中能仪表讲述涡街流量计的原理
1.涡街流量计的稳定条件
并非在任何条件下产生的涡街都是稳定的.
2.涡街流量计的产生与现象
在一定的雷诺数Re范围内.稳定的卡门涡街的旋涡脱落频率与流体流速成正比.
随着来流速度增加,圆柱体后半部分的压力梯度增大,引起流体附面层的分离.当来流的雷诺数R.再增大,达到40左右时,由于圆柱体后半部附面层中的流体微团受到更大的阻滞,就在附面层的分离点S处产生一对旋转方面相反的对称旋涡.
为说明卡门涡街的产生,我们来考虑粘性流体绕流圆柱体的流动.当流量计中流体速度很低时,流体在前驻点速度为零,来流沿涡街流量计圆柱左右两侧流动,在圆往体前半部分速度逐渐增大,压力下降,后半部分速度下降,压力升高,在后驻点速度又为零.这时的流动与理想流体绕流圆柱休相同,无旋涡产生.
3.涡街流量计流体振动原理
当涡街在旋祸发生体下游形成以后,仔细观察其运动,可见它一面以速度u-u1,平行于轴线运动,另外还在与轴线垂直方向上振动.这说明流休在产生旋涡的同时还受到一个垂直方向上力的作用.下面讨论这个垂直方向上力的产生原因及计算方法.
同前讨论,假定来流是无旋的,根据汤姆生定律:沿封闭流动流线的环童不随时间而改变.那么,当在旋涡发生体右(或左)下方产生一个旋涡以后,必须在其它地方产生一个相反的环徽,以使合环盆为零.这个环里就是旋涡发生体周围的环流.根据茹科夫斯荃的升力定理,由于这个环盆的存在,会在旋涡发生体上产生一个升力,该升力垂直于来旅方向. 涡街流量计运动速度
4.为了导出旋涡脱落频率与流速之间的关系,首先要得到涡街流量计本身的运动速度u.为便于讨论,我们假定在涡街流量计中旋涡发生体上游的来源是无旋,稳定的流动,即其速度环量为零.从汤姆生定理可知,在旋涡发生体下游所产生的两列对应旋祸的速度环量r,必然大小相等,方向相反,其合环量为零.由于潜水电磁流量计中对应两涡的旋向相反,速度环量大小相等,所以在整个涡群的相互作用下,涡街将以一个稳定的速度u,向上游运动.
推荐产品:电磁流量计,压力变送器,孔板流量计,V锥型流量计,超声波流量计,涡街流量计,涡轮流量计,表面热电偶.