)比，與(yu)柱體的寬(kuan)度成反比(bi)。根據卡門渦(wo)街原理(li)，有如下(xia)關(guan)系式(shi):

　　式中(zhong): 漩渦的發(fa)生頻率(lü)爲(wei) f，被測(ce)介質(zhi)流動(dong)的平(ping)均速度(du)爲(wei) V，漩渦(wo)發生(sheng)體(ti)迎(ying)面寬(kuan)度爲 d，管(guan)道(dao)内徑(jing)爲 D，Sr爲(wei)斯(si)特(te)勞哈(ha)爾數。根據(ju)卡門(men)渦街(jie)原理，有如(ru)下關系式:
管内(nei)體積流(liu)量
　　由上(shang)面的(de)式(shi)子(zi)可見(jian)，在管(guan)徑和柱體(ti)寬度已(yi)知(zhi)的情(qing)況下(xia)，隻要(yao)測量(liang)旋渦頻(pin)率(lü)便可測出流(liu)體流速(su)和瞬時(shi)流量。

式中: K———流(liu) 量(liang) 計 的 儀(yi) 表 系 數，脈(mo) 沖 數/m3( P/m3) 。
　　K 除了(le)與漩渦發(fa)生體、管道(dao)的幾何尺寸有關外(wai)，還與(yu)斯特(te)勞哈(ha)爾數(shu)有關。圖 1 所(suo)示爲漩渦(wo)發生(sheng)體的(de)斯特勞哈(ha)爾數與管(guan)道雷諾數(shu)的(de)關系。
　　斯(si)特勞哈爾(er)數( Sr) 是通過(guo)試驗确定(ding)的無因次數。圖(tu) 1 中表示出了斯(si)特勞哈(ha)爾(er)數( Sr) 和雷諾(nuo)數( Re) 的關系(xi)，曲線的平(ping)直部(bu)分對(dui)應渦街流(liu)量計正(zheng)常測量的範圍(wei)。隻(zhi)要檢(jian)測出頻(pin)率(lü) f 就可以求得管内的(de)流速(su)。

　　由以(yi)上的分析(xi)可以看出(chu)在一(yi)定的(de)雷諾數範(fan)圍内，渦街(jie)流量計輸(shu)出頻(pin)率信(xin)号同流過(guo)測量(liang)管的(de)體積流量(liang)之間的(de)關系不(bu)受流體(ti)物(wu)性( 密(mi)度、黏(nian)度(du)) 和(he)組分(fen)的影(ying)響，即流量(liang)系數隻與旋渦發生(sheng)體(ti)及管道(dao)的形狀(zhuang)尺(chi)寸有(you)關，與檢(jian)定(ding)介質(zhi)無關。因此(ci)，隻要(yao)在一種典型介(jie)質中(zhong)标(biao)定(ding)其流(liu)量系數，就(jiu)可以(yi)适應于(yu)各(ge)種介(jie)質。但(dan)是超過這(zhe)一範圍，就可能(neng)要産生影響了(le)。爲了解決(jue)前言中提(ti)出的疑問(wen)，驗證(zheng)該(gai)結(jie)果在(zai)實際工作(zuo)中可(ke)以參考(kao)。
2 實驗準(zhun)備
　　采(cai)用的兩套(tao)标準裝置(zhi)具有(you)較高的不确定(ding)度和穩定度，并且通(tong)過甘肅省(sheng)質量技術(shu)監督(du)局的(de)考核認證(zheng)，可以(yi)作爲計量标準(zhun)向下傳遞(di)。
裝置(zhi) 1: 0. 5 級(ji)負壓法(fa)音速(su)噴(pen)嘴氣體(ti)流量标(biao)準(zhun)裝置(zhi)———氣标(biao)。
裝(zhuang)置 2: 0. 05 級質(zhi)量法水(shui)流(liu)量标(biao)準裝(zhuang)置———水标。
被(bei)檢對象: 選用一(yi)台脈沖輸(shu)出、準(zhun)确度等級(ji) 1. 0級、儀(yi)表線性(xing)和(he)重複(fu)性較好的(de)北京(jing)菲薄(bao) DN150 渦街(jie)流量(liang)計作(zuo)爲被(bei)測流(liu)量計(ji)。
3 實驗數據(ju)

4 實驗數據(ju)分析(xi)
1) 首先(xian)，檢定時盡(jin)量選(xuan)擇流量點對應的(de)雷(lei)諾數(shu)在 2 × 104～ 7.2×106範(fan)圍内(nei)，确保(bao)流量(liang)計的(de)測量(liang)結果(guo)的準(zhun)确性(xing)，且在(zai)兩(liang)套裝置(zhi)上流量點(dian)的雷(lei)諾數(shu)盡(jin)量相近(jin)，從而可以(yi)驗證公式(shi)(3)是(shi)否在實(shi)際應用中(zhong)可以成立(li)，即渦街流(liu)量計在檢(jian)定範圍内(nei)，儀表系數(shu)是否(fou)和(he)檢定介(jie)質無關。
2)表1、2分别(bie)是流量(liang)計(ji)在液體流(liu)量标準裝(zhuang)置、氣體流(liu)量标(biao)準裝(zhuang)置(zhi)上通過(guo)實際檢(jian)定得到(dao)的檢(jian)定數(shu)據，兩(liang)套裝置各(ge)自檢(jian)定結(jie)果(guo)的(de)儀表(biao)線性、重複(fu)性均合格(ge)。但(dan)從(cong)兩個(ge)裝置檢測(ce)數據(ju)比對分析看來(lai)，在合适雷(lei)諾數(shu)範圍内，同樣一(yi)台檢定(ding)合(he)格的渦街(jie)流(liu)量(liang)計，在(zai)不同(tong)介質的标(biao)準裝置上檢定(ding)數據(ju)相差(cha)還是(shi)很明顯(xian)的(de)，儀表(biao)系數相差2.5%左右，而且(qie)k系(xi)數曲線(xian)趨勢也并(bing)不相(xiang)同，如(ru)圖2所示。

3)從結果(guo)看來，至(zhi)少(shao)在這(zhe)兩套(tao)标準裝置(zhi)上，在蘭(lan)州石化(hua)所使(shi)用(yong)流(liu)量計(ji)的檢定(ding)中(zhong)，不同(tong)檢定(ding)介質(zhi)會對(dui)标定(ding)出來(lai)的儀表系數有較大(da)影響。用水(shui)标定(ding)的渦街流量計(ji)，用來測量(liang)空氣(qi)或者蒸汽，需要(yao)重新用空(kong)氣再(zai)進行(hang)一次标定(ding)，調整系數。
5.實驗(yan)不足(zu)
　　 通過(guo)在兩(liang)套标準裝(zhuang)置上的實(shi)際檢定，可(ke)以看到渦(wo)街流量計的(de)儀表系(xi)數的确在不同(tong)介質的檢定裝(zhuang)置上(shang)有一(yi)定誤(wu)差。但(dan)是，實(shi)驗中(zhong)也仍然存(cun)在很(hen)多不足(zu):兩套裝(zhuang)置一(yi)個是(shi)正壓檢定(ding)、一個是負(fu)壓檢定，而且前(qian)後直(zhi)管(guan)段的長(zhang)度也不(bu)同等這些因(yin)素也可能(neng)是引(yin)起儀表系數誤差的(de)原因(yin)。如何(he)能(neng)更(geng)好、更(geng)科學地驗證渦(wo)街流量計儀表系數(shu)不(bu)受(shou)标定(ding)介質的(de)影(ying)響，仍需要(yao)進一步的(de)工作。

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