涡街流量计的原理是什么?
涡街流量计是应用流体振荡原理来测量流量的,流体在管道中经过涡街流量变送器时,在三角柱的旋涡发生体后上下交替产生正比于流速的两列旋涡,旋涡的释放频率与流过旋涡发生体的流体平均速度及旋涡发生体特征宽度有关,可用下式表示: 式中: 为旋涡的释放频率,单位为Hz;v为流过旋涡发生体的流体平均速度,单位为m/s;d为旋涡发生体特征宽度,单位为m;St为斯特劳哈尔数(Strouhal number),无量纲,它的数值范围为0.14-0.27。 St是雷诺数的函数, 。 当雷诺数Re在 范围内,St值约为0.2。在测量中,要尽量满足流体的雷诺数在 ,此时旋涡频率 。 由此,通过测量旋涡频率就可以计算出流过旋涡发生体的流体平均速度v,再由式 可以求出流量q,其中A为流体流过旋涡发生体的截面积。
涡街流量计的原理?
涡街流量计都是基于卡门涡街原理工作的,卡门涡街是美籍匈牙利科学家冯·卡门于1911年观察并研究发现的,当流体绕过非流线体线性物体时,物体尾流左右两侧产生的成对的、交替排列的、旋转昂想相反的反对称涡旋。这种漩涡的产生具有周期的、交替变化的性质,变化频率与流体速度成正比,这就是卡门涡街现象,具体关系式为:Sr=fd/V。涡街流量计就是利用这种现象的性质,通过测量涡流的脱落频率来确定流体的速度或流量而制成的流量计。
那么基于这种特殊的涡街流量计工作原理,它必然伴有一些优点以及局限性,这对我们日常使用涡街流量计来说十分重要。
涡街流量计的工作原理是什么?
涡街流量计由设计在流场中的旋涡发生体(非流线型阻流体),检测探头及相关的电子线路组成。当流体流经旋涡发生体的时候,产生附面层分离现象,在两侧形成交替变化的两排旋涡(旋涡旋转方向相反),这种旋涡叫做卡门涡街。
这种旋涡是有规则的,卡门涡街的频率与流体的流速成正比,关系式为:f=St x V/d 。 f 为 涡街发生频率 V为 旋涡发生体两侧的平均流速 St 为斯特罗哈尔系数(常数) 。这些交替变化的旋涡也就产生了一系列交替变化的负压力,该压力作用在检测探头上,从而产生一系列的交变电信号,经过前端放大器转换、整形、放大处理后,输出与旋涡同步成正比的脉冲频率信号。 涡街流量计就是根据旋涡脱离旋涡发生体的频率与流量之间的关系来测量流量的仪表。
涡街式流量计什么原理?
涡街流量计是利用卡门涡街原理进行流量测量的。在测量管中垂直插入一个柱状物时,流体通过柱状物两侧就自然交替地产生有规则的漩涡,这种漩涡列被称为卡门涡街。在d/D=0.281时,释放的漩涡最稳定。
(D为管道直径。)卡门涡街的释放频率与流体的流动可用下式表示:
F=st?v/d 式中:
F————————卡门涡街的释放频率
St————————系数
V—————————流速
d—————————柱状物宽度
斯特罗哈系数是涡街流量计的重要系数,在一定的雷诺数范围内,斯特罗哈数接近常数。如下图所示,在曲线的St=0.17平直部分,漩涡释放频率与流速成正比,检出频率f就可求得流速v,由v求出体积流量。用于测量流量的漩涡分离频率随流速而变化,不受流体密度和粘度的影响。伴随漩涡分离而产生的局部压力脉动,有压电探头检测出来,并在检测电路中被转换成与漩涡频率相对应的脉冲信号。脉冲信号还可以通过F/V和V/I转化成4-20mA的标准电流信号输出。
涡街流量计原理 涡街流量计是怎么工作的
所有的涡街流量计都是基于卡门涡街原理,卡门涡街是美籍匈牙利科学家冯·卡门在1911年观察到并研究的现象:当流体绕过非流体线形物体时,物体尾流左右双侧产生的成对的、交替排列的、扭转方向相反的反对称涡旋。这种漩涡的产生具有周期的、交替变化的性质,变化频率与流体速度成正比,这即是卡门涡街现象。涡街流量计即是利用这种现象的性质,通过测量涡流的脱落频率确定流体的速度或流量而支撑的流量计。
了解了涡街流量计原理后,还应该晓得如何用好涡街流量计。
选好涡街流量计后,第一个要面对的即是涡街流量计的安装问题。那么安装时都有哪些需要注意呢?
(1)流量计应水平或垂直安装在与工程通经相对应的管道上。由于涡街流量计的特性,要实现准确测量,必须注意保证慢管测量,因此在水平管道上的涡街流量计一般应选定安装在管道的非常低处,垂直管道时,流体的流向应自上而下。
(2)当涡街流量计用作流量调节时,应特别注意将流量调节阀安装在流量计后面,否则小流量时容易出现射流,出现流量调节时停止流量与阀门开度成反比的现象。
(3)涡街流量计对前后直管要求非常苛刻,流量计上游要保障有10到40倍管道直径,下游不小于5倍管道直径。上游直管长度由上游有无直角弯、扩大或缩径管而定。特别要注意的是,在满足要求的情况下,流量计应尽量选定安装在前后直管段尽量大的管道位置处。
(4)测量温度和压力的取温\取压点应设置在涡街流量计出口5倍口径意外。
(5)涡街流量计安装时要尽量避免强烈震动、工频干扰信号,如果无法避免这些情况,应当采取减震、屏蔽等措施尽量减小干扰。
(6)在高温管道中,涡街流量计必须垂直向下安装。
安装实现以后,涡街流量计应该如何维护呢?
涡街流量计无可动部件,所以在正常使用情况下,维护的工作量较少。日常维护的使命是:查看仪表指示累积是否正常;查看仪表供电是否正常;查看仪表体连接件是否损坏和腐蚀;查看仪表外线路有无损坏及腐蚀;查看表体与工艺管道连接处有无泄漏;查看仪表电器接线盒及电子元件盒密封是否良好等。
当被测介质较脏或易结垢时,应定期清洗流量计内壁,清洗时应保护好旋涡发生体及检测探头,注意不要碰伤其表面与棱角。检测放大器外壳端盖在接线调试后应适度旋紧,以保证其密封性。在进行维护检查时不得将液体及杂物留于壳内。
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涡街流量计工作原理?
涡街流量传感器是应用卡门涡街原理和现代电子技术设计制造的一种流量传感器。适用于各行业的液体、气体、蒸汽流量的计量,并且可测量含有杂质、微小颗粒的混浊液体。当被测流体流经漩涡发生体时,在发生体的后部两侧交替产生两列漩涡,形成“涡街”如图2所示。该漩涡的发生频率与流体的速度成正比,在一定的条件下符合下式:
式中:f:漩涡发生频率St:斯特劳哈尔数V:流速d:漩涡发生体的宽度
漩涡在漩涡发生体后部产生交替变化的脉动压力,由压电信号传感器将其转换为电信号,经过变送器处理后变换成为脉冲或标准信号输出。