渦街流量計(jì)原理

    渦街流量計(jì)又稱旋渦流量計(jì).它可以用來(lái)側(cè)最各種管道中的液體、氣體和蒸汽的流量.是目前工業(yè)控制、能源計(jì)最及節(jié)能管理中廣泛使用的流量?jī)x表。那么渦街流量計(jì)原理是什么呢？
    渦街流量計(jì)的特點(diǎn)是精確度高、測(cè)量范圍寬、沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件、無(wú)機(jī)械磨損、維護(hù)方便、壓力損失小、節(jié)能效果明顯。
    渦街流量計(jì)原理是利用有規(guī)則的游渦剝離現(xiàn)象來(lái)測(cè)量流體流量的儀表。在流體中垂直插人一個(gè)非流線形的柱狀物(圓柱或三角往)作為旋渦發(fā)生體，如圖3一13所示。當(dāng)雷諾數(shù)達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，會(huì)在柱狀物的下游處產(chǎn)生如圖3一13(b)所示的兩列平行狀，并且上下交替出現(xiàn)的旋渦，因?yàn)檫@些旋渦有如街道旁的路燈，故有“渦街”之稱，又因?yàn)榇爽F(xiàn)象首先被卡曼(Karman)發(fā)現(xiàn)，也稱作“卡曼渦街”。當(dāng)兩列旋渦之間的距離h和同列的旋渦之間的距離L之比能滿足h /L=0.281時(shí).則所產(chǎn)生的渦街是穩(wěn)定的。

由圓柱體形成的卡曼旋渦，其單側(cè)旋渦的頻率

f=Sr×v/d （3-12）

式中，f——單側(cè)旋渦產(chǎn)生的頻率，Hz

V——流體平均流速，m/s

D——圓柱體直徑，m

Sr——斯特勞哈爾系數(shù)（當(dāng)雷諾數(shù)Re=5*10²——15*10⁴時(shí)，Sr=0.2）

由上式所致，當(dāng)Sr近似為常數(shù)時(shí)，旋渦產(chǎn)生的頻率f與流體的平均流速v成正比，測(cè)得f既可求得題記流量q_v

圓柱檢測(cè)器原理

旋渦頻率的檢側(cè)方法有許多種，例如熱敏檢測(cè)法、電容檢側(cè)法、應(yīng)力檢測(cè)法、超聲檢側(cè)法等，這些方法無(wú)非是利用旋渦的局部壓力、密度、流速等的變化作用于敏感元件，產(chǎn)生周期性電信號(hào)，再經(jīng)放大整形，得到方波脈沖。圖3一14所示的是一種熱敏檢側(cè)法。它采用鉑電阻絲作為旋渦頻率的轉(zhuǎn)換元件.在圓柱形發(fā)生體上有一段空腔(檢測(cè)器)，被隔墻分成兩部分.在隔墻中央有一小孔.小孔上裝有一根被加熱了的細(xì)鉑絲.在產(chǎn)生旋渦的一側(cè)，流速降低，靜壓升高，于是在有旋渦的一側(cè)和無(wú)旋渦的一側(cè)之間產(chǎn)生靜壓差.流體從空腔上的導(dǎo)壓孔進(jìn)人，向未產(chǎn)生旋渦的一側(cè)流出.流體在空腔內(nèi)流動(dòng)時(shí)將鉑絲上的熱量帶走，鉑絲溫度下降，導(dǎo)致其電阻值見(jiàn)效。由于旋渦是交替地出現(xiàn)在柱狀物的兩側(cè)，所以鉑熱電阻絲阻值的變化也是交替的，且阻值變化的頻率與旋渦產(chǎn)生的頻率相對(duì)應(yīng)，故可以通過(guò)測(cè)量鉑絲阻值變化的頻率來(lái)推算流量。
鉑絲阻值的變化頻率，采用了一個(gè)不平衡電橋進(jìn)行轉(zhuǎn)換，放大和整形，再變成0-10mA或4-20mA的直流電流信號(hào)輸出，供顯示，累積流量或進(jìn)行自動(dòng)控制。

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