雷諾數對渦街(jiē)流量計的影響
在(zai)一定的雷諾數範(fàn)圍之内,渦街流量(liang)計 輸出頻率信号(hao)同流過測量管的(de)體積流量之間的(de)關系不受流📧體物(wù)性(密度、黏度)和組(zu)分的影響。即流量(liang)系數隻📐與旋渦發(fā)生體❌及管道的形(xing)狀尺寸有關,因此(cǐ),隻需在一種典型(xíng)介質中标定其🈲流(liu)量系數而适用于(yu)各種介質,這是渦(wō)街流量計的一🐪大(dà)優點。但若雷諾數(shù)超過這一範圍,就(jiu)要産生影響了。 在(zài)流體流動的管道(dao)中設置一個旋渦(wo)發生體(阻流體♊),于(yu)是在發生體下遊(you)的量冊就會交替(ti)地産生有規則的(de)旋渦。這種旋🐪渦稱(chēng)爲卡曼渦街。此旋(xuán)渦的頻率同各因(yin)素的關系可用式(shi)(8.5)表💁述,即 卡曼渦街(jie) (8.5) 式中 ——發生體一側(ce)産生的卡曼渦街(jiē)頻率; ——斯特羅哈爾(ěr)數(無量綱數); ——流體(tǐ)的流速; ——旋渦發生(sheng)體的寬度。 圖8.5所示(shì)爲圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特羅哈(ha)爾數同雷👨❤️👨諾🍓數的(de)❌關系。由圖可見,在(zài) 4~7×106範圍内,是曲線的(de)平坦部分(Sr=1.7),卡曼渦(wo)街頻率與流速成(cheng)正比,這是儀表正(zhèng)常工作範圍。在 =5×103~2×104範(fàn)圍内,旋渦能穩定(ding)發生,但因斯特羅(luo)哈爾數增大,所以(yǐ)⛹🏻♀️流量系☂️數須經校(xiào)正後才能保證流(liu)量測量精度。當ReD<5×103後(hòu)旋渦不發生或不(bú)🐪能穩定地發生。 斯(si)特羅哈爾數與雷(léi)諾數的關系 本節(jie)讨論的是 =5×103~2×104的區間(jiān)如何提高流量測(ce)量精度的問題。如(ru)果獲得可♊靠的校(xiào)正系數并用适當(dang)的方式實現在線(xiàn)校正❓就能将測量(liang)精度提高,将範圍(wei)度顯著擴大。 (2)雷諾(nuo)數影響的校正 表(biao)8.2給出了YF100系列渦街(jie)流量計低雷諾數(shù)🤩測量👌段的校正系(xì)數表。使用這一表(biǎo)格的方式也♌有在(zài)線計算和離線計(jì)算之分。其中在線(xian)計算法多在帶CPU的(de)渦街流量變送器(qi)👄(傳感器)中使用,離(lí)線計算多在流量(liang)顯示表中用折線(xiàn)法實現校正時使(shǐ)用。 表8.2 雷諾數校正(zhèng)系數
校正(zheng)系數A
雷諾數ReDi
校正(zhèng)系數A
5.5×103
0.886
2.0×104
0.990
8.0×103
0.935
4.0×104
1.000
1.2×104
0.964
所示爲在線(xian)計算校正系數的(de)程序框圖。圖中的(de)Kt爲流量系數,D爲測(ce)量管内徑, 爲流體(tǐ)黏度,qm爲質量流量(liang)。 離線計算就是計(ji)算滿量程的雷諾(nuo)數和各典型流量(liang)點的流量值,然後(hòu)制作折線,填入儀(yi)表的程序菜單,儀(yi)表運行後,實現自(zi)動校正。 (3)舉例 ①已知(zhi)條件 a.流體名稱:柴(chai)油 b.流體溫度:30℃ c.流體(ti)密度: 3 d.流體黏度: ·s e.管(guǎn)道内徑:D=0.05m f.最大流量(liàng):qvmax=50m3/h ②計算 a.最大質量流(liú)量qmmax的計算 qmmax= b.最大流(liu)量時的雷諾數ReDmax的(de)計算[使用式(8.2)] ReDmax = 4 c.各典(dian)型流量點的體積(jī)流量qvi的計算 (8.6) 将表(biǎo)8.2中各典型流量點(dian)雷諾數代入式(8.6)得(dé)各點流量qvi,列于🐆表(biǎo)8.3中。 表8.3 各特征點校(xiào)正系數
雷(lei)諾數ReDi
校正系數A
流(liú)量值qvi/(m3/h)
2.976
10.823
4.329
21.645
6.494
50.000
9.24×103
這一方法可(ke)用來對黏度比水(shuǐ)高一些的液體低(dī)流速段進行誤⚽差(cha)校正。 (4)在流量傳感(gǎn)器(變送器)中的實(shí)現 上面所述的雷(lei)諾數影響的校正(zheng)是在流量二次表(biao)中完✊成的,适用于(yú)渦街流量計本身(shen)無校正能力的測(cè)量系統。随着計算(suan)機技術滲透到流(liu)量一次表,有些渦(wō)街流量計本身也(yě)🐅具備了這種校正(zheng)功能。例如橫河公(gōng)司的YF100系列E型💋渦街(jie)流量計中,是用🏃🏻4段(duan)折線實🚶現此項校(xiao)正☁️。折線的橫坐⛱️标(biāo)爲旋渦頻率 ,其縱(zòng)坐标爲校正系數(shu)A,如圖8.7所示。 在表8.3所(suo)示的例子中,可從(cóng)表8.3中的流量值qvi按(àn)下式求🔞取各特征(zheng)點⚽頻率 。 式中 ——體積(ji)流量,L/h或m3/h; Kt——流量系數(shu),P/L或P/m3(1P=0.1Pa·s)。 然後将各點頻(pín)率和所對應的校(xiao)正值填入渦街流(liu)量計(變送器)菜單(dān)(第D21~D30條),并在“REYNOLDS ADJ”(雷諾數(shù)校正)項指定“1”(執行(háng)),儀表運行後,就能(néng)将雷諾數對流量(liang)系數Kt的影響自動(dong)按下式進行校正(zheng)。 式中 ——校正後的流(liú)量系數,P/L或P/m3; A——校正值(zhí); Kt——未經校正的流量(liang)系數,P/L或P/m3
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