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什么是涡街流量测量?

点击次数:61  发布时间:2020-10-19

漩涡流量测量(Vortex Shedding Flow是20世纪70年代发展起来的一种新型流量测量方法,它是利用流体振动原理来进行流量测量的,即在特定的流动条件下,一部分流体动能转化为流体振动,其振动频率与流速(流量)有一定的比例关系。因其具有许多优点,在某些领域已部分取代了差压式流量传感器或其他类型的流量传感器。

涡街流量传感器是根据“卡门涡街”原理工作的一种流体振荡型仪表。在流体中放置一个有对称形状的非流线型阻流体(bluff body)时,从阻流体下游两侧就会交替产生两列有规则的漩涡。在一定的流量范围内漩涡分离的频率与管道内的平均流速成正比,与阻流体的宽度成反比。所以测量出漩涡分离频率便可算出流体的体积。

1.测量原理

在流体中设置非流线型阻流体,随着流体绕过漩涡发生体流动,产生附面层分离现象,形成有规则的漩涡列,左右两侧漩涡的旋转方向相反,见图4-14。这种漩涡称为卡门涡街,产生漩涡的非流线型阻流体称为漩涡发生体

漩涡列在漩涡发生体下游非对称地排列。根据卡涡街原理,漩涡脱离漩涡发生体的频率为

                     (4-39)

其中,d——漩涡发生体迎面宽度;f——漩涡脱离漩涡发生体的频率——漩涡发生体两侧平均流速,m/s;st——斯特劳哈尔数,与漩涡发生体的形状及雷诺数有关,对于一定形状的漩涡发生体,在一定雷诺数范围内,st基本上是一个常数;m——漩涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比

         (4-40)

其中,D——管道内径。

所以,管道内的瞬时体积流量为:

            (4-41)

斯特劳哈尔数为常数的情况下,涡街流量传感器输出的脉冲频率与体积流量成正比,这种关系只与漩涡发生体的形状和管道的几何尺寸有关,不受流体的温度、压力、密度和黏度等因素的影响。而且有可能不进行单独标定。

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