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6.1.4脉动流的流量测量(续3)

                       (6.13)

  在频率为fp和幅值为

        

的正弦脉动这一特殊情况下,误差可写为

                  (6.14)

式中,G( )的值从1( 时)到1.6( 时)平滑地变化。

阿特辛松对流量计的响应做了大量的实验,证实了他的结果[1]。图6.5示出了平均流量误差 的关系,其中

           

从而使人们能比较方便地使用式(6.14)估算误差。

                  图6.5 平均流量误差同 参数的理论关系

涡街流量计

   a.脉动频率的影响。在分析流动脉动对涡街流量计影响时,脉动频率也是重要参数,起决定性作用的是脉动频率与旋涡剥离频率之比值,当此比值较小时,具有近似的稳定流特性,旋涡剥离频率随流速变化,斯特罗哈尔数或校准常数不变。

   当脉动频率与旋涡剥离频率之比值较大时,就出现一种强烈的趋势,即旋涡剥离周期被“锁定”为与脉动周期相同(fv=vp)或一半( )。在锁定条件下,流量计输出停顿,流量指示误差可高达±80%。当脉动频率大大高于旋涡剥离频率时,无明显的锁定现象,但斯特罗哈尔数变化,其后果是稳定校准数据明显偏离,达到10-1的数量级。

   关于流速脉动幅值 的试验数据表明,此幅值不能超过20%。关于脉动频率的限定,在最低流速时,脉动频率应小于旋涡剥离频率的25%。

  b.用涡街流量计测量脉动流流量。采取合适的阻尼方法将脉动衰减到足够小的幅值(通常为3%),是用涡街流量计测量脉动流流量的最常用也是最有效的方法。但当经过努力脉动幅值仍高于3%,则可对测量不确定度进行估算,然后对误差进行校正。

   脉动引起的锁定现象应设法避免。可行的方法有两个:其一是制造发生体较窄的涡街流量计,将仪表的输出频率提高。从而使旋涡剥离频率同脉动频率错开得远一些;其二是采用插入式涡街流量计测量大管径流量。在相同流速的条件下,小口径流量计输出频率比大口径高若干倍,因此采用插入式涡街流量计也能将旋涡剥离频率同脉动频率有效错开。

   c.测量不确定度的估算。如果 <0.25而且 <0.2,测量不确定度约1%。

   如果fv比fp高得多,但无明显的的锁定现象,流速脉动幅值在0.1~0.2之间,则误差可能为流量示值的10-1的数量级。

 

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