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渦街流量汁的概述

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在特定的流動(dòng)條件下,一部分流體動(dòng)能轉(zhuǎn)化為流體振動(dòng),其振動(dòng)頻率與流速(流量)有確定的比例關(guān)系,依據(jù)這種原理工作的流量計(jì)稱為流體振動(dòng)流量計(jì)。目前流體振動(dòng)流量計(jì)有三類:渦街流量計(jì)、旋進(jìn)(旋渦進(jìn)動(dòng))流量計(jì)和射流流量計(jì)。流體振動(dòng)流量計(jì)具有以下一些特點(diǎn):
  1)輸出為脈沖頻率,其頻率與被測(cè)流體的實(shí)際體積流量成正比,它不受流體組分、密度、壓力、溫度的影響;
  2)測(cè)量范圍寬,一般范圍度可達(dá)101以上;
  3)度為中上水平;
  4)無(wú)可動(dòng)部件,可靠性高;
  5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固,安裝方便,維護(hù)費(fèi)較低;
  6)應(yīng)用范圍廣泛,可適用液體、氣體和蒸氣。
  本文僅介紹渦街流量汁(以下簡(jiǎn)稱VSF或流量計(jì))。
  VSF是在流體中安放一根(或多根)非流線型阻流體(bluff body),流體在阻流體兩側(cè)交替地分離釋放出兩串規(guī)則的旋渦,在一定的流量范圍內(nèi)旋渦分離頻率正比于管道內(nèi)的平均流速,通過(guò)采用各種形式的檢測(cè)元件測(cè)出旋渦頻率就可以推算出流體的流量。
  早在1878年斯特勞哈爾(Strouhal)就發(fā)表了關(guān)于流體振動(dòng)頻率與流速關(guān)系的文章,斯特勞哈爾數(shù)就是表示旋渦頻率與阻流體特征尺寸,流速關(guān)系的相似準(zhǔn)則。人們?cè)缙趯?duì)渦街的研究主要是防災(zāi)的目的,如鍋爐及換熱器鋼管固有頻率與流體渦街頻率合拍將產(chǎn)生共振而破壞設(shè)備。渦街流體振動(dòng)現(xiàn)象用于測(cè)量研究始于20世紀(jì)50年代,如風(fēng)速計(jì)和船速計(jì)等。60年代末開(kāi)始研制封閉管道流量計(jì)--渦街流量計(jì),誕生了熱絲檢測(cè)法及熱敏檢測(cè)法VSF7080年代渦街流量計(jì)發(fā)展異常迅速,開(kāi)發(fā)出眾多類型阻流體及檢測(cè)法的渦街流量計(jì),并大量生產(chǎn)投放市場(chǎng),像這樣在短短幾年時(shí)間內(nèi)就達(dá)到從實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)到批量生產(chǎn)過(guò)程的流量計(jì)還*。
  我國(guó)VSF的生產(chǎn)亦有飛速發(fā)展,全國(guó)生產(chǎn)廠達(dá)數(shù)十家,這種生產(chǎn)熱潮國(guó)外亦未曾有過(guò)。應(yīng)該看到,VSF尚屬發(fā)展中的流量計(jì),無(wú)論其理論基礎(chǔ)或?qū)嵺`經(jīng)驗(yàn)尚較差。至今zui基本的流量方程經(jīng)常引用卡曼渦街理論,而此理論及其一些定量關(guān)系是卡曼在氣體風(fēng)洞(均勻流場(chǎng))中實(shí)驗(yàn)得出的,它與封閉管道中具有三維不均勻流場(chǎng)其旋渦分離的規(guī)律是不一樣的。至于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)更是需要通過(guò)長(zhǎng)期應(yīng)用才能積累。一般流量計(jì)出廠校驗(yàn)是在實(shí)驗(yàn)室參考條件下進(jìn)行的,在現(xiàn)場(chǎng)偏離這些條件不可避免。工作條件的偏離到底會(huì)帶來(lái)多大的附加誤差至今在標(biāo)準(zhǔn)及生產(chǎn)廠資料中尚不明確。這些都說(shuō)明流量計(jì)的迅速發(fā)展需求基礎(chǔ)研究工作必須跟上,否則在實(shí)用中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些預(yù)料不到的問(wèn)題,這就是用戶對(duì)VSF存在一些疑慮的原因,它亟需探索解決。
  VSF已躋身通用流量計(jì)之列,無(wú)論國(guó)內(nèi)外皆已開(kāi)發(fā)出多品種。全系列、規(guī)格齊全的產(chǎn)品,對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)化工作亦很重視,流量計(jì)存在一些問(wèn)題是發(fā)展中的正常現(xiàn)象。

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