變徑整流器能否用于渦街流量計(jì)測(cè)量，它的作用是什么？

在管道流量測(cè)量過(guò)程中，液體速度分布不均勻和管道中存在旋流是一些流量計(jì)(主要是速度流量計(jì))測(cè)量精度和運(yùn)行穩(wěn)定性差的主要原因，尤其是渦街流量計(jì)、孔板流量計(jì)、差壓流量計(jì)和旋進(jìn)旋渦，對(duì)流量計(jì)的測(cè)量效果有嚴(yán)重影響，因此目前的旋進(jìn)旋渦流量計(jì)都是自給式整流器。管道內(nèi)液體流速不均勻、產(chǎn)生旋流的原因是流量計(jì)上游管道存在其他障礙物，如管道結(jié)構(gòu)、閥門(mén)、泵、接頭錯(cuò)位或焊接毛刺、墊片伸入管道等。為了克服管道中流速分布不均勻，消除渦流，在上游管道中安裝一束導(dǎo)管(或其他元件)，形成整流器。這就是為什么要裝整流器。整流器也是流量計(jì)量系統(tǒng)的主要附屬設(shè)備。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究和實(shí)踐，傳統(tǒng)的流體整流器已經(jīng)成熟。一般是用屏障分隔流道來(lái)調(diào)節(jié)管道內(nèi)的流速分布，達(dá)到精餾的目的；這種整流器主要用于實(shí)驗(yàn)室和流量校準(zhǔn)系統(tǒng)。但是這種方法容易造成污垢堵塞，增加阻力損失，因此在工業(yè)管道中很少使用。
渦街流量計(jì)因其獨(dú)特的性能而受到人們的重視，并得到了廣泛的應(yīng)用。然而，仍然有兩個(gè)問(wèn)題困擾著人們。第一，由于上游管阻的干擾，流場(chǎng)扭曲，影響渦流的正常分離。為了克服流場(chǎng)的擾動(dòng)，需要在儀表前安裝一根長(zhǎng)直管(一般為工藝管道內(nèi)徑的15~40倍)，這在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)很難滿足。二、渦街流量計(jì)的主要特點(diǎn)之一是測(cè)量范圍廣，一般在10: 1左右。應(yīng)該說(shuō)這么寬的測(cè)量范圍應(yīng)該是性能優(yōu)異的，但是在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中，大流量遠(yuǎn)低于儀器的上限值，而小流量往往低于儀器的下限值。有些儀器往往在下限流量附近工作，導(dǎo)致儀器測(cè)量精度下降，此時(shí)信號(hào)較弱，儀器抗干擾能力也下降。為了測(cè)量小流量，人們經(jīng)常使用傳統(tǒng)的圓臺(tái)內(nèi)腔減速器，通過(guò)減小直徑來(lái)增加測(cè)量處的流量。渦街流量計(jì)在正常流量范圍內(nèi)工作，但這種變徑方式結(jié)構(gòu)尺寸較大(一般長(zhǎng)度為工藝管道內(nèi)徑的3~5倍)。同時(shí)，由于流體流經(jīng)變徑管，在變徑處產(chǎn)生大量的旋轉(zhuǎn)流群，增加了局部阻力損失，使流場(chǎng)發(fā)生畸變。因此，在變徑機(jī)和整流儀表之間必須安裝一根長(zhǎng)度大于工藝管道內(nèi)徑15倍的直管，這樣增加了沿途的阻力損失(如圖1所示)。這種方法增加了施工成本，給加工和安裝帶來(lái)不便。
首先需要指出的是，傳統(tǒng)的漸縮管可以縮小直徑，配合較小直徑的流量計(jì)，達(dá)到測(cè)量小流量的目的，但這種方法不能擴(kuò)大流量計(jì)的量程比，因?yàn)樗桓淖児艿赖牧魉俜植紶顟B(tài)。眾所周知， 渦街流量計(jì)的理論和推導(dǎo)都是建立在無(wú)限均勻流場(chǎng)的基礎(chǔ)上，但在實(shí)際的封閉圓管中，它是一個(gè)非均勻流場(chǎng)，截面內(nèi)的速度分布是旋轉(zhuǎn)拋物面。雖然選擇合理的塔型是為了使塔兩側(cè)弧形面上的速度分布均勻，但實(shí)際上回轉(zhuǎn)拋物面的速度分布對(duì)工藝管道的影響是客觀存在的。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)流量相對(duì)較大時(shí)，影響較小，或者影響在允許范圍內(nèi)；但是隨著流量的降低，這種影響也在增加。從大量的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)來(lái)看，儀器常數(shù)總是隨著流速的降低而增加。這說(shuō)明采樣點(diǎn)的流量和平均流量的差距越來(lái)越大。