高精度渦街流量計原理
是在流體中安放一根（或多根）非流線型阻流體（bluffbody），流體在阻流體兩側(cè)交替地分離釋放出兩串規(guī)則的旋渦，在一定的流量范圍內(nèi)旋渦分離頻率正比于管道內(nèi)的平均流速，通過采用各種形式的檢測元件測出旋渦頻率就可以推算出流體的流量。
高精度渦街流量計原理
渦街流量計的原理
1．卡門渦街的產(chǎn)生與現(xiàn)象
為說明卡門渦街的產(chǎn)生，我們來考慮粘性流體繞流圓柱體的流動．當(dāng)流體速度很低時，流體在前駐點速度為零，來流沿圓柱左右兩側(cè)流動，在圓柱體前半部分速度逐漸增大，壓力下降，后半部分速度下降，壓力升高，在后駐點速度又為零．這時的流動與理想流體統(tǒng)流圓柱體相同，無旋渦產(chǎn)生。
隨著來流速度增加，圓柱體后半部分的壓力梯度增大，引起流體附面層的分離，當(dāng)來流的雷諾數(shù)Re再增大，達到40左右時，由于圓柱體后半部附面層中的流體微團受到更大的阻滯，就在附面層的分離點S處產(chǎn)生一對旋轉(zhuǎn)方面相反的對稱旋渦。在一定的留諾數(shù)Re范圍內(nèi)，穩(wěn)定的卡門渦街的及旋渦脫落頻率與流體流速成正比。
2．卡門渦街的穩(wěn)定條件
并非在任何條件下產(chǎn)生的渦街都是穩(wěn)定的．馮·卡門在理論上已證明穩(wěn)定的渦街條件是：渦街兩列旋渦之間的距離為h，單列兩渦之間距離為，若兩者之間關(guān)系滿足＝1或h/＝0.281（3－24）時所產(chǎn)生的渦街是穩(wěn)定的。
3．渦街運動速度
為了導(dǎo)出旋渦脫落頻率與流速之間的關(guān)系，首先要得到渦街本身的運動速度．為便于討論，我們假定在旋渦發(fā)生體上游的來源是無旋、穩(wěn)定的流動，即其速度環(huán)量為零．從湯姆生定理可知，在旋渦發(fā)生體下游所產(chǎn)生的兩列對應(yīng)旋渦的速度環(huán)量，必然大小相等，方向相反，其合環(huán)量為零，由于對應(yīng)兩渦的旋向相反，速度環(huán)量大小相等，所以在整個渦群的相互作用下，渦街將以一個穩(wěn)定的速度向上游運動．從理論計算可得的表示式為＝tanh(3-25)
對于穩(wěn)定的渦街，將式（3－25）代入，有：=tanh(0.281)=(3-26)
4．流體流速與旋渦脫落頻率的關(guān)系
從前面討論可知，當(dāng)流體以流速u流動時，相對于旋渦發(fā)生體，渦街的實際向下游運動速度為u－ur．如果單列旋渦的產(chǎn)生頻率為每秒f個旋渦，那么，流速與頻率的關(guān)系為u－ur=fl(3－27)
將式(3－26)代入，可得到流速u與旋渦脫落頻率f之間的關(guān)系．但是，在實際上不可能測得速度環(huán)量的數(shù)值，所以只能通過實驗來確定來流速度u與渦街上行速度ur之間的關(guān)系，確定因注形旋渦發(fā)生體直徑d與渦街寬度h之間的關(guān)系，有：
h＝1.3d（3－28）
ur＝0.14u（3－29）
將式（3－24），（3－27），（3－28），（3－29）聯(lián)立，可得：
f＝＝＝（3－29’）0.2u/d
也可將上式寫成：
St＝0.2(3－30)
St稱為斯特羅哈數(shù)．從實驗可知，在雷諾數(shù)Re為3×l02－3×l05范圍內(nèi)，流體速度u與旋渦脫落頻率的關(guān)系是確定的．也就是說，對于圓柱形旋渦發(fā)生體，在這個范圍內(nèi)它的斯特羅哈數(shù)St是常數(shù)，并約等于0．2，與理論計算值吻合的很好．對于圓柱型式的旋渦發(fā)生體，其斯特羅哈數(shù)St也是常數(shù)，但有它自己的數(shù)值．圖3－8為圓往型旋渦發(fā)生體產(chǎn)生的渦街結(jié)構(gòu)．
根據(jù)以上分析，從流體力學(xué)的角度可以判定渦街流量計測量的上下限流量為：Re＝3×102－2×l05．當(dāng)雷諾數(shù)更大時，圓柱體周圍的邊界層將變成紊流，不符合上述規(guī)律，并且將會是不穩(wěn)定的．
5．流體振動原理
當(dāng)渦街在旋渦發(fā)生體下游形成以后，仔細(xì)觀察其運動，可見它一面以速度u－ur平行于軸線運動，另外還在與軸線垂直方向上振動．這說明流體在產(chǎn)生旋渦的同時還受到一個垂直方向上力的作用．下面討論這個垂直方向上力的產(chǎn)生原因及計算方法．
同前討論，假定來流是無旋的，根據(jù)湯姆生定律：沿封閉流動流線的環(huán)量不隨時間而改變．那么，當(dāng)在旋渦發(fā)生體右(或左)下方產(chǎn)生一個旋渦以后，必須在其它地方產(chǎn)生一個相反的環(huán)量，以使合環(huán)量為零．這個環(huán)量就是旋渦發(fā)生體周圍的環(huán)流．根據(jù)茹科夫斯基的升力定理，由于這個環(huán)量的存在，會在旋渦發(fā)生體上產(chǎn)生一個升力，該升力垂直于來流方向．設(shè)作用在旋渦發(fā)生體每單位長度上的升力為L，有：
L＝u（3－31）
式中――流體密度；
u――來流速度；
――旋渦發(fā)生體的速度環(huán)量．
從前面的討論中可以得到以下關(guān)系，
＝2ur；ur=K1u；＝K2d；
將上述關(guān)系代入式(3—1)，并令系數(shù)K＝2K1K2，則有：
L＝Kdu2(3－32)
這就是作用在旋渦發(fā)生體上的升力．由于旋渦在旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替發(fā)生，且旋轉(zhuǎn)方向相反，故作用在發(fā)生體上的力亦是交替變化的．而流體則受到發(fā)生體的反作用力，產(chǎn)生垂直于鈾線方向的振動，這就是流體振動的原理．
從上述分析可以知道：交替地作用在旋渦發(fā)生體上升力的頻率就是旋渦的脫落頻率．通過檢測該升力的變化頻率，就可以得到旋渦的脫落頻率，從而可得流體的流速值。
6．流量公式
渦街流量計是一種速度式流量計，它測的是流體的流速u．為得到流量值，必須乘以流通截面積A．對于不同形式的旋渦發(fā)生器，它的流通截面積計算是不同的．以下僅舉圓柱形流通截面積A可表示為
A≈（1－1.25）（3－33）
由此可得流量公式為
qv＝Au＝（1－1.25）（3－34）
從該式可知，流量qv與旋渦脫落頻率f在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)成線性關(guān)系。因此，也將這種流量計稱為線性流量計。
型號
OPTISWIRL4200
OPTISWIRL4070C
VFM1091G
VFM4070L
公司簡介
天津佳宇自動化設(shè)備有限公司主要經(jīng)營ABB閥門定位器、西門子SIEMENS閥門定位器、山武AZBIL閥門定位器、FISHER閥門定位器、Emerson質(zhì)量流量計等產(chǎn)品，我司致力于測量儀器儀表、試驗設(shè)備的開發(fā)、集成以及國內(nèi)外眾多品牌的代理銷售工作及產(chǎn)品配套，大量現(xiàn)貨，并承接各類儀器的維修。多年來，公司憑借著良好的信譽和強大的技術(shù)實力，在激烈的市場競爭中不斷地發(fā)展和完善，成為眾多企業(yè)在生產(chǎn)、研發(fā)、品質(zhì)保障等工作中的得力合作伙伴。
自公司創(chuàng)立以來致力于測量儀器儀表、試驗設(shè)備的開發(fā)、集成以及國內(nèi)外眾多品牌的代理銷售工作及產(chǎn)品配套，并承接各類儀器的維修。長期切實以“品質(zhì)，服務(wù)，創(chuàng)新，科技”為很高指導(dǎo)方針，為客戶提供很新產(chǎn)品資源信息及產(chǎn)品配套優(yōu)化方案等良好售前，售中，售后跟蹤服務(wù)；通過長期不懈地努力，我公司已成為國內(nèi)很具影響力的儀器儀表及電子測試解決方案供應(yīng)企業(yè)一。
多年來，公司憑借著良好的信譽和強大的技術(shù)實力，在激烈的市場競爭中不斷地發(fā)展和完善，成為眾多企業(yè)在生產(chǎn)、研發(fā)、品質(zhì)保障等工作中的得力合作伙伴。我們將繼續(xù)以高品質(zhì)的產(chǎn)品、良好的信譽和熱情的服務(wù)與更多的業(yè)界人士合作。
高精度渦街流量計原理
