卡門渦街現(xiàn)象是指流體遇到垂直插入管道中的非流線型阻流件時(shí),會(huì)繞過阻流件流動(dòng),產(chǎn)生漩渦分離的現(xiàn)象,形成有規(guī)則的漩渦列,而左右兩側(cè)漩渦的旋轉(zhuǎn)方向是相反的.根據(jù)卡門渦街原理,漩渦發(fā)生頻率與管內(nèi)平均流速u有以下關(guān)系:
式中:b為阻流件寬度,m;u為流經(jīng)渦街流量計(jì)的平均流速,m/s;f為漩渦頻率,Hz;Sr為斯特羅哈爾數(shù).
渦街流量計(jì)的K系數(shù)是單位體積的流體流過流量計(jì)時(shí),流量計(jì)產(chǎn)生的脈沖數(shù).由(1)式可知,漩渦產(chǎn)生頻率與平均流速、漩渦發(fā)生體形狀及幾何尺寸,斯特羅哈爾數(shù)相關(guān).而查閱相關(guān)資料,經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)證明,斯特羅哈爾數(shù)Sr與雷諾數(shù)相關(guān)關(guān)系圖如1所示
由圖1可知,當(dāng)雷諾數(shù)在2×104~7×106時(shí),斯特羅哈爾數(shù)在此雷諾數(shù)范圍內(nèi),基本是一個(gè)常數(shù).由此可知,在漩渦發(fā)生體形狀和尺寸固定的情況下,只要將雷諾數(shù)控制在此區(qū)間范圍內(nèi),流速和頻率直接相關(guān),因此,利用不同介質(zhì)對(duì)渦街流量計(jì)的K系數(shù)進(jìn)行標(biāo)定時(shí)具有理論基礎(chǔ)和可行性的.
雷諾數(shù)的計(jì)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(chǎng)的特征長(zhǎng)度（圓形管道為管道當(dāng)量直徑）,m;η為流體的動(dòng)力黏度,Pa.s.
由式(2)得知,雷諾數(shù)取決于流體密度、流體流速、流經(jīng)管道尺寸、流體的動(dòng)力黏度.
本文研究目的,是將雷諾數(shù)控制在最佳區(qū)間內(nèi),利用水和空氣兩種介質(zhì)對(duì)渦街流量計(jì)K系數(shù)進(jìn)行計(jì)量檢定,得出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),從而驗(yàn)證利用不同介質(zhì)在其他條件相似條件下對(duì)同口徑同一渦街流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量檢定得出的誤差結(jié)果是否可信. |
