提高涡街流量计测量准确度

　　涡街流量计是依据流体力学振动现象中,振动频率与流速的对应关系的原理工作的。它适用于多种流体(液体、气体、蒸汽、水等),具有结构简单、安装方便、测量范围大、压损低、价格合理等特点。因此得到了广泛的应用。但是,涡街流量计尚属发展中产品,实际应用中有些问题,要多加注意。

　　1　仪表工作原理

　　在流体中设置旋涡发生体,档体的两则交替地产生有规则的旋涡列,如图1所示称为卡门涡街现象。旋涡列在旋涡发生体下流非对称地排列。

　　设旋涡的发生频率为f,被测介质的平均流速为v,旋涡发生体迎流面宽度为d,流体流经的管道直径为D,则频率与流速的关系可用

　　(1)式表示:

　　式中　Sr斯特劳哈尔常数在Re=2×10⁴～7×10⁶范围内是一个无量纲常数。

　　根据流体连续性方程

　　从(3)式看出K决定了流量q与频率之间的关系,当K为常数时两者的关系是线性的。流量的积算、显示记录均以K为依据。由(4)式看出对于具体的口径的仪表D、d均已确定,K只与Sr有关,即K∝Sr。斯特劳哈尔数Sr与发生体的形状及雷诺数有关,图2为三角涡发生体的斯特劳哈尔数与雷诺数的关系图。图2可知在Re=2×10⁴～7×10⁶范围内Sr为常数。

　　根据流体力学,Re是判断管道中流速分布的准则,其表达式为:

　　式中　γ—管道中流体的运动粘度

　　现将雷诺数Re与涡街的关系列表如下(见表1)。

　　由表1可知,仪表常数K会受到流体流速v与流体粘度的影响。只有当Re≥2×10⁴,仪表常数K才是线性的。这时K才不受介质温度、压力、密度、粘度、成分等性质的影响,对于各种液体气体、蒸汽,具有相同时适用性。

　　2　影响涡街流量计测量精度的因素

　　2.1　流速与粘度的影响

　　在工业生产中,大多数流体Re均满足涡街流量计应用(Re>2×10⁴),但在一些情况下也有流速偏低或粘度较大的介质,由(6)式知这两种情况都会导致Re下降,当Re低于2×10⁴时,由图2可知精度不能保证。因此在实际应用中应避免在Re<2×10⁴情况下使用。有些厂家规定了仪表使用的流速下限,这为企业应用提供了方便。但有时正常应用的仪表由于生产条件的流速发生变化使原来正常使用的仪表出现误差增大而无法使用。这时可以采用缩小管径的办法来解决。在流量不变的条件下,管道缩小为原来的1/2n,而流速提高n²倍,而Re增加为原来的n倍。从而保证仪表运行在量程下限之上。