涡街流量计的原理是什么
涡街流量计,作为一种广泛应用于工业生产、能源计量和环保监测等领域的流量测量仪表,其原理独特,测量精度高,具有无阻流元件、安装维护方便等优点。本文将详细介绍涡街流量计的原理、结构及特点。
一、涡街流量计的原理
涡街流量计的工作原理基于卡门涡街效应。当流体通过一个与管道轴线垂直的、具有一定形状和尺寸的旋涡发生体(又称斯特劳哈尔体)时,会在旋涡发生体的下游形成有规律的、交替出现的涡街。这种涡街的频率与流体的流速成正比,与旋涡发生体的形状和尺寸有关,而与流体的密度无关。
具体来说,涡街流量计的原理如下:
流体通过旋涡发生体时,旋涡发生体对流体产生阻力,使得流体在旋涡发生体下游形成涡街。
涡街的频率与流体的流速成正比,即涡街频率f与流速v的关系为:f = Stv,其中St为斯特劳哈尔数,其值与旋涡发生体的形状和尺寸有关。
涡街流量计通过测量涡街的频率,计算出流体的流速,进而根据流量公式Q = Av,其中A为管道横截面积,得到流体的流量。
二、涡街流量计的结构
涡街流量计主要由以下几部分组成:
旋涡发生体:旋涡发生体是涡街流量计的核心部件,其形状和尺寸对测量精度有重要影响。常见的旋涡发生体有三角形、V形、圆形等。
涡街传感器:涡街传感器用于检测涡街的频率,常见的涡街传感器有电容式、压电式、电磁式等。
变送器:变送器将涡街传感器的输出信号转换为标准信号,如4-20mA电流信号或0-5V电压信号,以便于与上位机或其他设备进行通信。
管道:管道是流体的通道,其直径和长度对测量精度有影响。
辅助设备:如温度、压力传感器等,用于补偿流体参数变化对测量结果的影响。
三、涡街流量计的特点
测量精度高:涡街流量计的测量精度可达±0.5%,满足大多数工业生产、能源计量和环保监测等领域的需求。
测量范围广:涡街流量计的测量范围可达1:10~1:100,适用于各种流量测量场合。
无阻流元件:涡街流量计的测量原理无需在管道中安装阻流元件,对流体流动无干扰,适用于高速、高压流体的测量。
抗干扰能力强:涡街流量计对电磁干扰、温度、压力等外界因素具有较强的抗干扰能力。
安装维护方便:涡街流量计结构简单,安装维护方便,适用于各种复杂工况。
适用于多种流体:涡街流量计适用于气体、液体和蒸汽等多种流体的测量。
总之,涡街流量计以其独特的原理、优异的性能和广泛的应用领域,成为流量测量领域的重要仪表之一。随着我国工业生产的不断发展,涡街流量计在各个领域的应用将越来越广泛。
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