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雙鈍體組合渦街流量計振動頻率試驗研究 |
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| 發布日期：2023-05-17 點擊：795次 |
雙鈍體組合渦街流量計試驗分為兩個部分，1一雙鈍體組合渦街振動頻率試驗;2一雙鈍體組合方式對渦街強度的影響。試驗傳感器如圖1所示對稱于后鈍體安裝。試驗表體直徑為50mm。
典型的渦街脈動信號如圖3所示。從信號的時域信號可以看出。對稱于后鈍體兩側渦街的脈動是反相的，并有明顯的周期性，其功率譜的頻率分布很廣并有一個明顯的峰值，該峰值處頻率和時域信號的主波動是頻率是相同的。定義功率譜中該峰值處的頻率為渦街的主頻。下面所討論的渦街頻率指的就是渦街的主頻。
1．雙鈍體組合渦街振動頻率試驗研究
對于單鈍體渦街，在臨界雷諾數之上斯特勞哈爾數是恒定的，這是單鈍體渦街流量計的測量基礎。雙鈍體渦街是否存在同樣的規律是雙鈍體渦街流量計的關鍵。本部分的試驗研究是為尋找當旋渦發生體是兩個三角形時渦街的斯特勞哈爾數是否發生變化。本部分的另一個目的是研究鈍體的平行組合對渦街斯特勞哈爾數的影響。
試驗所用雙鈍體組合圖1所示，圖中的前后.鈍體的互相平行的，鈍體的組合方式是指兩個鈍體之間的距離不同情況的組合。
試驗的設計是對相同的鈍體組合在不同的流量情況下進行試驗。以得到不同組合下不同流量的測量數據。試驗的采用數據如表所示。
流量的選取不少于5個點，并通過流量不完全相同的選取來達到覆蓋較多流量范圍的目的。圖4a為試驗所得的各組雙鈍體和單鈍體斯特勞哈爾數;圖4b是流量和渦街頻率的關系曲線:圖4c為各組雙鈍體和單鈍體斯特勞哈爾數標準偏差曲線。
從圖4a和圖4b中可以得出如下結論。
雙鈍體的斯特勞哈爾數比單鈍體斯特勞哈爾數大，不同組合雙鈍體的斯特勞哈爾數是不相同.的。不同的雙鈍體組合的斯特勞哈爾數的波動不相
同的，其斯特勞哈爾數的標準偏差如圖4c所示。從圖4c中可以知道，雙鈍體的斯特勞哈爾數波動是比較大的，在L=50~46mm之間偏差與單鈍體偏差相當。
由4b圖，該曲線的線性度與斯特勞哈爾數標準偏差相對應，當L=50~46mm時雙鈍體流量--頻率曲線的線性度較好。
綜上所述，對于雙鈍體渦街流量計從測量的線性范圍角度考慮應選擇L=50~46mm之間的組合方式。
2．雙鈍體組合方式對渦街強度的影響
上面得出雙鈍體流量計最佳線性范圍條件。流量計的另-一個重要的問題是渦街強度，其直接影響測:量信號的信噪比。其對降低量程下限有重要的意義。
為研究雙鈍體組合對渦街強度的影響。設計了如下試驗。試驗裝置如圖1所示;通過改變距離L對鈍體進行組合并對該組鈍體在不同流量下進行試驗。試驗所使用的流量是220.5m3/h,178.3m'/h,111.7m3/h,66.6m3/h等4組。使用的鈍體組合有L=60mm,55mm，54mm，51mm，49mm,47mm,45mm,43mm,41mm,39mm,37mm,35mm，33mm,32mm，29mm等15個組合。
進行強度比較之前，需要對渦街的信號特點進行分析并定出可以度量強度的量。如圖3渦街信號是周期性的但其波動的幅值不等，故渦街的強度需要從統計.上進行比較。試驗中制定的渦街強度的統計量為.
這里`y表示的是脈動壓力信號平均的波動幅值，通過換算可得到渦街的平均脈動強度。以后的所有有關強度比較都是以`y為的度量。
圖5a是試驗得到渦街的程度在不同組合在不同流量下的比較曲線，圖上的P0是通過`y換算而.來的，可以認為是渦街的平均脈動強度。
圖5b是不同流量下的渦街平均脈動強度最大的放大倍數，這時定義
從不同組合在不同流量渦街強度比較曲線可以得到以下結論:
雙鈍體對渦街的強度有加強的作用。在不同的流量下雙鈍體對渦街的加強程度是不一樣的如圖6a所示。從qv---β可以知道在不同流量下渦街平均強度最大的放大倍數是不相同的，β在qv=130m3/h時達到最大。
P0隨L非線性變化，在L=45~54mm之間P0梯度很小，即在該區域內L的變化對渦街強度的影響不顯著。
渦街的強度有一個峰值區域。當偏離這個區域后渦街流量計的強度發生明顯的衰減。該峰值區域與較小P0梯度區域重合。
相同流量下，雙鈍體渦街強度始終比單鈍體渦街大。在流量不變情況下，當雙鈍體渦街強度接近單鈍體渦街強度時，微小的L變化會導致雙鈍體卡門渦街現象的消失，即存在一個產生雙鈍體卡門渦街的臨界距離Le，且Le與流量有關，在Le處雙鈍體渦街強度和單鈍體渦街強度相等。當L<Le該流量下雙鈍體卡]渦街現象將消失。但Le是否與尺度相關需要進一-步的研究。同樣隨L不斷增長是否也存在一個臨界距離也需要進一步研究。
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