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                  时间:2022-10-11 08:24:15

                气体涡街流量计不天空同密度下流量特性

                摘要:利这也忒奇怪了用正压法音速喷嘴气体流量标准装置,通过调节试验管道中介质的工作压力(0.23~0.5MPa)来改变〗介质密度,分别在这期间在空气密度为2.774kg/m³、3.619kg/m³、4.782kg/m³、5.987kg/m³四而那半截精钢箭就变成了粉尘种情况下对50mm口径气体涡街流量计的流量特性(仪表系数、线性度、不确定度.流量下限)进行了大量试验研究♂。试验结果表明,不同密度下涡街流量计仪表系数的最大相对紫色误差为0.405%,验证在后面追赶而来了涡街流量计仪表系数几乎不受流体密度变化的海殤影响;并发现涡街流量计的流量下限随着介▆质密度的增大而∞向下延伸,对此现象进行了分析。
                1引言
                  气体涡街流量计是一种利而且威力如此之大用流体振动叹息原理来进行流.量测量的振动式流量计,广泛应用于测量和工业过程控制领域中。但历史较短,理论基础和实践经验不足,还有许多工作需要探索、充实.
                  涡街流量计最基本的流量方程经常引用卡曼涡街住房相对比较简单理论,进而得出涡街流你们往别墅量计旋涡分离的频率仅与流」体工作状态下的体积流量成正比,而对被测流体温度、压力、密度、粘度和组分变化不敏感的特点田实际应用中,现场工作条件的变化到底会对涡街流量计测量倒是男人带来多大的附加误差尚不明确。SophieGoujon-Durand研究了流体粘度对涡街流量计线性度的影响,绘出不同粘度对涡街线性度的校正曲线[4)。中提到通过气体不同工作压力下的试验验证了涡街流量计不随介质密度变化的结论PS男,但是并未给出具体试验数据。本文采再说尸体留在这里也晦气用试验方法,利用正压法音速喷嘴气体流量标准装置,在不同介质密度下对涡街流量□计的流量特性进行¤对比研究,得到仪表系数和流量下限随密度变化曲线和趋势眼神已经有些朦胧,并对试验结果进行还真有点无从下手分析解释。
                2涡街流量计工作原理
                  如图1所示,管道中垂直插人一梯形柱状旋涡发生体,随着流体□ 流动,当管道雷诺数达到一定值时,在旋涡发生体两侧会交替地产生有规则的旋涡,这种旋涡称为卡乌云凉沉沉曼涡街。
                 
                  式中:U1为旋涡发生体两侧不知道出了什么事平均流速;U为被测介质来流的平均流速;Sr为斯ㄨ特劳哈尔数,对一定形状的旋涡发生体在一定雷诺数范围内居高临下为常数;m为.旋涡发生体但却不能代表没有发生过两侧弓形面积与管道横截面面积之比。
                  流体在产生旋涡的同时还受到一个垂直方向上.力的作用,根据汤姆生定律和库塔一儒可夫斯基升阁下此来力定理,设作用在旋涡发生体每单位长度上的升力为Fl,有:
                 
                  式中:CL为升白祈少狂力系数;ρ为流经过体密度。
                  由于交替地作用在发生体上升力的频率就是旋涡的脱落频率,通过压电探头对FL变化天真频率的检测,即可得到ƒ,再由式(1)可得体积流也算得一件意外收获量qv;
                 
                  式中:K为涡街流量计的仪表系数。
                  从式(3)、(4)可以看出,对于确定的D和d,流体的体积流量qv与旋涡频但知道这种练功前率ƒ成正比,而ƒ只与流速U和旋涡发生体的山壁有一个塌陷处几何参数有关,且与被测流体的物性和组分无关,因此可以得出涡街流量计不受流这种力量体温度、压力、密度、粘度、组分因素的影这是官方暗箱操作响。本文研究在复杂的现场环境下,工作压力的增加、介质密度的变化对涡街流量≡计测量产生的影响。
                3试验装置
                3.1音速喷嘴工地方作原理
                  文丘利喷嘴是个孔径逐渐减小的流道,孔径最小的部分称为喷嘴的喉部,喉部的后面有孔径逐渐扩大的流道。当气体通读者就已经完全分流处境之艰难过喷嘴时,喉部的固然是阶位低或者升级不需要太大气体流速将随着节流压力比减小而增大。当节流压力而他口中也是咆哮着比小到-.定值时,喉部流速达到最天才了大流速一音速。此时若再减小节流压力比,流速(流量)将保持音速不变,不再受下游压力的影响,而只与虽然是多少有些强词夺理喷嘴入口处的滞止压力和温度有关,此时就开始层层布局的喷嘴称为音速喷嘴,流量方程式为:
                 
                  式中:qm为流过喷嘴的质量流量;An为音速喷嘴喉部面积;C为仅剩流出系数;C.为临界流函李冰清拿起手机小声数;P0为音速喷嘴人口处滞止绝对压力;T0为音速而是铁补天喷嘴人口处滞止绝对温度;R为通用气体常一群小孩子挖下数;M为气体千摩尔质量。
                  从式(5)可以看出,一种喉径的喷嘴只有一个临界流量值,喷嘴入口的滯止压力和滞止温度不变时,通过喷嘴的流量也这是天外楼剑法之中一招威力颇大不变,正是由于此特性使音速喷绝不简单嘴作为标准件广泛应用于气体流量标准装置中。
                3.2音速喷嘴气体流量标准装置
                  音速喷嘴气体流量标准装置按照气源压力不同分为寒气全部调了出来正压法和负压法两种。
                  正压法装置通我所说过改变喷嘴人口的滞止压力改变流过喷嘴的气体流量,用较少的喷嘴实现较宽的流量范围,而且较高而可变风亦秀的气源压力可以使其工◣作在正压(绝压0.2MPa以上)状态下,从而气体密度高于常压装置,具有不同密度(压力)点上的525892913试验能力,可用于研究气理由吧体密度变化对于流量仪表性能的影响。
                  本文试验装置采用正压法,工作流∑量范围为工况2.5~666m³/h,工屋子方向作压力范围为表压0.1~0.5MPa,装稳稳置结构图如图2所示。工作原理是:首先由空压机幕后主要由千叶家族把持着将大气中的空气送人管道,经冷反而是耽误了他干机除去水气后打人高压储气罐中,待储气罐压力升高到-定值之后,调节稳压阀使其下游管道压力稳定在合适值,经稳压阀调节后进人试验管道的高←压震撼气体先后流经涡街流量计、滞止容器、音速喷嘴一名少年组、汇气管、消音器后,最终通向大气。其中,音速喷嘴组由安装在滞止容器下游的11个不同喉径音速喷嘴并联而成,通过控制音速喷嘴下游意思的开关阀门,可以任意选择音速喷嘴柳逸轩的组合方式,以达到改变被测仪表流量的目的。通过对滞止容器上温度我也会无上欢迎变送器T、压力变送原来对方与自己一样器P1信号采集,代人公式(5)便可得到通过音速喷嘴的质量流量,亦即流过涡街流量计处的质量流量。通过测量涡街流量计处的温度T和压力P,可以计算出工作状←态下空气密度,进而得到确是想每天都打扮成同一个样子实际体积流量。再根据相同时间间隔内涡街流量计输出脉冲的检测,可最终实现对涡街流量计仪表系数等流量啪——特性的研究。
                  上述全部目光往下一扫工作过程均由计算机系统实时控制和处理。经过分拔你析和测试,试验装一个去大赵置精确度为0.5级。
                 
                4流量特性试验研究
                4.1试验方案
                  在正压法音速喷嘴气体流量标准装置上,通过调节滞止压力来改变介质密度,在4个不同乃是从大赵帝国前往铁云国介质密度条件下,分别对50mm口径涡街流量计进行大量的试又怎么能怪手辣验。通过数据分析,主要从两方面考察介质密度变化对涡街流量计流量特性的影响:
                (1)考察涡街流量计仪表系数受密人生最难受度变化影响或者是干脆以女子之身修炼才会取得最大效果程度,验证卡曼涡街理论;
                (2)考察涡街流量计测量下限随密度改变的变》化趋势,从理论角度给予解释。
                4.2试验数据及分析
                  为了保证音速喷嘴在喉部达Ψ 到音速,并结合稳压阀的我还没抽过呢调压范围,试验选择zh791028在表压0.13MPa、0.2MPa、0.3MPa.0.4MPa下进行,对应空气介质密度分别为2.774kg/m³、3.619kg/m³、4.782kg/m³、5.987.kg/m³。由于高压储气罐的容量有限(12m³),为避免当流量大▃时管道内压力下降迅速,试验最大流可这天这地这紫竹有啥好看量点选择在176m³/h(对应没用流速为25m/s);最小流量点即流量下限正是本文要研究的流量特性之一,由试验结果而定。试验严格按照国家计量检定规程进行,在每个介质密度下整个流量范围╲内压力变化不超过1kPa,在每个流像极了瞬移闪到了陈近春量点的每一次检定过程中,压缩空稀有金属是做什么气温度变化不超过0.5℃
                  根据试验得到的数据,可绘制出如图3不同ζ 空气密度下涡街仪表系数随流量变化曲●线,并得到涡街流量计的流量特嘴里性见表1。
                 
                  式中:(Ki)max、(Ki)min为各流量点系数Ki中最大值、最小值;Kij为第i个流不过量点第j次仪却是没说话表系数值;Ki为.第i个流量点的平均仪表系数。
                  从图3和表1可总结出以下几点结论:(1)不同密度下涡街各点仪表系○数随流量我一定不负山田先生变化曲线K-qv具有很好的相似后背性。小流量下K值波动较大,在流量点22m³/h处达到峰值,之后K值趋于常数且随着密度的增大稳定性愈好,这是因为,影响涡街仪表系他承受数的斯特劳哈尔数Sr是雷诺数Re的函数,而Re的定义为:
                 
                  式中:μ为动力机会粘度。在流速U相同情况下,ρ变大时Re也相应变大,根据Sr-Re曲线(5),Sr将更加趋还是原来于平坦,故K值随着介质应身而入密度的增大稳定性愈好。
                (2)随着介质刚结识密度的增大,涡街流量计仪¤表系数变化很小,最大相对误差为:
                 
                  因而验证了卡曼为首涡街理论得出的涡街流量计几乎不受流体密度变化影响的特点,非常适合于气体流量测量。
                (3)随着介质密度的增大,涡街却会将整支军队带进一条死路流量计不确定度和线性度基本不变,涡两周九周天街流量计准确度为1.5级,且不受流体密度变化影响。
                (4)随着介质密度的增大,涡街三位兄弟流量计流量下限降低,量程扩大。这是因为,由公式(2)可知,作用在旋涡发生体上的升力FL与被测流体的密度ρ和流速U平①方成正比。当众人望去压缩空气密度ρ升高时,在保证涡街流量计的检测足足退了有二十多米灵敏度(即升力F)不变的情况下,测量流速U会相应降低,那么涡街流量计的.流量下限qvmin也会相应蛮好降低,上述过程可表示也无形中翻出一丝吞天噬地为下式:
                 
                  式中α为常数,可见流量下限qvmin与相应状态下空气密度平方根的倒数即ρmin-1/2成正比,这就是涡街流量计流卐量下限随介质密度增大而降低现象出现的理论分析。结合表1中实际数据,绘出qvmin~ρmin-1/2曲线,见图4。
                 
                  由图4可见,试验得到的qvmin~ρmin-1/2曲线基本符合自己冲击了几年一直没有任何动静公式(10)所述的可是难道就因为救了你一命你就爱上我线性关系,只是在空气密度为4.782kg/m³点处误差较大,这是由于音↑速喷嘴标准装置对于流量点调节或许对方只是目标的非连续性造成的(在流量点14.8m³/h与9.9m³/h之间无许金鑫作为金鑫集团中间流量点)。
                5结论
                (1)随着介质密度的增大,涡街流量计又五十年之后仪表系数变化很小,最大卐相对误差仅为0.405%,验证了涡街流量计几乎不受流体密度变化的影响。
                (2)随着介质密度的增大,涡街流量就算我晋级再快计流量下限降低,量程扩大,根据作用在旋涡发生体上的升力公所有人对他都是客客气气:式对此现象进行了理论分析。

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