一体式涡街流量计工作原理
一体式涡街流量计是利用流体力学中卡门涡街的原理制作的一种仪表,它是把一个称做旋涡发生体的对称形状的物体(如圆柱形、棱柱形、T柱形等)垂直插在管道中,流体绕过旋涡发生体时,出现附面层分离,在旋涡发生体的左右两侧后方会交替产生旋涡,如图4-17所示,左右两侧旋涡的旋转方向相反。这种旋涡列通常被称为卡门旋涡列,也称卡门涡街。
由于旋涡之间的相互影响,旋涡列一般是不稳定的,但卡门从理论上证明了当两旋涡列之间的距离h和同列的两个旋涡之间的距离L满足公式h/L=0.281时,非对称的旋涡列就能保持稳定。此时旋涡的频率f与流体的流速,及旋涡发生体的宽度d有下述关系
式中 S1——斯特劳哈尔数。由此可得:
式中 S0——流通截面积;
ξ——仪表常数,其物理意义是指涡街流量计中流过的单位体积的流体时流量计所发出的脉冲数。
由式4-7可见,当流量的管道内径D和旋涡发生体的宽度d的值确定时,在一定雷诺数Re 范围内(即斯特劳哈尔数S.为常数的范围内),流量Q,与旋涡频率f成线性关系。如图4-18所示。因此,只要测出旋涡的频率f就能求得流过流量计管道流体的体积流量Q。这就是涡街流量计的测量原理。
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