在特定的活动条件下,一部分流体动能会转化为流体振荡,其振荡频率与流速(流量)有确认的比例联系,依据这种原理作业的流量计称为流体振荡流量计。现在流体振荡流量计有三类:涡街流量计、旋进(旋涡进动)流量计和射流流量计。涡街流量计具有以下一些特色:
①输出为脉冲频率,其频率与被测流体的实践体积流量成正比,不受流体组分、密度、压力、温度的影响;
②丈量规模宽,一般规模度可达10:1以上;
③精确度为中上水平;
④无可动部件,可靠性高;
⑤结构简略结实,装置便利,保护费较低;
⑥使用规模广泛,可适用液体、气体和蒸汽。
涡街流量计的作业原理
在流体中设置旋涡产生体(阻流体),从旋涡产生体两边替换地产生有规矩的旋涡,这种旋涡称为卡曼涡街(见图1),旋涡列在旋涡产生体下流非对称地摆放。依据卡曼涡街原理,有如下联系式:f=SrU1/d=SrU/md
式中,m为旋涡产生体两边弓形面积与管道横截面面积之比;D为表体通径;d为旋涡产生体迎面宽度;f为旋涡的产生频率;U1为旋涡产生体两边均匀流速;Sr为斯特劳哈尔数;U为被测介质流的均匀速度。
图1 卡曼涡街
K除与旋涡产生体、管道的几许尺度有关外,还与斯特劳哈尔数有关。斯特劳哈尔数为无量纲参数,它与旋涡产生体形状及雷诺数有关,图2为圆柱状旋涡产生体的斯特劳哈尔数与管道雷诺数的联系图。由图2可见,在ReD=2×104~7×106的规模内,Sr可视为常数,这是外表正常作业规模。当丈量气体流量时,涡街流量计的流量计算式为: 式中,qVn、qV分别为规范状态下(0℃或20℃,101.325kPa)和工况下的体积流量; Pn、P分别为规范状态下和工况下的肯定压力;Tn、T分别为规范状态下和工况下的热力学温度;Zn、Z分别为规范状态下和工况下气体压缩系数。