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渦街流量計的基本結構

閱讀:1304        發布時間:2008-12-13

渦街流量計的基本結構

渦街流量計的基本結構

    在推導頻率與流速關系式時,使用了渦街的穩定條件:間隔比h,這說明旋渦產生的頻率受到一定的旋渦空間構造影響,而旋渦的空間結構與旋渦發生體的形狀有關.

    另外,在前面的討論中,我們還應該注意到:

    ①在上述推導過程中,均是在一維流動的條件下的.然而在圓管中的流動,是具有軸對稱分布的三維流動.

    ②在上流有管道存在的條件下,會有附加的流速分布畸變、旋流、波動等不穩定因素.

    上述兩點都會對旋渦的穩定性與規律性產生重要的影響.所以,在渦街現象發現以后的很長時間內,一直未能用來進行測量流量,除了信號檢測技術以外,上述兩點也是重要的原因.為了克服上述因素帶來的影響,必須對旋渦發生體形狀有一定要求,使管內的旋渦發生體處流動盡量接近二維流動,以控制三維流動中旋渦發生體發出的旋渦相位,使渦線彎曲變得極小.

    由此可見,旋渦發生體形狀對渦的發出有決定性的影響.

    1. 旋渦發生體形狀的基本要求

    旋渦發生體的形狀目前已有很多種式樣,但它們必須具有一些相同的基本要求:

    ①有鈍的(即非流線型的)截面形狀――這是產生旋渦的條件;

    ②上下截面形狀相同,并且左右對稱――流動接近二維流動的條件;

    ③邊界層分離點是固定的——斯特羅哈數St恒定的條件.

    同時,旋渦發生體在管道中的安裝位置必須嚴格對稱.旋渦發生體上游必須具有10D以上的直管,下游必須有5D的直管.

    2.旋渦發生體的基本結構

    旋渦發生體形狀有圓柱、三角往、T型柱、四角柱等,以下主要介紹圓柱與三角柱這兩種型式。

(1)圓柱型旋渦發生體

前面關于旋渦理論部分的內容就是以圓柱為例進行討論的。雖然這種型式使用較早,但嚴格地說,在高流速下它的斯特羅哈數St并不穩定.因此,人們就將其改進成開狹縫或導壓孔形式.

39   圓柱旋渦發生器                       310   電容式三角柱旋渦發生體

1-導壓孔;2-空腔;3-隔墻;4-鉑緣

開導壓孔的圓柱旋渦發生器如圖39所示.由于有導壓孔存在,當旋渦發出的同時產生的交替升力使流體通過導壓孔流動,產生一邊吸入,一邊吹出的效果.當流體附面層在圓柱表面開始分離時,在吸入一側,分離被抑制;在吹出一例,分離則被促進發生.這樣就可使流體分離點的位置固定下來,也就可以使斯特羅哈數St相對穩定.

    2)三角柱型旋渦發生體

    目前采用較多的旋渦發生體是三角柱形的,其形狀一般由實驗確定.它不僅可以得到比圓柱更強烈的旋渦,而且它的邊界層分離點是固定的,即其斯特羅哈數St相對恒定,大約為St016.這樣,渦頻與流速的關系為f016 ud,其中d為三角柱的底邊寬度.形狀可見圖310所示.

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