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涡街流量计算以工作原理


文章日期:2019-08-01|阅读数:


在流体中插入一物体时,流体流动受到影响,在障碍物的两侧就会交替地分离释放出两串旋涡,在下游形成互相平行的两个旋涡流,称为卡门涡街,今天,小编为大家整理涡街流量计算以工作原理
涡街流量计算以工作原理

障碍物就是旋涡发生体,它可以是三棱柱体,或者圆柱体。
 
旋涡的回旋方向,因所在旋涡流的不同而不同,,如图所示,在上边的一列旋涡流为顺时针方向旋转,在下边的一列则作逆时针旋转。由于旋涡之间相互作用,其旋涡流一般是不稳定的。但是理论和实验证明,当满足参数h/l=0.281(h为卡门涡街列的间隔,l为同列中旋涡的间隔)时,涡街是稳定的,并且单侧旋涡的分离释放频率f与流体流速v、旋涡发生体宽度d(三棱柱时为底宽,圆柱时为直径)的关系符合下式:
 
f=St*v/d
 
式中:St-斯特劳哈尔系数
 
St是雷诺数Re的函数,当Re=500~150000时,St=0.16(对三棱柱体)和St=0.2(对圆柱体)。在工业中检测的流速,实际上几乎都不超出这个范围。
 
由上式可见,旋涡的分离频率f只决定于介质流速和和旋涡发生体宽度之比,而不受温度、密度和粘度等影响,因此,对f进行检测,可以得到介质流速v,并由此求得介质的体积流量。
 
涡街流量计的使用优势
 
1、自DN20起以上各规格:均采用表体与三角柱一次铸造完成,减少了测量孔因焊接三角柱而产生的变形,提高涡街的稳定性。
 
2、自DN40起以上各规格均采用内置式结构,即将测量探头镶入三角柱内。国内只有少量的是大口径采用此结构,虽然增加了工艺难度,但却大大提高了产品的抗干扰能力。
 
3、涡街的转换采用数字处理技术(DSP)突破了传统的模拟方法处理涡街的局限性,提高了涡街的检测灵敏度,加强了涡街流量计的抗震性能。
 
4、由于采用了上述结构和数字处理技术,使得流量计的量程大大扩宽。一般情况下可达1:10~1:20,主要表现在下限流速明显降低,通常为普通涡街流量计的1/4—1/2.
 
5、在规定的条件下,产品的技术性能和质量已达到或接近了国外先进涡街流量计的水平。
 
6、表体由测量管道与三角柱(漩涡发生体)组成,当被测流体在测量管道内流经三角柱时产生涡街。
 
7、传感器检测流体在管道内流经三角柱时所产生的涡街,有中温探头最高耐温250℃和高温探头最高耐温350℃。
 
8、支撑杆将本体与转换器连接起来,并起到保护传感器的作用。对高温型涡街流量计还具有散热功能。
 
9、转换器是将从传感器产生的电荷变量转换为流量输出,包括脉冲4-20mA模拟和数字等。
 
其实涡街流量计的概述我们是很好理解的,涡街流量计的使用优势也是非常实用的。
 
涡街流量计工作特点
 
涡街流量计无可动机械零件,因此可靠性高,维护量小,仪表参数能长期稳定。采用压电应力式传感器,可靠性高,可在-20℃~+250℃的工作温度范围内工作。有模拟标准信号,也有数字脉冲信号输出,容易与计算机等数字系统配套使用,是一种比较先进、理想的流量仪表。涡街流量计是基于卡门涡街原理制成的一种流体振荡性流量计,即在流动的流体中放置一个非流线型的对称形状的物体(涡街流量传感器中称之为漩涡发生体),就会在其下流两侧产生两列有规律的漩涡,即卡门涡街其漩涡频率正比于流体速度:
 
涡街流量计工作时有哪些特点:
 
1)输出的信号是与流速成正比的脉冲信号,便于数据处理和计算机联网。
 
2)量程范围宽,精度高。
 
3)无可动部件,可靠性较高,结构简单,便于安装维修。
 
4)检测元件与被测介质不直接接触,不受流体的化学性质影响,应用范围宽,寿命长。
 
5)抗干扰能力强,容易进行流量计算,不受流体物理性质的影响,给涡街流量计的标定和使用带来了方便。