涡街流量计应知应会培训.pdf

仪表人员培训 1 1 目 录 页 PART 01.工作原理 PART 02.结构组成与安装

PART 03.故障现象与处理 2 2

第一章 工作原理 3 3

卡门旋涡现象： 冯卡门漩涡(Von Karman vortices)通常称为卡门涡街，是流体力学中重要的现 象，在自然界中常可遇到，在一定条件下的定常来流绕过某些物体时，物体两侧 会周期性地脱落出旋转方向相反、排列规则的双列线涡，由于非线性作用，形成 “冯卡门漩涡”。如水流过桥墩，风吹过高塔、烟囱、电线等都会形成。 4

流量计测量基本原理： 在流体中设置旋涡发生体（阻流体），从旋涡发生体两侧 交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡门涡街，如左 图所示。旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。设旋涡 的发生频率为f，被测介质来流的平均速度为U，旋涡发生 体迎面宽度为d，表体通径为D，根据卡门涡街原理，有如 下关系式 f=S U /d=S U/md （1） t 1 t 式中： S --斯特劳哈尔数； t U --旋涡发生体两侧平均流速，m/s； 1 m--旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比。 5

流量计测量基本原理： 管道内体积流量Q 为 v 2 2 Q = πD U/4= πD mdf/4S (2) v t 2 -1 K=f/Q =[ πD md/4S ] (3) v t 式中: 3 3 K--流量计的仪表系数，脉冲数/m （P/m ）。 K除与旋涡发生体、管道的几何尺寸有关外，还与斯特劳哈 尔数有关。斯特劳哈尔数为无量纲参数，它与旋涡发生体 Re 形状及雷诺数有关，左图所示为圆柱状旋涡发生体的斯特 劳哈尔数与管道雷诺数的关系图。由图可见，在 斯特劳哈尔数与雷诺数关系曲线 4 6 Re=2×10 ～7×10 范围内，S 可视为常数，这是仪表正常 t 工作范围。 由式（3）可见，涡街流量计输出的脉冲频率信号不受流体 物