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双钝体组合涡街流量计振动频率试验研究 |
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| 发布日期：2023-05-17 点击：741次 |
双钝体组合涡街流量计试验分为两个部分，1一双钝体组合涡街振动频率试验;2一双钝体组合方式对涡街强度的影响。试验传感器如图1所示对称于后钝体安装。试验表体直径为50mm。
典型的涡街脉动信号如图3所示。从信号的时域信号可以看出。对称于后钝体两侧涡街的脉动是反相的，并有明显的周期性，其功率谱的频率分布很广并有一个明显的峰值，该峰值处频率和时域信号的主波动是频率是相同的。定义功率谱中该峰值处的频率为涡街的主频。下面所讨论的涡街频率指的就是涡街的主频。
1．双钝体组合涡街振动频率试验研究
对于单钝体涡街，在临界雷诺数之上斯特劳哈尔数是恒定的，这是单钝体涡街流量计的测量基础。双钝体涡街是否存在同样的规律是双钝体涡街流量计的关键。本部分的试验研究是为寻找当旋涡发生体是两个三角形时涡街的斯特劳哈尔数是否发生变化。本部分的另一个目的是研究钝体的平行组合对涡街斯特劳哈尔数的影响。
试验所用双钝体组合图1所示，图中的前后.钝体的互相平行的，钝体的组合方式是指两个钝体之间的距离不同情况的组合。
试验的设计是对相同的钝体组合在不同的流量情况下进行试验。以得到不同组合下不同流量的测量数据。试验的采用数据如表所示。
流量的选取不少于5个点，并通过流量不完全相同的选取来达到覆盖较多流量范围的目的。图4a为试验所得的各组双钝体和单钝体斯特劳哈尔数;图4b是流量和涡街频率的关系曲线:图4c为各组双钝体和单钝体斯特劳哈尔数标准偏差曲线。
从图4a和图4b中可以得出如下结论。
双钝体的斯特劳哈尔数比单钝体斯特劳哈尔数大，不同组合双钝体的斯特劳哈尔数是不相同.的。不同的双钝体组合的斯特劳哈尔数的波动不相
同的，其斯特劳哈尔数的标准偏差如图4c所示。从图4c中可以知道，双钝体的斯特劳哈尔数波动是比较大的，在L=50~46mm之间偏差与单钝体偏差相当。
由4b图，该曲线的线性度与斯特劳哈尔数标准偏差相对应，当L=50~46mm时双钝体流量--频率曲线的线性度较好。
综上所述，对于双钝体涡街流量计从测量的线性范围角度考虑应选择L=50~46mm之间的组合方式。
2．双钝体组合方式对涡街强度的影响
上面得出双钝体流量计最佳线性范围条件。流量计的另-一个重要的问题是涡街强度，其直接影响测:量信号的信噪比。其对降低量程下限有重要的意义。
为研究双钝体组合对涡街强度的影响。设计了如下试验。试验装置如图1所示;通过改变距离L对钝体进行组合并对该组钝体在不同流量下进行试验。试验所使用的流量是220.5m3/h,178.3m'/h,111.7m3/h,66.6m3/h等4组。使用的钝体组合有L=60mm,55mm，54mm，51mm，49mm,47mm,45mm,43mm,41mm,39mm,37mm,35mm，33mm,32mm，29mm等15个组合。
进行强度比较之前，需要对涡街的信号特点进行分析并定出可以度量强度的量。如图3涡街信号是周期性的但其波动的幅值不等，故涡街的强度需要从统计.上进行比较。试验中制定的涡街强度的统计量为.
这里`y表示的是脉动压力信号平均的波动幅值，通过换算可得到涡街的平均脉动强度。以后的所有有关强度比较都是以`y为的度量。
图5a是试验得到涡街的程度在不同组合在不同流量下的比较曲线，图上的P0是通过`y换算而.来的，可以认为是涡街的平均脉动强度。
图5b是不同流量下的涡街平均脉动强度最大的放大倍数，这时定义
从不同组合在不同流量涡街强度比较曲线可以得到以下结论:
双钝体对涡街的强度有加强的作用。在不同的流量下双钝体对涡街的加强程度是不一样的如图6a所示。从qv---β可以知道在不同流量下涡街平均强度最大的放大倍数是不相同的，β在qv=130m3/h时达到最大。
P0随L非线性变化，在L=45~54mm之间P0梯度很小，即在该区域内L的变化对涡街强度的影响不显著。
涡街的强度有一个峰值区域。当偏离这个区域后涡街流量计的强度发生明显的衰减。该峰值区域与较小P0梯度区域重合。
相同流量下，双钝体涡街强度始终比单钝体涡街大。在流量不变情况下，当双钝体涡街强度接近单钝体涡街强度时，微小的L变化会导致双钝体卡门涡街现象的消失，即存在一个产生双钝体卡门涡街的临界距离Le，且Le与流量有关，在Le处双钝体涡街强度和单钝体涡街强度相等。当L<Le该流量下双钝体卡]涡街现象将消失。但Le是否与尺度相关需要进一-步的研究。同样随L不断增长是否也存在一个临界距离也需要进一步研究。
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