摘要:蒸汽贸易结算计量器具中,涡街流量计已得到广泛的应用,目前国内对涡街流量计的检定介质通常为空气,不可避免地对检定结果有-定的影响。通过对涡街流量计蒸汽标定和空气标定的对比试验,初步得到了在不同检定介质下标定后检定数据的差别。
1引言
蒸汽作为工作流体和热传导的介质,已广泛应用于集中供热、电厂的动力源和石化等生产工艺过程中的热源、加湿源等。而在蒸汽贸易结算计量器具中，涡街流量计因其压力损失小，量程范围大,精度高而得到了广泛应用。随着蒸汽节能越来越引起石化、电厂、集中供热、食品、医药钢铁等行业的重视，涡街流量计在蒸汽标定下和在空气标定下的差别,引起了相关企业的关注。通过试验,初步探讨了涡街流量计在蒸汽标定和空气标定下的差别。
2涡街流量计的工作原理与分类
2.1工作原理
把一个非流线型阻流体垂直插入管道中，随着流体绕过阻流体流动,产生旋涡分离现象,形成有规则的旋涡列,左右两侧旋涡的旋转方向相反,见图1,这种旋涡称为卡门涡街。根据卡门，这些涡列多数是不稳定的，只有形成相互交替的内旋的两排涡列,且涡列宽度h与同列相邻的两旋涡的间距l之比满足h/l=0.281(对圆柱形旋涡发生体)时,这种涡列是稳定的,称为卡门涡街。产生旋涡分离的阻流体称为旋涡发生体。涡街流量计是根据旋，涡脱离旋涡发生体的频率与流量之间的关系来测量流量的仪表。
根据卡门涡街原理,旋涡频率f与管内平均流速U有如下关系:
式中,u1为旋涡发生体两侧平均流速,m/s;d为旋涡发生体特征宽度,m;Sr为斯特劳哈尔常数,无量纲参数;U为流经流量计的流体平均流速,m/s;m为旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比,对于直径为d的圆柱形旋涡发生体，m为
式中,D为管道内径,m。.
瞬时体积流量qv
式中,qv为通过流量计的体积流量,L/s;f为流量计输出的信号频率,Hz;K为涡街流量计仪表系数,1/L。
2.2分类
按传感器连接方式分为法兰型和夹装型;按检测方式分为热敏式应力式、电容式、应变式、超声式、振动体式、光电式和光纤式等;按用途分为普通型、防爆型、高温型、耐腐型、低温型、插人式和汽车专用型等;按传感器与转换器组成分为--体型和分离型;按测量原理分为体积流量计和质量流量计。
3涡街流量计的标定
3.1以空气为检定介质进行标定
表1为采用以空气为检定介质的流量标准装置的参数信息。
3.1.1标定前的准备
通电预热,按流量计说明书中指定的方法检查流量计参数的设置。流量计应在可达到的最大检定流量的70%~100%范围内运行至少5min,待流体温度、压力和流量稳定后,进行示值误差检定。
3.1.2检定流量点和检定次数的控制
(1)检定流量点应包含:qmin90.4qmax和qmax;
(2)检定过程中，每个流量点的每次实际检定流量与设定流量的偏差不超过设定流量的±5%或不超过±1%qmax;
(3)每个流量点的检定次数为6次。
3.1.3示值误差的计算
流量计各检定流量点的仪表系数K为
3.2以蒸汽为检定介质进行标定
表2为采用以蒸气为检定介质进行标定的流量标准装置的参数信息。
为了进行比对试验,本文以蒸汽为检定介质.下进行涡街流量计的标定试验的标定前的准备、检定流量点的设置和检定次数的选择均与以空气为检定介质的标定试验相同。
4数据比较
本次比对试验采用应力式涡街流量计,精度等级均为1.5级。试验数据与比较见表3和表4,流量计精度等级系列见表5。
5结论
由表3和表4中的数据可以看出,无论是空气标定还是蒸汽标定,该计量器具均符合JJG1029-2007《涡街流量计》(2]检定规程中的要求。但是在不同检定介质下得出的仪表系数却差别较大，差别为7.85%。国内大多数检定机构所使用的气体流量装置检定介质为空气,而对用于蒸汽贸易结算涡街流量计进行检定时,因检定介质不同而引人的误差是不能忽视的,建议相关用户在使用前，应根据现场的实际情况选择不同的检测部门,进行实流标定或者空气标定,尽可能地减少因检定介质和使用介质不同而引入的误差。如果可行的话,相关法定计量机构部门]也可因此进行立项,流量计在不同的检定介质下得出来的数据是否有线性关系。
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