涡街流量计的测量原理是什么?
涡街流量计的测量原理基于卡门涡街现象。具体如下:
1. 涡街的产生:在流体管道中设置一个非流线型的对称形状物体,即漩涡发生体。当流体以足够大的流速流经这个物体时,由于流体的黏性和惯性作用,在漩涡发生体的下游两侧会形成两列交替变化的漩涡。这些漩涡的旋转方向相反,且排列整齐,形成卡门涡街。
2. 涡街频率与流速的关系:涡街的频率与流体的平均流速成正比,这一关系可以用斯特罗哈尔数(St)来表示,即\(f = St×v/d\)。其中,\(f\)是涡街的频率,\(v\)是流体的平均流速,\(St\)是斯特罗哈尔系数,它是一个无量纲数,与漩涡发生体的形状、尺寸以及流体的物理性质(如密度、黏度)有关,\(d\)是漩涡发生体迎流面的宽度。在一定的雷诺数范围内(通常是\(2×10^4\)到\(7×10^6\)),\(St\)值基本保持不变,这使得涡街流量计能够在较宽的流量范围内保持较*的测量精度。
3. 流量计算:通过测量涡街的频率\(f\),结合已知的\(St\)值和\(d\)值,可以计算出流体的平均流速\(v\)。然后,利用流量公式(如\(Q = 3600f/K\),其中\(Q\)是体积流量,\(K\)是涡街流量传感器的仪表系数)将流速转换为流量。
当流体流过涡街流量计时,漩涡发生体两侧的压力会发生周期性变化,这种压力变化会通过传感器转换为电信号,经过信号处理电路的放大、滤波、整形等处理后,输出与流量成正比的脉冲信号或电流信号,从而实现对流体流量的测量。
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下一条:如何保证涡街流量计的测量精度?
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