涡街流量计工作原理

一、涡街流量计工作原理

在流体中插入一物体时，流体流动受到影响，在障碍物的两侧就会交替地分离释放出两串旋涡，在下游形成互相平行的两个旋涡流，称为卡门涡街。障碍物就是旋涡发生体，它可以是三棱柱体，或者圆柱体。

旋涡的回旋方向，因所在旋涡流的不同而不同，，如图所示，在上边的一列旋涡流为顺时针方向旋转，在下边的一列则作逆时针旋转。由于旋涡之间相互作用，其旋涡流一般是不稳定的。但是理论和实验证明，当满足参数h/l=0.281（h为卡门涡街列的间隔，l为同列中旋涡的间隔）时，涡街是稳定的，并且单侧旋涡的分离释放频率f与流体流速v、旋涡发生体宽度d（三棱柱时为底宽，圆柱时为直径）的关系符合下式：

f=St*v/d

式中：St-斯特劳哈尔系数

St是雷诺数Re的函数，当Re=500～150000时，St=0.16（对三棱柱体）和St=0.2（对圆柱体）。在工业中检测的流速，实际上几乎都不超出这个范围。

由上式可见，旋涡的分离频率f只决定于介质流速和和旋涡发生体宽度之比，而不受温度、密度和粘度等影响，因此，对f进行检测，可以得到介质流速v，并由此求得介质的体积流量。

二、涡街流量计的优点

1.1　涡街流量计测量元件结构简单，性能可靠，使用寿命长，维护量小。

1.2　涡街流量计测量范围宽，量程比一般能达到1：10。

1.3　涡街流量计的体积流量不受被测流体压力、温度、密度或粘度等热工参数的影响，一般不需单独标定，可测量液体、气体和蒸汽的流量。

1.4　涡街流量内计无可动部件，也没有阻碍流体流动的节流部件，因而造成的压力损失小。

1.5　涡街流量计精度较高，可达1.0%。

三、涡街流量计的使用注意事项

2.1　涡街流量计正常工作时，对流速下限有一定要求，所以选择流量计通径时不能根据原管道通径选择，而要考虑流体的粘度和密度，根据较小流量、较大流量、常用流量等来选择流量计的通径，而且要使常用流量处在可测量范围的20%以上。

2.2　涡街流量计出厂时厂家已经根据订货要求对流量计进行了参数设定，用户无需修改。但如果订购自带显示表头的涡街流量计，一是用户可以根据现场工况或在改变管道条件时对部分参数进行更为准确的设定，从而得到更准确的测量结果，二是用户可以直接在现场从表头读取瞬时流量和累积流量。

2.3　用户在表头设定的主要参数有：显示方式、流体类型（气体、液体和蒸汽）、流量单位、工况压力、工况温度、工况密度、标准状态压力、标准状态温度等，对于其他一些系统参数，除非有深刻准确的理解，一般不能随意改动。

2.4　涡街流量计是一种速度式流量计，因此所得的流量实际上是工况条件下的体积流量Qf。对于气体而言，有时为了便于比较或结算，需将Qf转换为标准状态下（0℃，1标准大气压）下的标准体积流量Qn，Qf和Qn的关系式为：

Qn=■×■×■×Qf　（Nm3）/h

式中：P-工况压力（MPa）；T-工况温度（℃）；K-偏差系数，和气体压力及气体种类有关。

四、涡街流量计安装注意事项

正确安装涡街流量计，才能得到准确的测量结果。

3.1　涡街流量计避免安装在温度变化很大、含腐蚀性气体、电磁干扰大的环境中。流量计应避开电动机、水泵等振动物体，安装在振动较小的管道上，若振动较大，则必须加设管道支撑。

3.2　注意安装时流量计上的方向箭头指示需与流体流动方向一致。

3.3　涡街流量计是速度式测量仪表，其测量精度受管道内流体速度分布规律变化的影响较大，为了保证准确测量，流量计前后要保证一定长度的直管段。

如果流量计上游有缩管，则上游侧的直管段长度至少为5D（D：流量计的标称内径）；如果流量计上游有扩管或者弯头，则上游侧的直管段长度至少为10D；阀门应该装在流量计的下游，如果阀门一定要装在流量计的上游，则上游侧的直管段长度至少为20D；流量计下游侧的直管段长度至少为5D。