雷诺数与测量误差的关系及补偿办法
流体在封闭管道中流动时，其速度分布会明显影响差压流量计、超声流量计等。这种速度分布阿雷诺数ReD之间有对应的关系，是以研究者将这种影响转化成同雷诺数之间的关系，并用函数式或图表予以描述。例如超声流量计有自带微处理器，能对雷诺数的影响作主动校订，以进步低流速时的测量精确度。本文重要对应用广泛的孔板流量计和涡街流量计作较深刻的评论辩论。
1 孔板流量计流出系数同雷诺数的关系
在本书的3.1节中，式(3.1)给出孔板流量计流量值同各个自变量的关系，个中流出系数C就同管道雷诺数有关。其实C并不是一个常数，而是随雷诺数ReD变更的一个变量。一副孔板制造完成并经考验合格后，其直径比β即为常数，其流出系数同雷诺数的关系可用一条C=?(ReD)关系曲线来表示，如图8.1所示。
在传统的孔板流量计中，因为数据处理功能不强，要将C算作变量来处理，是极其艰苦的，为了使实际应用流量范围内的流出系数变更尽可能小，在规定的范围内，经常采取下面的办法。
a.将差压上限Δpmax尽可能取年夜一些，从而使β小一些。
b.缩小管径，进步流速，从而使撙节装配在较高雷诺数前提下应用。
c.限制流量计的应用下限(结合差压计精确度的束缚前提，传统的共鸣是测量下限不低于30%FS)，因为流量越小，C与常用流出系数Ccom的差别越年夜。在文献[l]中，因为C的在线计算或主动修改难以实施，所以在设计撙节装配时设法将流量测量下限对应的C和 Ccom之间的误差规定为≤0.5%[2]，如许就产生了老版本文流装配设计手册中的m=?（ReD）界线雷诺数图[l]。
跟着微电子技巧和传感器技巧的成长以及计算机技巧对仪表的渗入渗出，差压式流量测量技巧获得了二次飞跃，其明显的标记是差压变送器精确度年夜年夜进步，从以前的1.5级进步到如今的0.1级甚至0.075级；其次是流量二次表实现智能化，数据处理才能和精确度获得了极年夜的进步，这些都为孔板流量计的测量低端的精确度的进步创造了充分的前提，在CB/T2624一1993中给出了孔板流出系数随雷诺数变更的关系式(以角接取压为例)[2]，如式(7.27)所示。
应用这一公式实现雷诺数变更对流量测量影响的修改常用两种办法，一种是C的在线计算法，另一种是C的离线计算法。
(1) C的在线计算法
这一办法是应用流量二次表内单片机的高速计算才能，用迭代法精确计算当前的流出系数并进一步计算流量值。采取迭代法是因为C是ReD的函数，而ReD是质量流量qm的函数，而qm又是C的函数。其计算法度榜样框图如图8.2所示。个中Cd为孔板计算书中的C值。
此图中凸起了计算C的部分，其实，ε1、ρ1甚至d都是变量，都由响应的计算子法度榜样计算获得。
(2) C的离线计算修改法
C的离线计算平日是在全部流量测量范围内选10个或16个(由流量二次表中折线校订坐标系取的点数定)典范测量点qi，并计算出各点的雷诺数，然后按式(7.27)计算各点的流出系数，最后按下式计算出各点的C修改系数Ka。
式中 Ci――各典范测量点流出系数；
Cd――孔板计算书中的流量系数，超声波流量计是指一种基于超声波在流动介质中传播速度等于被测介质的平均流速与声波在静止介质中速度的矢量和的仪器。
(3) C的离线计算修改法举例
①已知前提
被测流体名称：饱和水蒸气；
最年夜质量流量：qmmax=1.7500kg/s；
最小质量流量：qmmin=0.1750kg/s；
工作压力： Plg=6.9066×105Pa(外面值)；
工作温度：t1=170℃；
工作状况下被测流体相对湿度：ψ=0；
工作状况下被测流体密度：ρ1 =4.123kg/m3；
工作状况下被测流体黏度：μ1=14.97×10-6 Pa?S；
工作状况下被测流体等熵指数： κ=1.30；
本地全年平均年夜气压：Pa=101.33kPa；
20℃情况下管道内径：D20 =150mm；
管道材质： 20钢；
差压计差压上限：Δρmax =40kPa；
撙节装配的取压方法：角接取压；
管道材质的线膨胀系数：λD=12.3×10-6℃-1；
孔板材质的线膨胀系数：λd = 16×10-6 ℃-1。
②求孔板开孔直径d(见图8.3)
a.求工作状况下管道内径
h.求最年夜流量前提下雷诺数
c.求A2值
d.设C∞=0.6060， ε=l
e.据
当D≤71.12mm时，应在式(8.4)后面加上
式中 Ll (=l1/D)――孔板上游端面到上游取压口的距离除以管道直径得出的商；
L'2(=l'2/D)――孔板下流端面到上游取压口的距离除以管道直径得出的商(L'2表示自孔板下流端面起的下流间距的参考符号，而L2表示自孔板上游端面起的下流间距的参考符号)。
ll、l2 ――分别为上游、下流取压口间距。
因为采取角接取压，所以上式中Ll =L2=0
从n=3起判别精确度，判别公式En=δn/A2，判别前提丨En|≤5×10-10。
用迭代法求Xn、βn、Cn、εn、δn和En (n=O， 1，2，3，4，…，n）。
在精确度足够后，获得
f.求d
g.求d20
③求各典范测量点流出系数的修改系数Ka。
a.按式(8.2)计算各典范测量点雷诺数；
b.用前面计算获得的β值和各典范测量点雷诺数，分别代入式(8.4），获得各点c，并 按式(8.1)计算Ka；
以上计算成果列于表8.1。
对于一副已有的撙节装配，其计算书中己列出计算Ka的须要数据，则可省去上述第②步，直接从第③步计算是Kα。
2 雷诺数对涡街流量计的影晌
(1)雷诺数对涡街流量计的影响
在必定的雷诺数范围之内，涡街流量计输出频率旌旗灯号同流过测量管的体积流量之间的关系不受流体物性(密度、黏度)和组分的影响，即流量系数只与旋涡产生体及管道的外形尺寸有关，是以，只需在一种典范介质中标定其流量系数而实用于各类介质，这是涡街流量计的一年夜长处。但若雷诺数跨越这一范围，就要产生影响了。
图8.4所示为涡街流量计工作道理。在流体流动的管道中设置一个旋涡产生体(阻流体)，于是在产生体下流的两侧就会瓜代地产生有规矩的旋涡。这种旋涡称为卡曼涡街。此旋涡的频率同各身分的关系可用式(8.5)表述，即
式中 f――产生体一侧产生的卡曼涡街频率；
Sr――斯特罗哈尔数(无量纲数）；
V――流体的流速；
d――旋涡产生体的宽度。
图8.5所示为圆柱状旋涡产生体的斯特罗哈尔数同雷诺数的关系。由图可见，在ReD=2×104~7×106范围内，曲直线的平坦部分(Sr=1.7)，卡曼涡街频率与流速成正比，这是仪表正常工作范围。在ReD=5×103~2×104范围内，旋涡能稳定产生，但因斯特罗哈尔数增年夜，所以流量系数需经校订后才能包管流量测量精确度。当ReD<5×103后旋涡不产生或不克不及稳定地产生。
本文评论辩论的是ReD=5×103~2×104的区间若何进步流量测量精确度的问题。如能获得靠得住的校订系数并用恰当的方法实如今线校订，就能将测量精确度进步，将范围度明显扩年夜。
(2)雷诺数影响的校订
表8.2给出了YF 100系列涡街流量计低雷诺数测量段的校订系数表。应用这一表格的方法也有在线计算和离线计算之分。个中在线计算法多在带CPU的涡街流量变送器(传感器)中应用，离线计算多在流量显示表顶用折线法实现校订时应用。
图8.6所示为在线计算校订系数的法度榜样框图。图中的Kt为流量系数，烟气分析仪广泛适用于各种工业燃烧设备的维护与监测，D为测量管内径，μ为流体黏度， qm为质量流量。
离线计算就是计算满量程的雷诺数和各典范流量点的流量值，然后制造折线，填入仪表的法度榜样菜单，仪表运行后，实现主动校订。
(3)举例
①已知前提
a.流体名称：柴油
b.流体温度： 30°C
c.流体密度：ρ=810kg/m3
d.流体黏度：μ=0.0031Pa?s
e.管道内径： D=0.05m
f.最年夜流量：qvmax = 50m3 /h
②计算
a.最年夜质量流量qmmax的计算
b.最年夜流量时的雷诺数ReDmax的计算[应用式(8.2)]
c.各典范流量点的体积流量qvi的计算
将表8.2中各典范流量点雷诺数代入式(8.6)得各点流量qvi，列于表8.3中。
这一办法可用来对黏度比水高一些的液体低流速段进行误差校订。
(4)在流量传感器(变送器)中的实现
上面所述的雷诺数影响的校订是在流量二次表中完成的，实用于涡街流量计本身无校订才能的测量体系。跟着计算机技巧渗入渗出到流量一次表，有些涡街流量计本身也具备了这种校订功能。例如横河公司的YFI00系列E型涡街流量计中，是用4段折线实现此项校订。折线的横坐标为旋涡频率f，其纵坐标为校订系数A，如图8.7所示。
在表8.3所示的例子中，可从表8.3中的流量值qvi按下式求取各特点点频率fi。
式中 qvi――体积流量，L/h或m3/h；
Kt――流量系数， P/L或P/m3。
然后将各点频率和所对应的校订值填入涡街流量计(变送器)菜单(第D21~D30条)，并在"REYNOLDS ADJ"(雷诺数校订)项指定"1"(履行)，仪表运行后，就能将雷诺数对流量系数Kt的影响主动按下式进行校订。
式中 K't――校订后的流量系数， P/L或p/m3；
A――校订值；
Kt ――未经校订的流量系数， P/L或P/m3。
进步流量测量精确度的实用办法
1.雷诺数与测量误差的关系及补偿办法
2.可膨胀性系数的主动校订
3.气体紧缩系数对流量测量的影响
4.孔板流量计变革量程与不肯定度的变更
5.撙节件开孔直径和管径的误差校订
6.从涡街流量计标定命据推算流体设计工况
7.配套仪表的配校及误差校订
，热像仪具有多功能,高清晰度及高性能的特点; 8.容积式流量计磨损误差的预估
超声波流量计&