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震動對渦街流量計產生的影響

閱讀:128發布時間:2018-1-15

渦街流量計是zui容易受流動脈動傷害的流量計之一。流動脈動從發生源經流體向下游或上游傳遞到渦街流量計,并作用在其傳感器上,導致傳感器輸出脈沖數量額外增加,更嚴重的是渦街流量計還會出現一種“鎖定”現象。 

1.1 脈動頻率的影響 

在分析流動脈動對渦街流量計影響時,脈動頻率是重要參數,起決定性作用的是脈動頻率fP與旋渦剝離頻率fv的比值。當此比值較小時,具有近似的穩定流特性,旋渦剝離頻率隨流速變化,斯特羅哈爾數或校準常數不變。當脈動頻率與旋渦剝離頻率的比值較大時,就出現一種強烈的趨勢,即旋渦剝離周期被“鎖定”,即與脈動周期相同(fv=fP)或是脈動周期的一半在鎖定條件下,流量計輸出停頓,流量指示誤差可高達±80%。當脈動頻率大大高于旋渦剝離頻率時,無明顯的鎖定現象,但斯特羅哈爾數發生變化,造成穩定流校準數據明顯偏離,達到10-1的數量級。 

流速脈動幅值U′rms/U的試驗數據表明,此幅值不能超過20%。其中,U′rms為流速脈動均方根值;U為軸向流速。脈動頻率的限定是指在zui低流速時,脈動頻率應小于旋渦剝離頻率的25%【2】。 

1.2 渦街流量計測量脈動流流量 

采取合適的阻尼方法將脈動衰減到足夠小的幅值(通常為3%)是渦街流量計測量脈動流流量時常用且有效的方法。但當脈動幅值仍高于3%時,可對測量不確定度進行估算,然后對誤差進行校正。 

脈動引起的鎖定現象應設法避免。可行的方法有兩個:一是制造發生體較窄的渦街流量計,提高儀表的輸出頻率,從而使旋渦剝離頻率同脈動頻率錯開得遠一些;二是采用插入式渦街流量計測量大管徑流量。在相同流速的條件下,小口徑流量計輸出頻率比大口徑高若干倍。因此,采用插入式渦街流量計也能將旋渦剝離頻率同脈動頻率有效錯開。 

1.3 測量不確定度的估算 

如果fv/fP<0.25,且U′rms/U<0.2,測量不確定度約為1%;如果fv比fP高得多,但無明顯的鎖定現象,流速脈動幅值在0.1~0.2之間,則誤差可能為流量示值的10-1的數量級。 

 


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