渦街流量計與旋進流量計的比較研究

渦街流量計的原理
    渦街流量計是在流量計管道中，設置一滯流件，當流體流經(jīng)滯流件時，由于滯流件表面的滯流作用等原因，在其下游會產(chǎn)生兩列不對稱的旋渦，這些旋渦在滯流件的側(cè)后方分開，形成所謂的卡門（Karman）旋渦列，兩列旋渦的旋轉(zhuǎn)方向是相反的，卡門從理論上證明了當h/L=0.281（h為兩旋渦列之間的寬度，L為兩個相鄰旋渦間的距離）時，旋渦列是穩(wěn)定的，在此情況下，產(chǎn)生旋渦的頻率f與流量計管道中流體流速υ的關系為：
　　f =sv/d
　　v=df/s
　　式中 d ——圓柱形滯流件的直徑；
　　s——無量綱常數(shù)，稱為Strouhal數(shù)，與流體流動狀態(tài)的雷諾數(shù)Re有關。
　　流量計圓截面管道的雷諾數(shù)Re為：
　　式中 υ——流體的流速，m/s；
　　ρ——流體的密度，kg/m3；
　　μ——流體的動力粘度，(kg?m-1)/s。
　　而流體的流量：
　　Q=A *v

　　從上式可見，渦街流量計選型設計完畢，流量Q不僅與f有關，而且與雷諾數(shù)Re也有關。雷諾數(shù)Re是表征粘性流體流動特性的一個無量綱數(shù)，其物理意義是流體流動的慣性力與粘滯力的比值。因此，流體的流動狀態(tài)對渦街流量計的使用也有一定的影響。如果環(huán)境參數(shù)對流體流動狀態(tài)有影響也會影響到渦街流量計的使用性能。

 

旋進旋渦流量計原理：
    旋進旋渦流量計流量沿著軸向的流體流量傳感器入品時，在漩渦發(fā)生體的作用下，被強制圍繞中心線旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生漩渦流，漩渦流在文丘利管中旋進，到達收縮段突然節(jié)流后，使漩渦流加速，當通過擴散段時，漩渦中心沿一錐形螺旋線進動。此時，漩渦中心通過檢測點的進動頻率與流體的流速成正比。由壓電傳感器檢測到的漩渦流進動頻率信號經(jīng)放大、濾波、整形后轉(zhuǎn)換成流量值進行就地顯示或信號選擇。