卡門渦街現象是指流體遇到垂直插入管道中的非流線型阻流件時,會繞過阻流件流動,產生漩渦分離的現象,形成有規則的漩渦列,而左右兩側漩渦的旋轉方向是相反的.根據卡門渦街原理,漩渦發生頻率與管內平均流速u有以下關系:
式中:b為阻流件寬度,m;u為流經渦街流量計的平均流速,m/s;f為漩渦頻率,Hz;Sr為斯特羅哈爾數.
渦街流量計的K系數是單位體積的流體流過流量計時,流量計產生的脈沖數.由(1)式可知,漩渦產生頻率與平均流速、漩渦發生體形狀及幾何尺寸,斯特羅哈爾數相關.而查閱相關資料,經過大量實驗證明,斯特羅哈爾數Sr與雷諾數相關關系圖如1所示
由圖1可知,當雷諾數在2×104~7×106時,斯特羅哈爾數在此雷諾數范圍內,基本是一個常數.由此可知,在漩渦發生體形狀和尺寸固定的情況下,只要將雷諾數控制在此區間范圍內,流速和頻率直接相關,因此,利用不同介質對渦街流量計的K系數進行標定時具有理論基礎和可行性的.
雷諾數的計算公式如下:
式中:ρ為流體密度,kg/m3;v為流體流速,m/s;D為流場的特征長度（圓形管道為管道當量直徑）,m;η為流體的動力黏度,Pa.s.
由式(2)得知,雷諾數取決于流體密度、流體流速、流經管道尺寸、流體的動力黏度.
本文研究目的,是將雷諾數控制在最佳區間內,利用水和空氣兩種介質對渦街流量計K系數進行計量檢定,得出實驗數據,從而驗證利用不同介質在其他條件相似條件下對同口徑同一渦街流量計進行計量檢定得出的誤差結果是否可信. |
