涡街流量计

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(涡街流量计)
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流体绕曲面运动时,很容易产生边界层分离,尤其是绕流体为不良的流线型柱体时,旋涡分离会更加强烈。
根据实验观察,当流体绕过非流线型柱体时,由于边界层的不稳定性,使流动分离产生的旋涡有一定的规律。当雷诺数较高时,旋涡在柱体的某一侧形成并分离时,则另一侧就不可能形成旋涡,而只为旋涡形成与分离做准备。只有当某一侧旋涡离开柱体一定距离后,另一侧才可能形成旋涡,于是在柱体两侧形成交替的、有规律的旋涡列,这就是涡街。
斯特劳哈尔首次用试验方法发现阻流体后方尾流的涡动具有周期性规律之后30多年,卡曼通过大量试验,观察涡街的稳定性,并发现两列旋涡间距离与同一列旋涡的间距存在一个恒定的比例......。涡街流量计就是利用卡曼的涡街理论制作而成的。
 
旋涡发生体
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旋涡发生体
 

旋涡发生体
旋涡发生体是涡街流量计的核心部件。它的主要功能就是在三维的管流场中,迫使旋涡在其轴向产生同步分离,把三维的管流变成二维的旋涡流。它的另外一个功能就是与检测元件配合,为检测元件提供合理的安装位置,完成对涡街信号的检测。
涡街流量计的流量特性(仪表系数、线性度、重复性、范围度)和阻力特性都与发生体的形状与几何参数密切相关。
涡街流量计发生体的设计,目前尚无严密的理论,也无系统的计算方法,国内外各制造厂家推出的各种涡街流量计产品中,所采用的发声体的形状和尺寸仍然是以大量的实验为依据,来确定发声体的形状和参数。所以对发声体的分类,也只能以形状和结构为基础。
按柱型分:有圆柱、三角柱、梯形柱、矩形柱、T型柱发声体等。
按结构分:有单发声体和双(多)发声体两类。单发声体的基本形状有圆柱、三角柱和矩形柱等。随着涡街流量计的发展,出现一些复合型发声体,把几种基本型发声体进行组合,也能获得较好的效果。
从理论讲,只要流体有粘性,且做绕流运动时,在流动方向上存在着正的压力梯度就会产生流动分离。因此,当流体流经任何非线性阻流体时,在雷诺数达到一定值之后,都会形成涡街,但形状不同,几何尺寸不同的发声体,分离产生的涡街信号强度和稳定性的差异是较大的。为满足流量测量要求,对不同发声体提出基本要求,有利于涡街流量计的设计和开发。
大量实验证明,一种优良的发生体应满足以下几方面的要求:
1.应有较陡断的截面形状,具有这种形状的非流线型柱体似乎产生旋涡分离的条件。
2.它应是一根均匀的柱状体,在柱体的轴线方向上所有的横截面现状是相同的均匀的对称的,这是把三维管流转变为二位的旋涡流的条件。
3.柱体的两侧具有明显的棱边,能控制旋涡在发声体的轴线方向上同步分离。并在较宽的雷诺系数范围内,保持旋涡分离点稳定,这是保持斯特劳哈尔数恒定的必要条件。
以上三方面是发声体的基本条件。但作为涡街流量计的核心部件,为满足测量流量要求,一下几方面也很重要。、
1.旋涡强烈,有较高的信噪比,这种具有高信噪比的涡街信号有利于信号检测,可提高涡街流量计的量程范围。
2.几何形状和结构尽量简单,便于加工,有利于涡街流量计的标准化。
3.能为各种检测元件的安装提供合理的位置和空ian,有利于检测元件的装配和维护。
4.它的固有频率应处在涡街的信号频带之外,
5.采用的材质应能承受流体的腐蚀冲击、磨损作用和温度变化的影响。





 
 
 
 
 
 
 
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