低雷诺数
涡街流量计
根据卡曼涡街理论,只有当h/L=0.286时,涡街才是稳定的,这是涡街流量计的最基本的条件。因为只有涡街稳定,才能有涡街流量计的正常工作。但是对于常规涡街流量计来说,还应有另一个重要条件,这就是在测量范围内,斯特劳哈尔系数Sr应保持稳定。实际上Sr大于5000时,涡街流量计才进入可测量的区域;当Sr大于20000是,涡街流量计才进入精确度保证区域。而对Sr小于5000的区域,不仅Sr出现严重的非线性,而且旋涡信号也非常微弱,检测起来也十分困难。
低雷诺系数涡街流量计,在低雷诺数区域内取得了突破。可把涡街流量计下限雷诺数降低到5000以下,并制造出系列产品,精确度达到1.5%。
对于低雷诺数涡街流量计,要解决的关键问题主要包括以下两方面:
1.保持Sr的恒定
总所周知,当雷诺数小于2300是,管内流动变成层流流动,流速分布也变成抛物线层流速度分布。在这种情况下,旋涡可以稳定分离,但却不一定有恒定的Sr。为了使Sr恒定,必须使流速沿径向尽可能均匀。在靠近三角发生体的上游侧,增加一层金属网进行整流。该金属丝网能使靠近管道中心的较高流速的流体,由于受到较大阻力,而降低流速,则一部分转而靠近管壁处流走,因而是靠近管壁处流速增大,从而使流速分布趋于均匀;另一个重要措施是提高管壁的光洁度和同轴度。因为管壁越光滑,越直,流速均匀分布范围就越大。由于金属丝网的整流作用,使测量管的流速分布在很低的雷诺数的范围内都较均匀。即使雷诺数降到500时,仍能使Sr保持稳定。
2.提高检测元件的灵敏度
在发生体下游一定距离处,安装一个压力检测元件,检测旋涡震荡尾流的压力脉动信号。在低雷诺数状态下,采用压力检测方法有效地解决了涡街信号的检测问题。