OKANO冈野 什么是涡街流量计
什么是涡街流量计?
涡街流量计是一种利用卡门涡流的流量计。
卡门涡流是出现在流体流中物体(涡源)下游的涡街。之所以命名为“卡门涡旋”,是因为它是由物理学家卡门从理论上阐明的。
涡街流量计结构简单且坚固耐用。主要特点是精度高、流量范围广、与多种流体兼容。
涡街流量计的应用
涡街流量计的主要用途有:
- 蒸汽管道流量测量
- 收集引流体积的测量
- 锅炉给水测量
- 汽车发动机控制
- 冷却器冷却水流量控制
涡街流量计可以测量气体、液体和蒸汽,因此可以用于任何流量测量场景。
重要的是选择合适的直径来产生涡流,因为除非产生涡流,否则无法进行测量。低流量范围内不再出现卡门涡流,无法测量流量。
涡街流量计原理
涡街流量计通过计算卡门涡流来测量流量。
由于卡门涡流的频率与流速成正比,因此可以通过在管道中放置产生涡流的障碍物并计算产生的涡流来确定流速。
使用具体公式的解释如下。
设f(Hz)为涡流频率,d(m)为涡流发生器的代表长度,v(m/s)为流速,则
f = S・v/d
公式成立。其中 S 是比例常数,称为斯特劳哈尔数。这个数字是由旋涡脱落体的形状和尺寸决定的。
流量 Q (m3/s) 由下式给出
Q = A・v = A・f・d/S = K・f
如果事先求出流量与频率的比例常数K,则可由频率求出流量。
实际的涡流发生器形状包括三角形、平面和梯形,其中梯形被认为是最准确的。涡流检测法是用传感器(压电元件或半导体应变片)将涡流产生的力检测为电信号,用转换器放大后,提取为脉冲信号或模拟信号 。
附加涡街流量计信息
1、涡街流量计直管长度
差压流量计和科里奥利流量计也可用作测量管道中流体流量的仪器。差压流量计结构简单,但缺点是测量精度有些低,而科里奥利流量计的缺点是可以使用的流体有限。
另一方面,涡街流量计测量由于设置在检测部分的涡流发生物体下游产生的卡门涡流引起的压力变化,并将其转换为流量。涡街流量计可以测量液体、固体和气体,具有设备简单的特点。
与许多流量计一样,为了进行更准确的流量测量,测量装置上游管道的直管段必须有一定的长度。使用涡街流量计,管道中的旋流和不均匀的流速分布会影响测量。因此,必要条件是流体必须是层流的。
由上可知,流量计的上游必须进行整流,阀门、温度计、压力表等不得伸入管道内。所需直管的长度取决于管道的设计。
2、涡街流量计和蒸汽
差压流量计通常用于测量蒸汽流量。差压流量计具有简单的机构,但流量精度不如其他流量计。
届时,如果使用涡街流量计测量蒸汽,就可以高精度地测量流量。
在蒸汽的情况下,密度随温度和压力而变化。涡街流量计不仅流量测量精度高,而且有些仪表还带有温度传感器,可以转换为质量流量。
另外,由于锅炉中的蒸汽主要是湿蒸汽,涡街流量计比差压式流量计更合适。然而,由于这种湿蒸汽的温度、压力和干燥度的影响,涡街流量计的精度可能会下降。
蒸汽用涡街流量计在检测部内置了干燥度传感器,可进行质量流量换算。