渦街流量計的原理是什么?
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(dāng)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。
渦街流量計的原理?
渦街流量計都是基于卡門渦街原理工作的,卡門渦街是美籍匈牙利科學(xué)家馮·卡門于1911年觀察并研究發(fā)現(xiàn)的,當(dāng)流體繞過非流線體線性物體時,物體尾流左右兩側(cè)產(chǎn)生的成對的、交替排列的、旋轉(zhuǎn)昂想相反的反對稱渦旋。這種漩渦的產(chǎn)生具有周期的、交替變化的性質(zhì),變化頻率與流體速度成正比,這就是卡門渦街現(xiàn)象,具體關(guān)系式為:Sr=fd/V。渦街流量計就是利用這種現(xiàn)象的性質(zhì),通過測量渦流的脫落頻率來確定流體的速度或流量而制成的流量計。
那么基于這種特殊的渦街流量計工作原理,它必然伴有一些優(yōu)點以及局限性,這對我們?nèi)粘J褂脺u街流量計來說十分重要。
渦街流量計的工作原理是什么?
渦街流量計由設(shè)計在流場中的旋渦發(fā)生體(非流線型阻流體),檢測探頭及相關(guān)的電子線路組成。當(dāng)流體流經(jīng)旋渦發(fā)生體的時候,產(chǎn)生附面層分離現(xiàn)象,在兩側(cè)形成交替變化的兩排旋渦(旋渦旋轉(zhuǎn)方向相反),這種旋渦叫做卡門渦街。
這種旋渦是有規(guī)則的,卡門渦街的頻率與流體的流速成正比,關(guān)系式為:f=St x V/d 。 f 為 渦街發(fā)生頻率 V為 旋渦發(fā)生體兩側(cè)的平均流速 St 為斯特羅哈爾系數(shù)(常數(shù)) 。這些交替變化的旋渦也就產(chǎn)生了一系列交替變化的負(fù)壓力,該壓力作用在檢測探頭上,從而產(chǎn)生一系列的交變電信號,經(jīng)過前端放大器轉(zhuǎn)換、整形、放大處理后,輸出與旋渦同步成正比的脈沖頻率信號。 渦街流量計就是根據(jù)旋渦脫離旋渦發(fā)生體的頻率與流量之間的關(guān)系來測量流量的儀表。
渦街式流量計什么原理?
渦街流量計是利用卡門渦街原理進(jìn)行流量測量的。在測量管中垂直插入一個柱狀物時,流體通過柱狀物兩側(cè)就自然交替地產(chǎn)生有規(guī)則的漩渦,這種漩渦列被稱為卡門渦街。在d/D=0.281時,釋放的漩渦最穩(wěn)定。
(D為管道直徑。)卡門渦街的釋放頻率與流體的流動可用下式表示:
F=st?v/d 式中:
F————————卡門渦街的釋放頻率
St————————系數(shù)
V—————————流速
d—————————柱狀物寬度
斯特羅哈系數(shù)是渦街流量計的重要系數(shù),在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi),斯特羅哈數(shù)接近常數(shù)。如下圖所示,在曲線的St=0.17平直部分,漩渦釋放頻率與流速成正比,檢出頻率f就可求得流速v,由v求出體積流量。用于測量流量的漩渦分離頻率隨流速而變化,不受流體密度和粘度的影響。伴隨漩渦分離而產(chǎn)生的局部壓力脈動,有壓電探頭檢測出來,并在檢測電路中被轉(zhuǎn)換成與漩渦頻率相對應(yīng)的脈沖信號。脈沖信號還可以通過F/V和V/I轉(zhuǎn)化成4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號輸出。
渦街流量計原理 渦街流量計是怎么工作的
所有的渦街流量計都是基于卡門渦街原理,卡門渦街是美籍匈牙利科學(xué)家馮·卡門在1911年觀察到并研究的現(xiàn)象:當(dāng)流體繞過非流體線形物體時,物體尾流左右雙側(cè)產(chǎn)生的成對的、交替排列的、扭轉(zhuǎn)方向相反的反對稱渦旋。這種漩渦的產(chǎn)生具有周期的、交替變化的性質(zhì),變化頻率與流體速度成正比,這即是卡門渦街現(xiàn)象。渦街流量計即是利用這種現(xiàn)象的性質(zhì),通過測量渦流的脫落頻率確定流體的速度或流量而支撐的流量計。
了解了渦街流量計原理后,還應(yīng)該曉得如何用好渦街流量計。
選好渦街流量計后,第一個要面對的即是渦街流量計的安裝問題。那么安裝時都有哪些需要注意呢?
(1)流量計應(yīng)水平或垂直安裝在與工程通經(jīng)相對應(yīng)的管道上。由于渦街流量計的特性,要實現(xiàn)準(zhǔn)確測量,必須注意保證慢管測量,因此在水平管道上的渦街流量計一般應(yīng)選定安裝在管道的非常低處,垂直管道時,流體的流向應(yīng)自上而下。
(2)當(dāng)渦街流量計用作流量調(diào)節(jié)時,應(yīng)特別注意將流量調(diào)節(jié)閥安裝在流量計后面,否則小流量時容易出現(xiàn)射流,出現(xiàn)流量調(diào)節(jié)時停止流量與閥門開度成反比的現(xiàn)象。
(3)渦街流量計對前后直管要求非常苛刻,流量計上游要保障有10到40倍管道直徑,下游不小于5倍管道直徑。上游直管長度由上游有無直角彎、擴(kuò)大或縮徑管而定。特別要注意的是,在滿足要求的情況下,流量計應(yīng)盡量選定安裝在前后直管段盡量大的管道位置處。
(4)測量溫度和壓力的取溫\取壓點應(yīng)設(shè)置在渦街流量計出口5倍口徑意外。
(5)渦街流量計安裝時要盡量避免強(qiáng)烈震動、工頻干擾信號,如果無法避免這些情況,應(yīng)當(dāng)采取減震、屏蔽等措施盡量減小干擾。
(6)在高溫管道中,渦街流量計必須垂直向下安裝。
安裝實現(xiàn)以后,渦街流量計應(yīng)該如何維護(hù)呢?
渦街流量計無可動部件,所以在正常使用情況下,維護(hù)的工作量較少。日常維護(hù)的使命是:查看儀表指示累積是否正常;查看儀表供電是否正常;查看儀表體連接件是否損壞和腐蝕;查看儀表外線路有無損壞及腐蝕;查看表體與工藝管道連接處有無泄漏;查看儀表電器接線盒及電子元件盒密封是否良好等。
當(dāng)被測介質(zhì)較臟或易結(jié)垢時,應(yīng)定期清洗流量計內(nèi)壁,清洗時應(yīng)保護(hù)好旋渦發(fā)生體及檢測探頭,注意不要碰傷其表面與棱角。檢測放大器外殼端蓋在接線調(diào)試后應(yīng)適度旋緊,以保證其密封性。在進(jìn)行維護(hù)檢查時不得將液體及雜物留于殼內(nèi)。
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渦街流量計工作原理?
渦街流量傳感器是應(yīng)用卡門渦街原理和現(xiàn)代電子技術(shù)設(shè)計制造的一種流量傳感器。適用于各行業(yè)的液體、氣體、蒸汽流量的計量,并且可測量含有雜質(zhì)、微小顆粒的混濁液體。當(dāng)被測流體流經(jīng)漩渦發(fā)生體時,在發(fā)生體的后部兩側(cè)交替產(chǎn)生兩列漩渦,形成“渦街”如圖2所示。該漩渦的發(fā)生頻率與流體的速度成正比,在一定的條件下符合下式:
式中:f:漩渦發(fā)生頻率St:斯特勞哈爾數(shù)V:流速d:漩渦發(fā)生體的寬度
漩渦在漩渦發(fā)生體后部產(chǎn)生交替變化的脈動壓力,由壓電信號傳感器將其轉(zhuǎn)換為電信號,經(jīng)過變送器處理后變換成為脈沖或標(biāo)準(zhǔn)信號輸出。