OKANO岡野 什么是渦街流量計(jì)
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什么是渦街流量計(jì)?
渦街流量計(jì)是一種利用卡門(mén)渦流的流量計(jì)。
卡門(mén)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(mén)渦旋”,是因?yàn)樗怯晌锢韺W(xué)家卡門(mén)從理論上闡明的。
渦街流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且堅(jiān)固耐用。主要特點(diǎn)是精度高、流量范圍廣、與多種流體兼容。
渦街流量計(jì)的應(yīng)用
渦街流量計(jì)的主要用途有:
- 蒸汽管道流量測(cè)量
- 收集引流體積的測(cè)量
- 鍋爐給水測(cè)量
- 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制
- 冷卻器冷卻水流量控制
渦街流量計(jì)可以測(cè)量氣體、液體和蒸汽,因此可以用于任何流量測(cè)量場(chǎng)景。
重要的是選擇合適的直徑來(lái)產(chǎn)生渦流,因?yàn)槌钱a(chǎn)生渦流,否則無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。低流量范圍內(nèi)不再出現(xiàn)卡門(mén)渦流,無(wú)法測(cè)量流量。
渦街流量計(jì)原理
渦街流量計(jì)通過(guò)計(jì)算卡門(mén)渦流來(lái)測(cè)量流量。
由于卡門(mén)渦流的頻率與流速成正比,因此可以通過(guò)在管道中放置產(chǎn)生渦流的障礙物并計(jì)算產(chǎn)生的渦流來(lái)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(zhǎng)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(gè)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(shí)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(rèn)為是最準(zhǔn)確的。渦流檢測(cè)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(cè)為電信號(hào),用轉(zhuǎn)換器放大后,提取為脈沖信號(hào)或模擬信號(hào)?。
附加渦街流量計(jì)信息
1、渦街流量計(jì)直管長(zhǎng)度
差壓流量計(jì)和科里奧利流量計(jì)也可用作測(cè)量管道中流體流量的儀器。差壓流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但缺點(diǎn)是測(cè)量精度有些低,而科里奧利流量計(jì)的缺點(diǎn)是可以使用的流體有限。
另一方面,渦街流量計(jì)測(cè)量由于設(shè)置在檢測(cè)部分的渦流發(fā)生物體下游產(chǎn)生的卡門(mén)渦流引起的壓力變化,并將其轉(zhuǎn)換為流量。渦街流量計(jì)可以測(cè)量液體、固體和氣體,具有設(shè)備簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。
與許多流量計(jì)一樣,為了進(jìn)行更準(zhǔn)確的流量測(cè)量,測(cè)量裝置上游管道的直管段必須有一定的長(zhǎng)度。使用渦街流量計(jì),管道中的旋流和不均勻的流速分布會(huì)影響測(cè)量。因此,必要條件是流體必須是層流的。
由上可知,流量計(jì)的上游必須進(jìn)行整流,閥門(mén)、溫度計(jì)、壓力表等不得伸入管道內(nèi)。所需直管的長(zhǎng)度取決于管道的設(shè)計(jì)。
2、渦街流量計(jì)和蒸汽
差壓流量計(jì)通常用于測(cè)量蒸汽流量。差壓流量計(jì)具有簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu),但流量精度不如其他流量計(jì)。
屆時(shí),如果使用渦街流量計(jì)測(cè)量蒸汽,就可以高精度地測(cè)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(jì)不僅流量測(cè)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(jì)比差壓式流量計(jì)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(jì)的精度可能會(huì)下降。
蒸汽用渦街流量計(jì)在檢測(cè)部?jī)?nèi)置了干燥度傳感器,可進(jìn)行質(zhì)量流量換算。