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1、測量原理及方法
煤氣流量計測量管道內(nèi)流體流量時往往必須先了解其流動狀態(tài)、流速分布等。雷諾數(shù)是表征流體流動特性的一個重要參數(shù)。在不同的流動狀態(tài)下，流體的運動規(guī)律、流速的分布等都是不同的，因此雷諾數(shù)的大小決定了粘性流體的流動特性。雷諾數(shù)計算公式為：
由式（1）可知，雷諾數(shù)Re 的大小取決于4 個參數(shù)，即流體的密度（ρ）、速度（v）、流束的定型尺寸（D）以及工作狀態(tài)下的粘度（η）。外部條件幾何相似時，若它們的雷諾數(shù)相等，則流體流動狀態(tài)也是幾何相似的(流體動力學(xué)相似)，這就是雷諾準(zhǔn)則。渦街流量檢測原理為：在平行于管道截面放置一個非流線型棱柱體，棱柱體軸線與被測介質(zhì)流向垂直，液體通過棱柱體時產(chǎn)生旋渦，其旋渦頻率正比于流速，因此,只要測出f，就能求得體積流量Q。公式為：
Q = f / K （2）
f = St×V/d （3）
由式（3） 可知，煤氣流量計儀表系數(shù)k 除了與漩渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關(guān)外，還與斯特勞哈爾數(shù)（St）有關(guān)。St 是通過實驗確定的無因次數(shù)，如果其相對穩(wěn)定的話，儀器的測量就比較。大量實驗證明，幾何形狀相同的漩渦發(fā)生體,無論尺寸大小,只要在相似的流場中（雷諾數(shù)Re 相等），就具有相同的St 數(shù)值，而且在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi), St 是一個常數(shù)。因此，本文在*雷諾數(shù)范圍內(nèi)對渦街流量計在不同狀態(tài)下k 系數(shù)標(biāo)定分別進行實驗，進而得到數(shù)據(jù)驗證煤氣流量計雷諾數(shù)相似原理。
2、實驗
本次測試采用的2 套標(biāo)準(zhǔn)裝置通過河北省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局的考核認證。
裝置1: 1.0 級負壓法音速噴嘴氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置———氣標(biāo)。裝置2: 0.2級質(zhì)量法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置———水標(biāo)。被檢對象為1 臺脈沖輸出、準(zhǔn)確度等級1.0 級、
儀表線性和重復(fù)性較好的ABG儀表集團DN50煤氣流量計。
3、實驗數(shù)據(jù)分析
（1） 檢測時盡量選擇流量點對應(yīng)的雷諾數(shù)在2.0×104～ 7.2×106 范圍內(nèi),在此范圍內(nèi)St 為定值，是煤氣流量計測量精度的保證范圍。并且在2 套裝置上流量點的雷諾數(shù)盡量相近，從而可以驗證分析煤氣流量計雷諾數(shù)相似原理。
（2） 流量計分別在液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置、氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上通過實際檢測得到的檢測數(shù)據(jù)見表1。
由表1 可知，2 套裝置各自檢測結(jié)果的儀表線性、重復(fù)性均合格。
但從2 個裝置檢測數(shù)據(jù)比對分析來看，在合適雷諾數(shù)范圍內(nèi)，同樣1 臺檢測合格的煤氣流量計，在不同介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)裝置上儀表系數(shù)k 曲線趨勢大致相同，但是在同一雷諾數(shù)下的k 值有一定的偏差，zui大相差為0.2 P/m3 左右。
分析原因是氣體裝置和液體裝置之間的差異造成的，包括臺差和測量的差異。
氣水曲線對比如圖1 所示。
（3） 流量計在液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置分別在常溫水（21.7 ℃）、熱水（49.6 ℃） 下通過實際檢測得到的檢測數(shù)據(jù)見表2。
由表2 可知，儀表系數(shù)k 在冷、熱水中檢測的變化趨勢十分相近，并且在同一雷諾數(shù)下的一組k值的偏差很小，數(shù)據(jù)吻合較好，只有在雷諾數(shù)為2.0×105 時相差較大，原因為流量計重復(fù)性引起的誤差波動，可從該雷諾數(shù)下流量計重復(fù)性zui大印證此觀點。冷熱水曲線對比如圖2 所示。
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