渦街流量計的工作原理分析及應用

　在特定的流動(dòng)條件下，一部分流體動(dòng)能會(huì )轉化為流體振動(dòng)，其振動(dòng)頻率與流速(流量)有確定的比例關(guān)系，依據這種原理工作的流量計稱(chēng)為流體振動(dòng)流量計。目前流體振動(dòng)流量計有三類(lèi)：渦街流量計、旋進(jìn)(旋渦進(jìn)動(dòng))流量計和射流流量計。渦街流量計具有以下一些特點(diǎn)：

　?、佥敵鰹槊}沖頻率，其頻率與被測流體的實(shí)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(wú)可動(dòng)部件，可靠性高;

　?、萁Y構簡(jiǎn)單牢固，安裝方便，維護費較低;

　?、?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/應用">應用范圍廣泛，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(fā)生體(阻流體)，從旋渦發(fā)生體兩側交替地產(chǎn)生有規則的旋渦，這種旋渦稱(chēng)為卡曼渦街(見(jiàn)圖1)，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱(chēng)地排列。根據卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式：

(1)

(2)

　　式中，m為旋渦發(fā)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(fā)生體迎面寬度;f為旋渦的發(fā)生頻率;U1為旋渦發(fā)生體兩側平均流速;Sr為斯特勞哈爾數;U為被測介質(zhì)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(fā)生體、管道的幾何尺寸有關(guān)外，還與斯特勞哈爾數有關(guān)。斯特勞哈爾數為無(wú)量綱參數，它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數有關(guān)，圖2為圓柱 狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數與管道雷諾數的關(guān)系圖。由圖2可見(jiàn)，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(shí)，渦街流量計的流量計算式為

(5)

　　式中，qVn、qV分別為標準狀態(tài)下(0℃或20℃，101.325kPa)和工況下的體積流量; Pn、P分別為標準狀態(tài)下和工況下的絕對壓力;Tn、T分別為標準狀態(tài)下和工況下的熱力學(xué)溫度;Zn、Z分別為標準狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數。

　　圖2 斯特勞哈爾數與雷諾數關(guān)系曲線(xiàn)