涡街流量计的基本结构

2013-09-11 12:51:59来源: 21ic
在推导频率与流速关系式时,使用了涡街的稳定条件:间隔比h/ ,这说明旋涡产生的频率受到一定的旋涡空间构造影响,而旋涡的空间结构与旋涡发生体的形状有关.

另外,在前面的讨论中,我们还应该注意到:

①在上述推导过程中,均是在一维流动的条件下的.然而在圆管中的流动,是具有轴对称分布的三维流动.
②在上流有管道存在的条件下,会有附加的流速分布畸变、旋流、波动等不稳定因素.

上述两点都会对旋涡的稳定性与规律性产生重要的影响.所以,在涡街现象发现以后的很长时间内,一直未能用来进行测量流量,除了信号检测技术以外,上述两点也是重要的原因.为了克服上述因素带来的影响,必须对旋涡发生体形状有一定要求,使管内的旋涡发生体处流动尽量接近二维流动,以控制三维流动中旋涡发生体发出的旋涡相位,使涡线弯曲变得极小.

由此可见,旋涡发生体形状对涡的发出有决定性的影响.

1. 旋涡发生体形状的基本要求

旋涡发生体的形状目前已有很多种式样,但它们必须具有一些相同的基本要求:

①有钝的(即非流线型的)截面形状――这是产生旋涡的条件;
②上下截面形状相同,并且左右对称――流动接近二维流动的条件;
③边界层分离点是固定的——斯特罗哈数St恒定的条件.

同时,旋涡发生体在管道中的安装位置必须严格对称.旋涡发生体上游必须具有10倍D以上的直管,下游必须有5倍D的直管.

2.旋涡发生体的基本结构

旋涡发生体形状有圆柱、三角往、T型柱、四角柱等,以下主要介绍圆柱与三角柱这两种型式。

(1)圆柱型旋涡发生体

前面关于旋涡理论部分的内容就是以圆柱为例进行讨论的。虽然这种型式使用较早,但严格地说,在高流速下它的斯特罗哈数St并不稳定.因此,人们就将其改进成开狭缝或导压孔形式.


图1 圆柱旋涡发生器 图2 电容式三角柱旋涡发生体
1-导压孔;2-空腔;3-隔墙;4-铂缘

开导压孔的圆柱旋涡发生器如图1所示.由于有导压孔存在,当旋涡发出的同时产生的交替升力使流体通过导压孔流动,产生一边吸入,一边吹出的效果.当流体附面层在圆柱表面开始分离时,在吸入一侧,分离被抑制;在吹出一例,分离则被促进发生.这样就可使流体分离点的位置固定下来,也就可以使斯特罗哈数St相对稳定.

(2)三角柱型旋涡发生体

目前采用较多的旋涡发生体是三角柱形的,其形状一般由实验确定.它不仅可以得到比圆柱更强烈的旋涡,而且它的边界层分离点是固定的,即其斯特罗哈数St相对恒定,大约为St=0.16.这样,涡频与流速的关系为f=0.16 u/d,其中d为三角柱的底边宽度.形状可见图2所示.

关键字:涡街流量计  旋涡空间  测量流量

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2013/0911/article_7808.html
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