1.引言
   渦街流量計（或稱旋渦流量計）shiyizhongjiyuliutizhendangyuanlidexinxingsudushiliuliangyibiao。tadeshuchuxinhaoshiyuliuliangchengzhengbidemaichongpinlvxinhaohuobiaozhundianliuxinhao，keyuanjulichuanshu，bingqieshuchuxinhaojinyuliuliangyouguan，bushouliutidewendu、壓力
、成分、粘度和密度的影響。它具有量程比寬，結構簡單，無運動件

，檢測元件不接觸被測流體
，具有測量精度好、應用範圍廣、使用壽命長等特點。因此，渦街流量計自20世紀60niandaimodanshengyilai，fazhanyichangxunsu，xuduoyanjiuzhejinxingledaliangdegongzuo，kaifachulezhongduoleixingdewojieliuliangji，bingdaliangshengchantoufangshichang，xiangzheyangzaiduanduanjinianshijianneijiudadaocongshiyanshiyangjidaopiliangshengchanguochengdeliuliangjihaishijinyoude。
   然而
，在經曆了20世紀80～90年代的“渦街熱”以後，渦街流量計的發展放慢了步伐。由於對這種新型儀表的生產、設計
、選xuan型xing和he應ying用yong方fang麵mian的de經jing驗yan不bu足zu


，麵mian對dui各ge行xing各ge業ye千qian差cha萬wan別bie的de現xian場chang和he測ce量liang對dui象xiang

，有you些xie問wen題ti逐zhu步bu暴bao露lu出chu來lai
，如ru安an裝zhuang條tiao件jian和he方fang式shi對dui測ce量liang的de影ying響xiang等deng。對dui於yu安an裝zhuang條tiao件jian（即各種使用條件下所必須的直管段長度）的要求，不同儀表廠家都會給出一個比較合理的建議值。但是，對於安裝方式（即流量計水平安裝或垂直安裝）給渦街流量計造成的影響，一般都沒有涉及。本文通過相同條件下的實驗研究
，定量地討論和比較了水平、垂直兩種安裝方式對渦街流量計測量的影響。
2．渦街流量計測量原理
   在流體中垂直於流向插入一根非流線型柱狀物體（即旋渦發生體）
，當流速大於一定值時，在柱狀物兩側將產生兩排旋轉方向相反、交替出現的非對稱的旋渦列（即卡門渦街），如圖1所示，通過檢測渦街產生的頻率，根據有關的關係式得到流體的流量。

設旋渦的發生頻率為f
，被測介質來流的平均速度為u，旋渦發生體迎麵寬度為d，管道內徑為D，根據卡門渦街原理，有如下關係式：

式中u1為旋渦發生體兩側的平均流速，m/s；St為斯特勞哈爾數
，量綱為1；m為旋渦發生體兩側弓形麵積與管道橫截麵麵積之比
，量綱為1。
管道內流體的體積流量qv為：
式中K為渦街流量計的儀表係數
，Hz/(m3/h)。
式（3）就是渦街流量計測量的基本關係式，其中K除與旋渦發生體、管道的幾何尺寸有關外，還與斯特勞哈爾數有關。斯特勞哈爾數為無量綱參數
，它與旋渦發生體形狀及雷諾數有關，在ReD = 2×104 ~ 7×106範圍內
，Stkeshiweichangshu，zheshiyibiaozhengchanggongzuofanwei。tongshikeyikandao
，wojieliuliangjishuchudemaichongpinlvxinhaobushouliutiwuxinghezufenbianhuadeyingxiang，jiyibiaoxishuzaiyidingleinuoshufanweineijinyuxuanwofashengtijiguandaodexingzhuangchicundengyouguan。
3. 渦街流量計的安裝方式
   在工程實際應用中，渦街流量計通常有如圖2所示的幾種安裝方式[10]
，其中（a）、（b）、（c）三種方式都屬於水平安裝；（d）則為渦街流量計的垂直安裝。對不同的流體應采用不同的安裝方式。普通液體、氣體、含水量液體的氣體
、低溫氣體和液體、含微量固體顆粒的液體和氣體等可采用（a）、（c）、（d）方式安裝；高溫液體
、高溫氣體、蒸汽可采用（b）、（c）


、（d）方式安裝
；濕飽和蒸汽可采用（a）、（c）、（d）方式安裝
；液－氣（含微量氣體）、液－固（含微量固體）和液－液兩項流中，如果氣
、固相不超出可測量範圍，建議首先采用（d）方式安裝。

4. 實驗及結果討論
4.1 實驗裝置與過程
   實驗裝置結構如圖3所示，水穩壓罐為管路提供恒定的水壓，使實驗時流量穩定，水流量的大小由調節閥來調節，流量範圍為2～20 m3/h。電磁流量計作為標準流量表給出進入實驗段的水的標準流量值，精度為0.5％。渦街流量計分別按照水平和垂直兩種方式安裝在實驗管路中，它們都具有足夠長的前、後直管段長度，並且其它安裝條件都嚴格按照規定的要求。渦街流量計的信號通過示波器采集，采樣頻率選用1000 Hz，每組數據包含2500點。

4. 2 實驗結果與分析
   分別對在水平和垂直兩種安裝方式時測得的渦街信號進行快速傅裏葉變換（FFT），可以得到渦街頻率值，圖4給(gei)出(chu)了(le)渦(wo)街(jie)頻(pin)率(lv)與(yu)流(liu)量(liang)之(zhi)間(jian)的(de)關(guan)係(xi)。從(cong)圖(tu)中(zhong)可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)
，兩(liang)者(zhe)之(zhi)間(jian)的(de)差(cha)別(bie)很(hen)小(xiao)。再(zai)分(fen)別(bie)對(dui)測(ce)得(de)的(de)渦(wo)街(jie)率(lv)與(yu)流(liu)量(liang)做(zuo)零(ling)截(jie)距(ju)最(zui)小(xiao)二(er)乘(cheng)擬(ni)合(he)

，得(de)到(dao)水(shui)平(ping)、垂直安裝的渦街流量計儀表係數分別為2.5202 Hz/(m3/h)和2.5198 Hz/(m3/h)
，相對誤差小於0.02%。可見，在安裝方式對渦街流量計的測量影響很小，可以忽略。

   為了進一步研究渦街流量計安裝方式的影響，本文還比較了在水平和垂直兩種方式下的渦街信號的幅度。圖5給(gei)出(chu)了(le)渦(wo)街(jie)信(xin)號(hao)幅(fu)度(du)與(yu)流(liu)量(liang)之(zhi)間(jian)的(de)關(guan)係(xi)，可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)信(xin)號(hao)幅(fu)度(du)都(dou)與(yu)流(liu)量(liang)成(cheng)近(jin)似(si)二(er)次(ci)方(fang)關(guan)係(xi)
，在(zai)相(xiang)同(tong)流(liu)量(liang)下(xia)，信(xin)號(hao)幅(fu)度(du)基(ji)本(ben)上(shang)相(xiang)等(deng)
，這(zhe)說(shuo)明(ming)渦(wo)街(jie)流(liu)量(liang)計(ji)安(an)裝(zhuang)方(fang)式(shi)對(dui)其(qi)信(xin)號(hao)幅(fu)度(du)影(ying)響(xiang)很(hen)小(xiao)，也(ye)即(ji)旋(xuan)渦(wo)的(de)能(neng)量(liang)（正比於幅度的平方）jihubushouyingxiang。danshi，zaixibijiaokeyifaxian，wojieliuliangjishuipinganzhuangshidexinhaofudulvedayuchuizhianzhuangdeqingkuang
，zhelikedingxingdilijiewei
，dangwojieliuliangjichuizhianzhuangshibufenxuanwonengliangyinweikefuzhonglierhaosan，shidewojieliuliangjichuanganqigancedaodewojienengliangbianshao，congerzaochengxinhaofudujianxiao。

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