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    渦街流量計的工作原理及應用

       2011-05-02
    核心提示:在特定的流動條件下,一部分流體動能會轉化為流體振動,其振動頻率與流速(流量)有確定的比例關系,依據這種原理工作的流量計稱為

    在特定的流動條件下,一部分流體動能會轉化為流體振動,其振動頻率與流速(流量)有確定的比例關系,依據這種原理工作的流量計稱為流體振動流量計。目前流體振動流量計有三類:渦街流量計、旋進(旋渦進動)流量計和射流流量計。渦街流量計具有以下一些特點:
     ?、佥敵鰹槊}沖頻率,其頻率與被測流體的實際體積流量成正比,不受流體組分、密度、壓力、溫度的影響;
     ?、跍y量范圍寬,一般范圍度可達10:1以上;
     ?、劬_度為中上水平;
     ?、軣o可動部件,可靠性高;
     ?、萁Y構簡單牢固,安裝方便,維護費較低;
     ?、迲梅秶鷱V泛,可適用液體、氣體和蒸汽。
      渦街流量計的工作原理
      在流體中設置旋渦發生體(阻流體),從旋渦發生體兩側交替地產生有規則的旋渦,這種旋渦稱為卡曼渦街(見圖1),旋渦列在旋渦發生體下游非對稱地排列。根據卡曼渦街原理,有如下關系式:
      

    (1)   

    (2)
     
      式中,m為旋渦發生體兩側弓形面積與管道橫截面面積之比;D為表體通徑;d為旋渦發生體迎面寬度;f為旋渦的發生頻率;U1為旋渦發生體兩側平均流速;Sr為斯特勞哈爾數;U為被測介質流的平均速度。
      

     
      圖1 卡曼渦街
      管道內體積流量qv為:
      

    (3)
     
      

    (4)
     
      式中, K為流量計的儀表系數,單位為脈沖數/m3。
      K除與旋渦發生體、管道的幾何尺寸有關外,還與斯特勞哈爾數有關。斯特勞哈爾數為無量綱參數,它與旋渦發生體形狀及雷諾數有關,圖2為圓柱 狀旋渦發生體的斯特勞哈爾數與管道雷諾數的關系圖。由圖2可見,在ReD=2×104~7×106的范圍內,Sr可視為常數,這是儀表正常工作范圍。當測 量氣體流量時,渦街流量計的流量計算式為

     
     
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