淺談渦街流量計在生產(chǎn)中測量原理
渦街流量計是二十世紀70年代發(fā)展起來的一種新型流量儀表,由于頻率信號不受流體組分、密度、壓力、溫度的影響,量程寬,精度較高,結(jié)構(gòu)簡單,安裝維護方便,應用范圍廣等優(yōu)點,受到國內(nèi)外廣大用戶歡迎。隨著各行各業(yè)發(fā)展,應用不斷擴大,在許多領(lǐng)域已替代了差壓式流量計和其它流量儀表。
渦街流量計測量原理
把一個非流線型阻流體(BluffBody)垂直插入管道中,隨著流體繞過阻流體流動,產(chǎn)生附面層分離現(xiàn)象,形成有規(guī)則的旋渦列,左右兩側(cè)旋渦的旋轉(zhuǎn)方向相反,這種旋渦稱為卡門渦街。
渦街形成的原理
根據(jù)卡門的研究,這些旋列多數(shù)是不穩(wěn)定的,只有形成相互交替的內(nèi)旋的兩排旋渦,且渦列寬度d和同列相鄰的兩旋渦的間距l(xiāng)之比滿足一個常數(shù)時,這樣的渦列才是穩(wěn)定的(對于圓柱形旋渦發(fā)生體這個比例為0.281)。
根據(jù)卡門渦街原理,旋渦頻率f與管內(nèi)平均流速u有如下關(guān)系:
(1)式中:u1-旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速(m/s);d-旋渦發(fā)生體特征度;St-斯特勞哈爾數(shù);m-旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積和管道內(nèi)橫截面積之比。
由此可得瞬時體積流量與渦街頻率的關(guān)系為:
(2)從上式可以得到儀表系數(shù)K為:
(3)式中:qv-通過流量計的體積流量(L/s);f-流量計輸出的信號頻率;k-渦街流量計的儀表系數(shù)(1/L)。
由上式可以看出,在St為常數(shù)時,儀表系數(shù)k僅與旋渦發(fā)生體的幾何參數(shù)有關(guān),而與流體物性和組分無關(guān)。
因此,渦街流量計既可以測量液體,也可以測量氣體。用水標定的渦街流量計可以用來測氣體,選型時要注意渦街流量計的最小流量的限制。
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