|
基(ji)于介(jie)質可(ke)壓縮(suo)性渦(wo)街流(liu)量計(ji)系數(shu)修正(zheng)
|
摘要(yao):基于(yu)渦街(jie)流量(liang)計
基(ji)本原(yuan)理,結(jie)合流(liu)體力(li)學分(fen)析了(le)介質(zhi)可壓(ya)縮性(xing)對渦(wo)🍓街✊流(liu)㊙️量計(ji)計量(liang)特性(xing)的影(ying)響。考(kao)慮到(dao)渦街(jie)流量(liang)計流(liu)動☔截(jie)面🐕突(tu)然改(gai)變導(dao)緻流(liu)體介(jie)質參(can)數發(fa)生改(gai)變的(de)現象(xiang)與差(cha)壓式(shi)流量(liang)計有(you)相似(si)之處(chu),類比(bi)标準(zhun)孔😄闆(pan)的介(jie)質可(ke)膨脹(zhang)性系(xi)數經(jing)驗公(gong)式提(ti)出基(ji)于介(jie)質可(ke)壓縮(suo)性的(de)渦街(jie)流量(liang)計儀(yi)表系(xi)數修(xiu)正數(shu)學模(mo)型。通(tong)過最(zui)小二(er)乘拟(ni)合對(dui)實流(liu)标📐定(ding)實驗(yan)數據(ju)進行(hang)數值(zhi)分析(xi)得到(dao)儀表(biao)系數(shu)的可(ke)壓縮(suo)性💛修(xiu)正公(gong)式。最(zui)後☀️分(fen)🔱析了(le)修正(zheng)儀表(biao)系🚩數(shu)的誤(wu)差和(he)不确(que)定度(du),最大(da)誤差(cha)爲-0.64%,相(xiang)對擴(kuo)展不(bu)确定(ding)度均(jun)在1%以(yi)内。研(yan)究結(jie)果對(dui)采用(yong)蒸汽(qi)介質(zhi)的渦(wo)🧑🏽🤝🧑🏻街流(liu)量☀️計(ji)儀表(biao)系數(shu)跨介(jie)質标(biao)定具(ju)有指(zhi)導意(yi)義。
0引(yin)言
近(jin)年來(lai)渦街(jie)流量(liang)計依(yi)靠其(qi)結構(gou)簡單(dan)、無可(ke)動部(bu)件、壓(ya)損小(xiao)💋、量程(cheng)比寬(kuan)等優(you)點被(bei)廣泛(fan)應用(yong)于液(ye)體、氣(qi)體和(he)蒸汽(qi)等介(jie)質的(de)流🏃🏻♂️量(liang)計量(liang)領域(yu)中。目(mu)前,國(guo)内外(wai)對💚于(yu)渦街(jie)流量(liang)計的(de)量值(zhi)溯源(yuan),普遍(bian)認爲(wei)可以(yi)進行(hang)跨介(jie)質标(biao)定”在(zai)一定(ding)雷諾(nuo)數範(fan)圍内(nei),渦街(jie)流量(liang)計旋(xuan)渦分(fen)離頻(pin)率對(dui)㊙️被測(ce)流體(ti)壓力(li)、溫度(du)、粘度(du)和組(zu)分變(bian)化🔱不(bu)敏感(gan),在幾(ji)何相(xiang)似和(he)動力(li)相✉️似(si)條件(jian)下可(ke)用一(yi)種典(dian)型介(jie)質(水(shui)或空(kong)氣)進(jin)行📞标(biao)定。基(ji)于這(zhe)種認(ren)識,在(zai)對用(yong)于蒸(zheng)汽計(ji)量的(de)渦街(jie)流量(liang)計進(jin)行量(liang)💃值☎️溯(su)源時(shi),同時(shi)受限(xian)于蒸(zheng)汽實(shi)流檢(jian)🍉測裝(zhuang)置運(yun)行成(cheng)本高(gao)、安全(quan)性等(deng)因素(su),實際(ji)工作(zuo)中通(tong)常使(shi)用水(shui)介質(zhi)或者(zhe)空氣(qi)介🔆質(zhi)代替(ti)蒸汽(qi)介質(zhi)進行(hang)實🔞流(liu)标定(ding)。但由(you)于蒸(zheng)汽介(jie)質具(ju)有高(gao)溫、高(gao)壓、可(ke)壓縮(suo)等特(te)點,實(shi)際工(gong)作狀(zhuang)态與(yu)标定(ding)介質(zhi)空氣(qi)或水(shui)相去(qu)甚遠(yuan)。随着(zhe)渦街(jie)流量(liang)計在(zai)蒸汽(qi)計量(liang)領域(yu)越🛀🏻來(lai)越廣(guang)泛的(de)應用(yong),計量(liang)糾紛(fen)也不(bu)斷見(jian)諸報(bao)道,引(yin)起了(le)人們(men)的關(guan)注。
對(dui)渦街(jie)流量(liang)計在(zai)不同(tong)流體(ti)介質(zhi)下的(de).計量(liang)特性(xing)以及(ji)🏃影響(xiang)潤🚩街(jie)流量(liang)計計(ji)量特(te)性的(de)可能(neng)因素(su)進行(hang)了大(da)量研(yan)究。從(cong)謊體(ti)力學(xue)角度(du)出發(fa),根據(ju)相似(si)原理(li)分🐕析(xi)了壓(ya)縮空(kong)氣🥵代(dai)替蒸(zheng)汽進(jin)行蒸(zheng)汽流(liu)量計(ji)檢定(ding)的可(ke)能性(xing)。對渦(wo)街流(liu)量計(ji)進行(hang)了空(kong)氣和(he)蒸汽(qi)實謊(huang)标💚定(ding)測試(shi)對比(bi)🈲分析(xi),結果(guo)表明(ming)兩者(zhe)标定(ding)🔴流量(liang)對比(bi)誤差(cha)爲2.5%。對(dui)介圜(huan)📱溫度(du).介質(zhi)雷諾(nuo)數、檢(jian)定管(guan)道内(nei)徑與(yu)渦街(jie)流量(liang)計測(ce)量管(guan)徑不(bu)匹🌂配(pei)、魔潤(run)發生(sheng)體尺(chi)寸改(gai)變🐉等(deng)l起渦(wo)街流(liu)量計(ji)儀表(biao)系數(shu)變化(hua)的因(yin)素徹(che)了分(fen)析👌。采(cai)用數(shu)值模(mo)報的(de)方法(fa)研究(jiu)了旋(xuan)潤發(fa)生體(ti)形⭕狀(zhuang)對渦(wo)街流(liu)量計(ji)中流(liu)動特(te)性的(de)影響(xiang),結果(guo)表明(ming):聯蔚(wei)型🏒發(fa)生體(ti)下遊(you)旋潤(run)脫落(luo)穩定(ding)性更(geng)好,且(qie)斯特(te)勞暗(an)爾數(shu)飯流(liu)速(雷(lei)諾數(shu))變化(hua)較小(xiao)。國從(cong)可壓(ya)縮流(liu)體的(de)流體(ti)力學(xue)方程(cheng)出發(fa)對渦(wo)街流(liu)量計(ji)的流(liu)場進(jin)行了(le)分析(xi).将介(jie)圓可(ke)壓縮(suo)性對(dui)渦街(jie)流量(liang)計計(ji)量.特(te)性的(de)影🌈響(xiang)日結(jie)到流(liu)體等(deng)鹘指(zhi)數x,得(de)出介(jie)質可(ke)🌏壓細(xi)性會(hui)造成(cheng)儀💔表(biao)系數(shu)K值增(zeng)大.且(qie)題介(jie)質來(lai)流速(su)度的(de)增大(da)這種(zhong)偏差(cha)逐漸(jian)增大(da),文章(zhang)還通(tong)過實(shi)流測(ce)試和(he)CFD仿真(zhen)得到(dao)潤街(jie)謊量(liang)計在(zai)空氣(qi)和水(shui)介圈(quan)下的(de)儀表(biao)系數(shu)偏差(cha),驗證(zheng)了理(li)論分(fen)析。從(cong)渦街(jie)流量(liang)計儀(yi)表系(xi)數K的(de)定義(yi)式出(chu)發總(zong)結出(chu)影響(xiang)渦街(jie)流量(liang)計計(ji)量特(te)性的(de)主要(yao)因素(su)爲溫(wen)度和(he)介質(zhi)可壓(ya)餾性(xing).爲了(le)直觀(guan)地顯(xian)示各(ge)變量(liang)可壓(ya)細性(xing)的影(ying)響程(cheng)度.作(zuo)者采(cai)用❌指(zhi)數報(bao)合的(de)方⚽法(fa)以壓(ya)力p密(mi)度ρ和(he)等嫡(di)指數(shu)x爲自(zi)變量(liang)得到(dao)了介(jie)質可(ke)壓縮(suo)性影(ying)響報(bao)合公(gong)式考(kao)慮到(dao)溫度(du)對發(fa)生體(ti)形變(bian)的影(ying)響,l入(ru)材料(liao)線性(xing)酈脹(zhang)系數(shu)描述(shu)溫度(du)對儀(yi)表系(xi)數的(de)✉️影響(xiang),最後(hou)将這(zhe)兩個(ge)因素(su)綜合(he)到一(yi)起得(de)到系(xi)數修(xiu)正計(ji)算方(fang)法。蘇(su)慶⁉️文(wen)等國(guo)爲了(le)研究(jiu)介圜(huan)可壓(ya)縮性(xing)對渦(wo)街流(liu)量計(ji)計量(liang)特性(xing)的影(ying)響,利(li)用Fluent軟(ruan)件對(dui)渦街(jie)流量(liang)計在(zai)蒸汽(qi)、空氣(qi)和水(shui)三種(zhong)介圜(huan)下㊙️進(jin)行仿(pang)真研(yan)究,結(jie)果表(biao)明三(san)種介(jie)圓下(xia)儀表(biao)系數(shu)從大(da)到小(xiao)依次(ci)㊙️爲:空(kong)氣、蒸(zheng)汽♉.水(shui).說明(ming)空氣(qi)受介(jie)質的(de)可壓(ya)細性(xing)影🥰響(xiang)最大(da).許文(wen)達等(deng)即對(dui)6台不(bu)同口(kou)徑的(de)渦😘街(jie)流量(liang)計分(fen)别在(zai)音速(su)晴嘴(zui)法氣(qi)體流(liu)量标(biao)準裝(zhuang)置和(he)冷🐉凝(ning)稱重(zhong)法蒸(zheng)汽流(liu)量🆚标(biao)準裝(zhuang)置上(shang)進行(hang)蒸汽(qi)和🛀空(kong)氣介(jie)圜下(xia)的實(shi)驗研(yan)究結(jie)果顯(xian)示空(kong)氣介(jie)圈下(xia)的儀(yi)表系(xi)數整(zheng)體上(shang)大于(yu)蒸汽(qi)介質(zhi)下的(de)🌈值.
從(cong)目前(qian)對渦(wo)街流(liu)量計(ji)在不(bu)同介(jie)圜下(xia)的計(ji)量特(te)性❗的(de)相關(guan)研究(jiu)來看(kan),标定(ding)介質(zhi)的可(ke)壓縮(suo)性、溫(wen)度以(yi)及雷(lei)諾數(shu),旋渦(wo)發生(sheng)體的(de)幾何(he)尺寸(cun)等是(shi)影響(xiang)渦街(jie)流量(liang)計跨(kua)👌介質(zhi)标定(ding)的主(zhu)要因(yin)素,受(shou)此影(ying)響,采(cai)用空(kong)氣或(huo)水介(jie)質👌作(zuo)爲标(biao)定介(jie)質對(dui)蒸汽(qi)流量(liang)計量(liang)渦街(jie)流量(liang)計進(jin)行實(shi)流标(biao)定會(hui)産生(sheng)一定(ding)程度(du)的偏(pian)差。爲(wei)保✍️證(zheng)蒸汽(qi)計量(liang)渦街(jie)流量(liang)計的(de)計量(liang)可靠(kao)性、節(jie)約計(ji)量溯(su)源成(cheng)本、避(bi)免蒸(zheng)汽貿(mao)易計(ji)量差(cha)額🔱,有(you)必要(yao)對渦(wo)街流(liu)量計(ji)在蒸(zheng)汽介(jie)質👨❤️👨.與(yu)空氣(qi)、水介(jie)質下(xia)的計(ji)量特(te)性進(jin)行研(yan)究⁉️,分(fen)析渦(wo)街流(liu)量計(ji)跨介(jie)質标(biao)定影(ying)響因(yin)素的(de)作用(yong)機理(li),并做(zuo)出針(zhen)對性(xing)修正(zheng)。現有(you)的相(xiang)關研(yan)究中(zhong),針對(dui)渦街(jie)流量(liang)計在(zai)不同(tong)介質(zhi)下的(de)計量(liang)特性(xing)的實(shi)驗研(yan)究,測(ce)試流(liu)量點(dian)分布(bu)基本(ben)🌍按照(zhao)最大(da)量程(cheng)的不(bu)同百(bai)分比(bi)來劃(hua)分(如(ru)最大(da)流量(liang)點的(de)60%.40%等),這(zhe)種簡(jian)單的(de)對應(ying)關系(xi)沒有(you)考.慮(lü)介質(zhi)雷諾(nuo)數的(de)影響(xiang),缺乏(fa)理論(lun)支撐(cheng);一些(xie)研究(jiu)人員(yuan)從可(ke)壓縮(suo)流體(ti)遵循(xun)的物(wu)理方(fang)程🤩出(chu)發,分(fen)♉析整(zheng)理出(chu)與🚶介(jie)質可(ke)壓縮(suo)性✊有(you)關的(de)變量(liang),并進(jin)行了(le)數值(zhi)拟合(he)得到(dao)介質(zhi)可壓(ya)縮性(xing)理論(lun)拟❄️合(he)公式(shi),這種(zhong)理論(lun)分析(xi)計算(suan)結果(guo)與實(shi)流實(shi)驗🔞數(shu)據存(cun)在--定(ding)偏差(cha),不能(neng)完全(quan)滿足(zu)跨介(jie)質标(biao)定的(de)系數(shu)修正(zheng)的實(shi)際需(xu)求。
該(gai)文從(cong)渦街(jie)流量(liang)計基(ji)本原(yuan)理出(chu)發,結(jie)合流(liu)體力(li)學基(ji)本原(yuan)理🏃♀️,研(yan)究介(jie)質可(ke)壓縮(suo)性對(dui)渦街(jie)流量(liang)計計(ji)量特(te)性的(de)影響(xiang),提出(chu)基于(yu)介質(zhi)可壓(ya)縮性(xing)的儀(yi)表系(xi)數修(xiu)正數(shu)學模(mo)型,最(zui)後對(dui)按照(zhao)雷諾(nuo)相似(si)準則(ze)進行(hang)的♍實(shi)流實(shi)驗數(shu)據進(jin)行❤️數(shu)值分(fen)析,通(tong)過最(zui)小二(er)乘拟(ni)合得(de)到儀(yi)表系(xi)數的(de)可壓(ya)縮性(xing)修正(zheng)公式(shi)💰。
1渦街(jie)流量(liang)計基(ji)本原(yuan)理
1.1卡(ka)門渦(wo)街
渦(wo)街流(liu)量計(ji)依據(ju)的基(ji)本原(yuan)理爲(wei)“卡門(men)渦街(jie)”原理(li)。具體(ti)來講(jiang),在測(ce)👣量管(guan)道中(zhong)垂直(zhi)地插(cha)入一(yi)-段非(fei)流.線(xian)型阻(zu)流體(ti)稱之(zhi)爲旋(xuan)渦發(fa)生體(ti),來流(liu)流體(ti)流過(guo)發生(sheng)體,當(dang)管道(dao)👄内雷(lei)諾數(shu)達到(dao)--定值(zhi)時,在(zai)發生(sheng)體下(xia)遊兩(liang)側會(hui)交替(ti)分✉️離(li)出規(gui)則排(pai)列的(de)旋渦(wo),這種(zhong)現象(xiang)稱爲(wei)卡門(men)渦街(jie)現象(xiang),如圖(tu)1所示(shi)。在一(yi)定雷(lei)諾數(shu)範圍(wei)内旋(xuan)渦脫(tuo)落頻(pin)率與(yu)發生(sheng)體兩(liang)側的(de)平均(jun)流速(su)的關(guan)系可(ke)表🔆示(shi)爲中(zhong):
式中(zhong):ƒ爲旋(xuan)渦脫(tuo)落頻(pin)率,Hz;Sr爲(wei)斯特(te)勞哈(ha)爾數(shu);U1爲發(fa)生體(ti)兩側(ce)🎯流體(ti)平🔞均(jun)流速(su),m/s;d爲發(fa)生體(ti)迎流(liu)面的(de)寬度(du),m。
測量(liang)管内(nei)的瞬(shun)時體(ti)積流(liu)量qv可(ke)表示(shi)爲:
式(shi)中:qv爲(wei)測量(liang)管内(nei)瞬時(shi)體積(ji)流量(liang),m3/s;U爲介(jie)質來(lai)流平(ping)均♈流(liu)🈲速✨,m/s;D爲(wei)😄測量(liang)管道(dao)内徑(jing),m。
定義(yi)渦街(jie)流量(liang)計儀(yi)表系(xi)數K[1/m3]如(ru)下:
對(dui)于渦(wo)街流(liu)量計(ji),斯特(te)勞哈(ha)爾數(shu)Sr在一(yi)定管(guan)道雷(lei)諾數(shu)ReD範圍(wei)内✔️爲(wei)常數(shu)[10]由式(shi)(4)可知(zhi),渦街(jie)流量(liang)計幾(ji)何尺(chi)寸一(yi)定,在(zai)來流(liu)速度(du)一🐪定(ding)的情(qing)況下(xia),在合(he)适的(de)管道(dao)雷諾(nuo)數範(fan)🏃圍内(nei)其儀(yi)表系(xi)數K僅(jin)與🙇🏻發(fa)生體(ti)💚兩側(ce)的平(ping)均流(liu)速U1有(you)關,通(tong)常用(yong)儀表(biao)系數(shu)K來❓表(biao)征渦(wo)街😍流(liu)量計(ji)的計(ji)量特(te)性。
1.2不(bu)可壓(ya)縮流(liu)體
對(dui)于不(bu)可壓(ya)縮流(liu)體,流(liu)體介(jie)質在(zai)流經(jing)發生(sheng)體前(qian)後密(mi)🛀度💋保(bao)持不(bu)變,根(gen)據流(liu)體連(lian)續性(xing)定理(li)可得(de):
式中(zhong):A1爲發(fa)生體(ti)兩側(ce)弓形(xing)區域(yu)面積(ji),m2;A爲管(guan)道橫(heng)截面(mian)積,m3;ρ爲(wei)介質(zhi)來流(liu)密度(du),kg/m3;m爲發(fa)生體(ti)兩側(ce)弓形(xing)面積(ji)與管(guan)道橫(heng)截面(mian)積之(zhi)比。
m的(de)計算(suan)式爲(wei):
由式(shi)(8)可以(yi)看出(chu),斯特(te)勞哈(ha)爾數(shu)Sr--定時(shi),對于(yu)不可(ke)壓縮(suo)流體(ti)介✍️質(zhi),渦❌街(jie)流量(liang)計儀(yi)表系(xi)數K僅(jin)與渦(wo)街流(liu)量計(ji)幾何(he)🌍尺寸(cun)D、d有關(guan),因此(ci),在忽(hu)🏃♂️略介(jie)質可(ke)壓縮(suo)性影(ying)響的(de)情況(kuang)下,渦(wo)街流(liu)量計(ji)在不(bu)同介(jie)質下(xia)的标(biao)定結(jie)果具(ju)有通(tong)用性(xing)💔,這就(jiu)是渦(wo)街流(liu)量計(ji)跨介(jie)質标(biao)定的(de)理論(lun)依據(ju)。
1.3可壓(ya)縮流(liu)體
對(dui)于可(ke)壓縮(suo)流體(ti),由于(yu)流體(ti)介質(zhi)流經(jing)發生(sheng)體前(qian)後密(mi)度發(fa)生🔴變(bian)💚化,流(liu)動過(guo)程遵(zun)循以(yi)下方(fang)程:
式(shi)中:K爲(wei)流體(ti)等熵(shang)指數(shu);ρ爲發(fa)生體(ti)兩側(ce)介質(zhi)密度(du).kg/m3;p爲管(guan)道橫(heng)截面(mian)處介(jie)質壓(ya)力,Pa;p1爲(wei)發生(sheng)體兩(liang)側介(jie)質壓(ya)力,Pa。
式(shi)(12)描述(shu)了可(ke)壓縮(suo)流體(ti)介質(zhi)來流(liu)速度(du)U與發(fa)生體(ti)兩側(ce)介質(zhi)平均(jun)流速(su)U1的關(guan)系,可(ke)以看(kan)出兩(liang)者不(bu)僅與(yu)渦街(jie)流量(liang)計幾(ji)何尺(chi)寸有(you)關,還(hai)與介(jie)質等(deng)熵指(zhi)數、壓(ya)力、密(mi)度有(you)📱關,且(qie)由式(shi)(4)己推(tui)知,渦(wo)街🧡流(liu)量計(ji)儀表(biao)系數(shu)K與發(fa)生體(ti)兩側(ce)介質(zhi)流速(su)成正(zheng)比。因(yin)此,若(ruo)考🈲慮(lü)介質(zhi)可壓(ya)縮性(xing)的影(ying)♍響,則(ze)渦街(jie)流量(liang)計在(zai)不同(tong)介質(zhi)下的(de)通🌈用(yong)标定(ding)性不(bu)再成(cheng)立,即(ji)儀表(biao)系數(shu)不能(neng)簡單(dan)等同(tong)。
2可壓(ya)縮性(xing)修正(zheng)數學(xue)模型(xing)
可壓(ya)縮流(liu)體在(zai)流經(jing)旋渦(wo)發生(sheng)體時(shi),其密(mi)度、壓(ya)力.會(hui)發生(sheng)變化(hua),這種(zhong)由于(yu)流動(dong)截面(mian)突然(ran)改變(bian)導緻(zhi)流體(ti)🍉介質(zhi)參數(shu)發生(sheng)改變(bian)的現(xian)象常(chang)見于(yu)流量(liang)測量(liang)和流(liu)動控(kong)制領(ling)域。例(li)👌如利(li)用流(liu)體流(liu)經節(jie)流㊙️件(jian)形成(cheng)局部(bu)🐕收縮(suo),從而(er)導緻(zhi)流速(su)增加(jia)、壓力(li)降低(di),在節(jie)☔流件(jian)前後(hou)形成(cheng)壓差(cha)的差(cha)壓式(shi)流量(liang)計。受(shou)此啓(qi)發⛹🏻♀️,該(gai)文參(can)考介(jie)♊質可(ke)壓縮(suo)性對(dui)🔞差壓(ya)式流(liu)量計(ji)的影(ying)響提(ti)出針(zhen)對渦(wo)街流(liu)量計(ji)的可(ke)壓縮(suo)性修(xiu)正數(shu)學模(mo)🌈型。
該(gai)文選(xuan)擇典(dian)型差(cha)壓式(shi)流量(liang)計
--标(biao)準孔(kong)闆流(liu)量計(ji)作爲(wei)參考(kao)對象(xiang),理由(you)是其(qi)發展(zhan)時間(jian)久、理(li)論研(yan)究充(chong)分。國(guo)際标(biao)準ISO5167-2:2003中(zhong)n給出(chu)了針(zhen)對可(ke)壓縮(suo)流體(ti)的标(biao)準孔(kong)闆可(ke)膨💛脹(zhang)性系(xi)數經(jing)驗公(gong)式:
式(shi)中:ε爲(wei)可膨(peng)脹性(xing)系數(shu);β爲節(jie)流孔(kong)直徑(jing)與測(ce)量管(guan)直徑(jing)的比(bi)值;p,爲(wei)節流(liu)孔上(shang)遊壓(ya)力,Pa;p2爲(wei)節流(liu)孔下(xia)遊壓(ya)力,Pa;K爲(wei)流體(ti)等熵(shang)指♉數(shu)。
基于(yu)1.3中的(de)理論(lun)分析(xi),參考(kao)标準(zhun)孔闆(pan)的可(ke)膨脹(zhang)性系(xi)數經(jing)🈲驗公(gong)式,考(kao)慮渦(wo)街流(liu)量計(ji)幾何(he)尺寸(cun)、壓力(li)、等熵(shang)指數(shu)的影(ying)響,提(ti)出渦(wo)☁️街流(liu)量計(ji)可壓(ya)縮性(xing)修正(zheng)因子(zi)數學(xue)模型(xing)如下(xia):
式中(zhong):Φ爲可(ke)壓縮(suo)性修(xiu)正因(yin)子;a,b,c,d爲(wei)修正(zheng)常數(shu);α爲渦(wo)街流(liu)量計(ji)幾何(he)參數(shu)變量(liang);p爲介(jie)質來(lai)流壓(ya)力,Pa;p2爲(wei)測量(liang)管道(dao)下遊(you)壓力(li),Pa。
類比(bi)标準(zhun)孔闆(pan)的等(deng)效孔(kong)徑比(bi)β的概(gai)念,提(ti)出渦(wo)街流(liu)量計(ji)幾何(he)🐪參數(shu)變量(liang)α.其幾(ji)何意(yi)義爲(wei)渦街(jie)流量(liang)計有(you)效流(liu)通面(mian)積與(yu)測量(liang)管道(dao)截面(mian)面積(ji)之比(bi)m的平(ping)方根(gen),計算(suan)式爲(wei):
3數據(ju)拟合(he)
爲了(le)求得(de)上一(yi)節中(zhong)提出(chu)的壓(ya)縮性(xing)修正(zheng)公式(shi),即解(jie)得✨修(xiu)正常(chang)♈數a,b,c..,該(gai)文對(dui)實流(liu)标定(ding)實驗(yan)數據(ju)進行(hang)數值(zhi)分析(xi),采用(yong)離散(san)數據(ju)拟合(he)的方(fang)法12進(jin)行求(qiu)解。
實(shi)驗選(xuan)取水(shui)作爲(wei)不可(ke)壓縮(suo)介質(zhi)、空氣(qi)爲可(ke)壓縮(suo)介質(zhi),以渦(wo)街流(liu)量計(ji)儀表(biao)系數(shu)K爲修(xiu)正目(mu)标提(ti)出以(yi)下修(xiu)正公(gong)式🏃🏻♂️:
式(shi)(17)中等(deng)号左(zuo)側爲(wei)關于(yu)幾何(he)參數(shu)變量(liang)α的幂(mi)函數(shu),a,b,c,d...爲待(dai)求⚽值(zhi),等号(hao)右側(ce)帶入(ru)實驗(yan)數據(ju)後爲(wei)已知(zhi)量,則(ze)儀表(biao)系數(shu)K的💃修(xiu)正公(gong)式🙇♀️問(wen)題轉(zhuan)化爲(wei)式(17)表(biao)示的(de)線性(xing)拟合(he)問題(ti)♉。帶入(ru)渦街(jie)流量(liang)計[13]在(zai)水和(he)空氣(qi)介質(zhi)下的(de)實驗(yan)數據(ju)最終(zhong)求得(de)修正(zheng)因子(zi)拟合(he)公式(shi)如下(xia):
4修正(zheng)公式(shi)誤差(cha)及不(bu)确定(ding)度分(fen)析
4.1修(xiu)正誤(wu)差分(fen)析
爲(wei)驗證(zheng)上述(shu)修正(zheng)因子(zi)拟合(he)公式(shi)的正(zheng)确率(lü),進行(hang)了誤(wu)差分(fen)析💃🏻。誤(wu)差計(ji)算公(gong)式爲(wei):
式中(zhong):δ爲修(xiu)正誤(wu)差,%;K'gas爲(wei)空氣(qi)介質(zhi)儀表(biao)系數(shu)修正(zheng)值,1/m3;Kgas爲(wei)空氣(qi)介質(zhi)💛儀表(biao)系數(shu)實驗(yan)值,1/m3。
四(si)台不(bu)同口(kou)徑實(shi)驗用(yong)渦街(jie)流量(liang)計儀(yi)表系(xi)數K的(de)修正(zheng)結果(guo)如圖(tu)2~5所示(shi)。
修正(zheng)誤差(cha)計算(suan)結果(guo)如表(biao)1所示(shi)。
4.2修正(zheng)公式(shi)不确(que)定度(du)分析(xi)
由第(di)三節(jie)分析(xi)可知(zhi)修正(zheng)系數(shu)的不(bu)确定(ding)度輸(shu)入量(liang)包括(kuo):水介(jie)質儀(yi)表系(xi)數K的(de)測量(liang)不确(que)定度(du)、發生(sheng)體特(te)征寬(kuan)度d的(de)⭐測量(liang)不确(que)定度(du)、測量(liang)管内(nei)徑D的(de)測量(liang)不确(que)定度(du)、壓力(li)測量(liang)的不(bu)确☎️定(ding)度等(deng)。則修(xiu)正㊙️系(xi)數的(de)相對(dui)⚽标準(zhun)不确(que)定度(du)的計(ji)算公(gong)式如(ru)下:
4.2.1水(shui)介質(zhi)儀表(biao)系數(shu)K
水介(jie)質儀(yi)表系(xi)數K的(de)測量(liang)采用(yong)靜态(tai)質量(liang)法水(shui)3流量(liang)标準(zhun)裝置(zhi),其流(liu)量範(fan)圍爲(wei)(0.2~680)rm3/h,測量(liang)擴展(zhan)不确(que)定度(du)爲Ur=0.029%,k=2,則(ze):
4.2.2發生(sheng)體特(te)征寬(kuan)度d和(he)測量(liang)管内(nei)徑D
發(fa)生體(ti)特征(zheng)寬度(du)和測(ce)量管(guan)内徑(jing)的測(ce)量采(cai)用激(ji)光跟(gen)蹤儀(yi),查詢(xun)該裝(zhuang)置的(de)校準(zhun)證書(shu)得到(dao)其測(ce)量不(bu)确定(ding).度💃🏻爲(wei):UL=(0.5+0.3L)μm,h=2,則:
以(yi)DN50的分(fen)析結(jie)果爲(wei)例,将(jiang)各不(bu)确定(ding)度分(fen)量彙(hui)總如(ru)表2所(suo)示。
4.2.4拟(ni)合方(fang)法引(yin)入的(de)不确(que)定度(du)
考慮(lü)曲線(xian)拟合(he)法引(yin)入的(de)不确(que)定度(du)提出(chu)拟合(he)方法(fa)的不(bu)确定(ding)度計(ji)算公(gong)式如(ru)下:
式(shi)中:δI爲(wei)各測(ce)試點(dian)的修(xiu)正誤(wu)差,%;n爲(wei)測試(shi)點個(ge)數;v爲(wei)拟合(he)常數(shu)個數(shu)(自由(you)度)。
4.2.5合(he)成标(biao)準不(bu)确定(ding)度
綜(zong)上,修(xiu)正系(xi)數的(de)合成(cheng)标準(zhun)不确(que)定度(du)爲:
4台(tai)不同(tong)口徑(jing)的渦(wo)街流(liu)量計(ji)的不(bu)确定(ding)度分(fen)析結(jie)果如(ru)表3所(suo)示🐅。
5結(jie)論
該(gai)文針(zhen)對介(jie)質可(ke)壓縮(suo)性對(dui)渦街(jie)流量(liang)計儀(yi)表系(xi)數的(de)影響(xiang)🚶,提出(chu)了基(ji)于介(jie)質可(ke)壓縮(suo)性的(de)儀表(biao)系數(shu)修😄正(zheng)數學(xue)模型(xing),通過(guo)對水(shui)和空(kong)氣介(jie)質下(xia)的實(shi)流實(shi)驗數(shu)據的(de)數值(zhi)分析(xi),拟合(he)得到(dao)儀表(biao)系數(shu)的可(ke)壓縮(suo)性修(xiu)正公(gong)式🤩,最(zui)大誤(wu)差🏃🏻爲(wei)-0.64%,相對(dui)擴♍展(zhan)不确(que)定度(du)均在(zai)1%以内(nei)。該文(wen)的研(yan)究方(fang)法對(dui)于蒸(zheng)汽介(jie)質渦(wo)😄街流(liu)量計(ji)的👈儀(yi)表系(xi)數标(biao)定具(ju)有指(zhi)導意(yi)義,後(hou)續工(gong)作可(ke)針🔴對(dui)水和(he)蒸汽(qi)以及(ji)空氣(qi)和蒸(zheng)汽之(zhi)間的(de)儀表(biao)系數(shu)修正(zheng)開🌈展(zhan)。
本文(wen)來源(yuan)于網(wang)絡,如(ru)有侵(qin)權聯(lian)系即(ji)删除(chu)!
|
|
|
|