OKANO岡野 什么是渦街流量計
?
什么是渦街流量計?
渦街流量計是一種利用卡門渦流的流量計。
卡門渦流是出現(xiàn)在流體流中物體(渦源)下游的渦街。之所以命名為“卡門渦旋”,是因為它是由物理學(xué)家卡門從理論上闡明的。
渦街流量計結(jié)構(gòu)簡單且堅固耐用。主要特點是精度高、流量范圍廣、與多種流體兼容。
渦街流量計的應(yīng)用
渦街流量計的主要用途有:
- 蒸汽管道流量測量
- 收集引流體積的測量
- 鍋爐給水測量
- 汽車發(fā)動機控制
- 冷卻器冷卻水流量控制
渦街流量計可以測量氣體、液體和蒸汽,因此可以用于任何流量測量場景。
重要的是選擇合適的直徑來產(chǎn)生渦流,因為除非產(chǎn)生渦流,否則無法進行測量。低流量范圍內(nèi)不再出現(xiàn)卡門渦流,無法測量流量。
渦街流量計原理
渦街流量計通過計算卡門渦流來測量流量。
由于卡門渦流的頻率與流速成正比,因此可以通過在管道中放置產(chǎn)生渦流的障礙物并計算產(chǎn)生的渦流來確定流速。
使用具體公式的解釋如下。
設(shè)f(Hz)為渦流頻率,d(m)為渦流發(fā)生器的代表長度,v(m/s)為流速,則
f = S?v/d
公式成立。其中 S 是比例常數(shù),稱為斯特勞哈爾數(shù)。這個數(shù)字是由旋渦脫落體的形狀和尺寸決定的。
流量 Q (m3/s) 由下式給出
Q = A?v = A?f?d/S = K?f
如果事先求出流量與頻率的比例常數(shù)K,則可由頻率求出流量。
實際的渦流發(fā)生器形狀包括三角形、平面和梯形,其中梯形被認為是最準(zhǔn)確的。渦流檢測法是用傳感器(壓電元件或半導(dǎo)體應(yīng)變片)將渦流產(chǎn)生的力檢測為電信號,用轉(zhuǎn)換器放大后,提取為脈沖信號或模擬信號?。
附加渦街流量計信息
1、渦街流量計直管長度
差壓流量計和科里奧利流量計也可用作測量管道中流體流量的儀器。差壓流量計結(jié)構(gòu)簡單,但缺點是測量精度有些低,而科里奧利流量計的缺點是可以使用的流體有限。
另一方面,渦街流量計測量由于設(shè)置在檢測部分的渦流發(fā)生物體下游產(chǎn)生的卡門渦流引起的壓力變化,并將其轉(zhuǎn)換為流量。渦街流量計可以測量液體、固體和氣體,具有設(shè)備簡單的特點。
與許多流量計一樣,為了進行更準(zhǔn)確的流量測量,測量裝置上游管道的直管段必須有一定的長度。使用渦街流量計,管道中的旋流和不均勻的流速分布會影響測量。因此,必要條件是流體必須是層流的。
由上可知,流量計的上游必須進行整流,閥門、溫度計、壓力表等不得伸入管道內(nèi)。所需直管的長度取決于管道的設(shè)計。
2、渦街流量計和蒸汽
差壓流量計通常用于測量蒸汽流量。差壓流量計具有簡單的機構(gòu),但流量精度不如其他流量計。
屆時,如果使用渦街流量計測量蒸汽,就可以高精度地測量流量。
在蒸汽的情況下,密度隨溫度和壓力而變化。渦街流量計不僅流量測量精度高,而且有些儀表還帶有溫度傳感器,可以轉(zhuǎn)換為質(zhì)量流量。
另外,由于鍋爐中的蒸汽主要是濕蒸汽,渦街流量計比差壓式流量計更合適。然而,由于這種濕蒸汽的溫度、壓力和干燥度的影響,渦街流量計的精度可能會下降。
蒸汽用渦街流量計在檢測部內(nèi)置了干燥度傳感器,可進行質(zhì)量流量換算。