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乙烯流量计工作原理
(1)乙烯流量计工作原理
①卡门涡街
a.卡门涡街现象。1911年卡门(Kaman)提出卡门涡街理论，为振动式流量计奠定了理论基础。卡门在实验中发现，在流动流体中插人一根或多根迎流面为非线性流型的柱状物时，流体在柱状物的两侧交替地分离出两列规则的旋涡，这种现象称为卡门涡街现象。常见示例是当风吹户外的电话线时，在电话线后会有规则的声音.图2-39是卡门涡街现象及实际的涡街形状。
b.卡门涡街理论。卡门及其研究者指出，卡门涡街的分离频率f与流体流速u成正比与旋涡发生体柱体特征尺寸d成反比，即分离频率f与发生体的几何形状和尺寸、流体流速等有关。
②乙烯流量计工作原理
a.斯特劳哈尔(Strouhal)数。斯特劳哈尔数Sr用于描述当地惯性力与位移惯性力之比。与雷诺数Re类似，它是一个无量纲数.常用于描述卡门旋涡分离频率f与流体流速u场之间关系。即:
b.乙烯流量计工作原理.根据上式，乙烯流量计测量的流体流量qv为:
可见，被测流体流量qv与涡街分离频率f成正比，与仪表系数K成反比.流速u在一定雷诺数范围内，K呈现接近常数.图2-40是典型的仪表系数K与雷诺数Re的关系曲线。
对直径d的圆柱形旋涡发生体，旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比m可表示为:
式中，D是测量管内径，m。则仪表系数K可表示为:
c.标准乙烯流量计发生体。根据图2-41设计的标准涡街发生体(Takamoto, 1994)及其误差见表2-20
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标准值
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最大允许误差/%
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对仪表系数的影响/%
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W/D
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0.28
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0.1
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0.13
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H/D
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0.35
|
0.7
|
0.00
|
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h/D
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0.03
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6.6
|
0.13
|
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L/D
|
0.912
|
0.15
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0.08
|
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θ
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19°
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0.4°
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0.05
|
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水平(相对于管轴)
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0°
|
0.5°
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0.05
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垂直(相对于管道直径)
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0°
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0.3°
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0.06
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采用标准设计的涡街发生体，它的流通面积接近于孔板在径比0.65时的流通面积。
乙烯流量计性能参数
①压力损失
乙烯流量计的压力损失可用下式计算：
②仪表系数
乙烯流量计仪表系数K与涡街发生体的形状、大小、管径等结构参数有关外，还与斯
特劳哈尔数有关。在一定雷诺数范围内，斯特劳哈尔数接近常数.因此，应用时应确定是否满足雷诺数下限和上限要求。
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