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渦街流量計的工作原理

閱讀:95發(fā)布時間:2026-1-28

渦街流量計的定義:

  渦街流量計是根據(jù)卡門(Karman)渦街原理研究生產(chǎn)的,主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動機械零件,因此可靠性高,維護量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。渦街流量計采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高,可在-20℃~+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標準信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出,容易與計算機等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較、理想的測量儀器。

渦街流量計的原理圖:

渦街流量計原理圖

渦街流量計工作原理:

  在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體,則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦,這種旋渦稱為卡門旋渦,旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。

  渦街流量計是根據(jù)卡門渦街原理(Kármán Vortex Street)測量氣體、蒸汽或液體的體積流量、標況的體積流量或質(zhì)量流量的體積流量計。并可作為流量變送器應(yīng)用于自動化控制系統(tǒng)中。

  渦街流量計是應(yīng)用流體振蕩原理來測量流量的,流體在管道中經(jīng)過渦街流量變送器時,在三角柱的旋渦發(fā)生體后上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦,旋渦的釋放頻率與流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度及旋渦發(fā)生體特征寬度有關(guān),可用下式表示:

式中:為旋渦的釋放頻率,單位為Hz;v為流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度,單位為m/s;d為旋渦發(fā)生體特征寬度,單位為m;St為斯特勞哈爾數(shù)(Strouhal number),無量綱,它的數(shù)值范圍為0.14-0.27。
St是雷諾數(shù)的函數(shù),
當雷諾數(shù)Re在范圍內(nèi),St值約為0.2。在測量中,要盡量滿足流體的雷諾數(shù)在,此時旋渦頻率。

由此,通過測量旋渦頻率就可以計算出流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度v,再由式可以求出流量q,其中A為流體流過旋渦發(fā)生體的截面積。

  渦街流量計是應(yīng)用卡門渦街原理和現(xiàn)代電子技術(shù)設(shè)計而制造的一種流量計,旋渦的發(fā)生頻率與流體的速度成正比,在一定條件下,符合下式:

(式中f:旋渦發(fā)生頻率 v:流速 d:三角柱寬度 St:斯特勞哈數(shù))

流體旋渦對三角柱產(chǎn)生交替變化的壓力,由壓電信號傳感器檢測成電信號經(jīng)前置放大器進行放大,變成標準電信號輸出。

VA型系列渦街流量計可以對廣泛的氣體(包括蒸汽)和液體進行容積計量,配接流量積算儀和溫度、壓力傳感器可進行質(zhì)量運算及各種參數(shù)顯示。

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