涡街流量计交流会

涡街流量计交流会第一页，共二十一页，2022年，8月28日涡街流量计定义涡街流量计的分类涡街流量计原理卡门涡街优点及缺点品牌介绍讨论第二页，共二十一页，2022年，8月28日在流体中安放一个非流线型旋涡发生体，使流体在发生体两侧交替地分离，释放出两串规则地交错排列的旋涡，且在一定范围内旋涡分离频率与流量成正比的流量计。第三页，共二十一页，2022年，8月28日按传感器连接方式分为法兰型和夹装型。按检测方式分为热敏式、应力式、电容式、应变式、超声式、振动体式、光电式和光纤式等。按用途分为普通型、防爆型、高温型、耐腐型、低温型、插入式和汽车专用型等。按传感器与转换器组成分为一体型和分离型。按测量原理分为体积流量计、质量流量计。

第四页，共二十一页，2022年，8月28日第五页，共二十一页，2022年，8月28日第六页，共二十一页，2022年，8月28日在流体中设置三角柱型旋涡发生体，则从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡门旋涡，如右图所示，旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。第七页，共二十一页，2022年，8月28日涡街流量计是根据卡门（Karman）涡街原理测量气体、蒸汽或液体的体积流量、标况的体积流量或质量流量的体积流量计。第八页，共二十一页，2022年，8月28日冯·卡门（TheodorevonKármán1881~1963）是美藉匈牙利力学家，近代力学的奠基人之一，1881年5月11日生于匈牙利布达佩斯，1963年5月7日卒于德国亚琛。第九页，共二十一页，2022年，8月28日卡门涡街是流体力学中重要的现象，在自然界中常可遇到，在一定条件下的定常来流绕过某些物体时，物体两侧会周期性地脱落出旋转方向相反、排列规则的双列线涡，经过非线性作用后，形成卡门涡街。如水流过桥墩，风吹过高塔、烟囱、电线等都会形成卡门涡街。卡门涡街有一些很重要的应用，因此有必要了解其研究历史及有关的应用情况。第十页，共二十一页，2022年，8月28日卡门涡街又称:卡门漩涡或卡尔曼涡旋。流体绕过非流线形物体时，物体尾流左右两侧产生的成对的、交替排列的、旋转方向相反的反对称涡旋。卡门涡街是粘性不可压缩流体动力学所研究的一种现象。流体绕流高大烟囱、高层建筑、电线、油管道和换热器的管束时都会产生卡门涡街。1911年，德国科学家T.von卡门从空气动力学的观点找到了这种涡旋稳定性的理论根据。对圆柱绕流，涡街的每个单涡的频率f与绕流速度v成正比

卡门涡街与圆柱体直径d成反比，即。Sr是斯特劳哈尔数，它主要与雷诺数有关。第十一页，共二十一页，2022年，8月28日当漩涡不断增长，摆动加强，不稳定的对称旋涡破碎时，会形成周期性的交替脱落的卡门涡街。研究表明，卡门涡街大多数情况下是不稳定的，通过计算，卡门涡街的稳定条件是h/l=0.281，此时Re=150。第十二页，共二十一页，2022年，8月28日研究表明，在Re=200~15000的范围内，圆柱体后面的漩涡不断周期性均匀脱落，漩涡的脱落频率f与来流速度U成正比，与圆柱体直径d成反比。而当Re>1000时，斯特劳哈尔数近似等于常数0.21。此时脱落频率f与来流速度成正比，涡街流量计就是根据这一原理，通过测出流场中绕流圆柱体的漩涡的脱落频率，从而测量出流速和流量。第十三页，共二十一页，2022年，8月28日

卡门涡街交替脱落时会产生振动，并发出声响效应，这种声响是由于卡门涡街周期性脱落时引起的流体中的压强脉动所造成的声波，如日常生活中所听到的风吹电线的风鸣声就是涡街脱落引起的。第十四页，共二十一页，2022年，8月28日如果涡街的交替脱落频率与物体的声学驻波频率相重合，还会出现共振。工业上的预热器、锅炉等多由圆管组成，流体绕流圆管时，卡门涡街的交替脱落会引起预热器箱中气柱的振动，如果涡街的交替脱落频率与物体的声学驻波频率相重合，就会引发声学共振，使管箱激烈振动，严重时，预热器管箱振鼓错开，甚至破裂。如果改变管箱和气体的固有频率，使之与卡门涡街的脱落频率错开，避免发生共振，则可防止设备的破坏。第十五页，共二十一页，2022年，8月28日许多人认为，只有流体绕流圆柱体时才会产生卡门涡街，而事实上，只要发生边界层脱离，就可能出现卡门涡街，因此，有些设施，例如水下的建筑或者航空设备都做成流线型，以避免卡门涡街的破坏作用。第十六页，共二十一页，2022年，8月28日涡街流量计优点及缺点第十七页，共二十一页，2022年，8月28日结构简单而牢固，无可动部件，可靠性高，长期运行十分可靠安装简单，维修十分方便；检测传感器不直接接触介质，性能稳定，寿命长；输出是与流量成正比的脉冲信号，无零点漂移，精度高，并方便和计算机联网；测量范围宽，量程比可达1：10；压力损失较小，运行费用低，更具节能意义；在一定的雷诺数范围内，输出信号频率不受流体物理性质和组份变化影响，仪表系数仅与漩涡发生体的形状和尺寸有关测量流体的体积流量无需补偿，调换配件后无需重新标定仪表的系数。应用范围广，蒸汽、气体、液体的流量均可测量；检定周期为二年。

第十八页，共二十一页，2022年，8月28日涡街流量计不适用于低雷诺数(ReD≤2*104)测量，在高黏度、低流速、小口径情况下应用受到限制。管道有振动的场所应选用耐振检测方式的仪表。旋涡分离的稳定性受到流速分布畸变和旋转流的影响，应根据上游侧不同形式的阻流件配置足够长的直管段，一般可参照节流式差压流量计的直管段长度要求安装。仪表在脉动流、混相流中应用尚缺试验数据。与涡轮流量计相比，仪表系数较低，分辨率低，且口径越大越低，一般应用于中小口径(DN2