渦街流量計由于其耐高溫、壓損小的特點(diǎn),被廣泛應用于蒸汽流量計量領(lǐng)域中。對用于蒸汽計量的渦街流量計進(jìn)行量值溯源時(shí),通常使用三種標定介質(zhì):蒸汽、水和空氣。以蒸汽作為檢定介質(zhì)進(jìn)行實(shí)流標定,其優(yōu)點(diǎn)是裝置檢測條件與被檢流量計的實(shí)際使用工況接近,但由于蒸汽實(shí)流檢測裝置設計難度大、運行成本高、安全性差等的限制,實(shí)際應用很少。通常認為在一定雷諾數范圍內,渦街流量計旋渦分離頻率對被測流體壓力、溫度、粘度和組分變化不敏感,在幾何相似和動(dòng)力相似條件下,可用一種典型介質(zhì)(水或空氣)進(jìn)行標定。
因此實(shí)際檢定工作中基本使用基于水介質(zhì)或者空氣介質(zhì)的檢測裝置進(jìn)行標定。以上關(guān)于渦街流量計不受流體介質(zhì)種類(lèi)影響的假設是基于渦街流量計原理公式的理論分析,目前并無(wú)實(shí)驗數據支撐。
針對渦街流量計在不同流體介質(zhì)下的計量特性,研究人員進(jìn)行了大量研究。如許文達等通過(guò)對渦街流量計在空氣、水和蒸汽介質(zhì)下的比對實(shí)驗,分析了渦街流量計儀表系數和測試介質(zhì)的關(guān)系,得到了三種介質(zhì)下儀表系數的規律性偏差,提出了針對溫度和介質(zhì)可壓縮性的系數修正計算方法。許文達等從流體力學(xué)理論研究出發(fā),分析了介質(zhì)可壓縮性對渦街流量計計量特性的影響,并通過(guò)實(shí)流測試和CFD仿真分析研究了空氣和水介質(zhì)下的儀表系數偏差,結果表明空氣介質(zhì)下的渦街流量計儀表系數大于水介質(zhì)中的儀表系數,與理論分析一致。
蘇慶文等利用Fluent軟件對渦街流量計在蒸汽、空氣和水三種介質(zhì)下進(jìn)行仿真研究,仿真結果表明三種介質(zhì)下儀表系數從大到小依次為:空氣、蒸汽、水,說(shuō)明空氣受介質(zhì)的可壓縮性影響最大。許文達等對6臺不同口徑的渦街流量計分別在音速?lài)娮旆怏w流量標準裝置和冷凝稱(chēng)重法蒸汽流量標準裝置上進(jìn)行蒸汽和空氣介質(zhì)下的實(shí)驗研究,實(shí)驗設置了6個(gè)流量點(diǎn),得到儀表系數和重復性等數據,結果顯示空氣介質(zhì)下渦街流量計儀表系數在最大流量點(diǎn)均有明顯的下降,不同口徑渦街流量計在蒸汽介質(zhì)下的儀表系數隨流量點(diǎn)的變化曲線(xiàn)基本一致,且空氣介質(zhì)下的儀表系數整體上大于蒸汽介質(zhì)下的值。
邢娟等利用正壓法音速?lài)娮鞖怏w流量標準裝置研究了不同空氣密度下的渦街流量計的流量特性,結果表明隨著(zhù)介質(zhì)密度的增大,渦街流量計儀表系數相對誤差最大為0.405%,且流量下限降低,量程擴大。