卡门涡街现象是指流体遇到垂直插入管道中的非流线型阻流件时,会绕过阻流件流动,产生漩涡分离的现象,形成有规则的漩涡列,而左右两侧漩涡的旋转方向是相反的.根据卡门涡街原理,漩涡发生频率与管内平均流速u有以下关系:
式中:b为阻流件宽度,m;u为流经涡街流量计的平均流速,m/s;f为漩涡频率,Hz;Sr为斯特罗哈尔数.
涡街流量计的K系数是单位体积的流体流过流量计时,流量计产生的脉冲数.由(1)式可知,漩涡产生频率与平均流速、漩涡发生体形状及几何尺寸,斯特罗哈尔数相关.而查阅相关资料,经过大量实验证明,斯特罗哈尔数Sr与雷诺数相关关系图如1所示
由图1可知,当雷诺数在2×104~7×106时,斯特罗哈尔数在此雷诺数范围内,基本是一个常数.由此可知,在漩涡发生体形状和尺寸固定的情况下,只要将雷诺数控制在此区间范围内,流速和频率直接相关,因此,利用不同介质对涡街流量计的K系数进行标定时具有理论基础和可行性的.
雷诺数的计算公式如下:
式中:ρ为流体密度,kg/m3;v为流体流速,m/s;D为流场的特征长度（圆形管道为管道当量直径）,m;η为流体的动力黏度,Pa.s.
由式(2)得知,雷诺数取决于流体密度、流体流速、流经管道尺寸、流体的动力黏度.
本文研究目的,是将雷诺数控制在最佳区间内,利用水和空气两种介质对涡街流量计K系数进行计量检定,得出实验数据,从而验证利用不同介质在其他条件相似条件下对同口径同一涡街流量计进行计量检定得出的误差结果是否可信. |
