低雷诺数涡街流量计

    根据卡曼涡街理论,只有当h/L =0.2806时(如图2一3所示),涡街才是稳定的,这是涡街流量计的最基本的条件。因为只有涡街稳定,才能有涡街流量计的正常工作。但是对于常规涡街流量计来说,还应有另一个重要条件,这就是在测量范围内,斯特劳哈尔数Sr(即仪表系数K)应保持恒定。卖际上,Sr和 K都是雷诺数ReD的函数。大量试验证明:当Red≥5000时,涡街流量计才进人可测量的区域;当Red≥20000时,涡街流量计才进人精确度保证区域。而对Red≤5000的区域,不仅Sr出现了严重的非线性,而且旋涡信号也非常微弱,检测起来也十分困难。低雷诺数涡街流量计,在低雷诺数区域取得突破。可把涡街流量计下限雷诺数降低到5000以下,并制造出DN18、DN25和DN32规格的系列产品,精确度达±1.5%.对于低雷诺数涡街流量计要解决的关键问题主要包括以下两方面:
    (1)保持Sr的恒定
    众所周知,当Red<2300时,管内的流动变成层流流动,流速分布也变成抛物线形层流速度分布。在这种情况下,旋涡可以稳定分离,但却不一定有恒定的Sr。为了使Sr恒定,必须使流速沿径向尽可能均匀。文献5中采用的方法是在靠近三角发生体的上游侧,增加一层金属丝网进行整流。该金属丝网能使靠近管道中心的较高流速的流体,由于受到较大阻力,而降低流速,则一部分转而从靠近管壁处流走,因而使靠近管壁处流速增大从而使流速分布趋于均匀;另一个重要措施是提高管壁的光洁度和同轴度。因为管壁越光滑越直,流速均匀分布范围就越大。由于金属丝网的整流作用,使测量管道的流速分布在很低Red的范围内都较均匀。在Red降到500时,仍能使Sr保持恒定。
    (2)提高检测元件的灵敏度
    采用如图10一9所示的压力检测技术。在发生体下游一定距离处,安装一个压力检测元件,检测旋涡震荡尾流的压力脉动信号。在低雷诺数状态下,采用压力检测方法有效地解决了涡街信号的检测问题。

涡街流量计

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