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渦街流量計的基本結構
來源:www.ageekr.com 日期:2017-02-04 22:05:26

  在推導頻率與流速關係式時,使用了渦街的穩定條件:間隔比h/  ,這說明旋渦產生的頻率受到一定的旋渦空間構造影響,而旋渦的空間結構與旋渦發生體的形狀有關.

  另外,在前麵的討論中,我們還應該注意到:

  ①在上述推導過程中,均是在一維流動的條件下的.然而在圓管中的流動,是具有軸對稱分布的三維流動.

  ②在上流有管道存在的條件下,會有附加的流速分布畸變、旋流、波動等不穩定因素.

  上述兩點都會對旋渦的穩定性與規律性產生重要的影響.所以,在渦街現象發現以後的很長時間內,一直未能用來進行測量流量,除了信號檢測技術以外,上述兩點也是重要的原因.為了克服上述因素帶來的影響,必須對旋渦發生體形狀有一定要求,使管內的旋渦發生體處流動盡量接近二維流動,以控製三維流動中旋渦發生體發出的旋渦相位,使渦線彎曲變得極小.

  由此可見,旋渦發生體形狀對渦的發出有決定性的影響.

  1. 旋渦發生體形狀的基本要求

  旋渦發生體的形狀目前已有很多種式樣,但它們必須具有一些相同的基本要求:

  ①有鈍的(即非流線型的)截麵形狀――這是產生旋渦的條件;

  ②上下截麵形狀相同,並且左右對稱――流動接近二維流動的條件;

  ③邊界層分離點是固定的——斯特羅哈數St恒定的條件.

  同時,旋渦發生體在管道中的安裝位置必須嚴格對稱.旋渦發生體上遊必須具有10倍D以上的直管,下遊必須有5倍D的直管.

  2.旋渦發生體的基本結構

  旋渦發生體形狀有圓柱、三角往、T型柱、四角柱等,以下主要介紹圓柱與三角柱這兩種型式。

  (1)圓柱型旋渦發生體

  前麵關於旋渦理論部分的內容就是以圓柱為例進行討論的。雖然這種型式使用較早,但嚴格地說,在高流速下它的斯特羅哈數St並不穩定.因此,人們就將其改進成開狹縫或導壓孔形式.

  1-導壓孔;2-空腔;3-隔牆;4-鉑緣

  開導壓孔的圓柱旋渦發生器如圖3-9所示.由於有導壓孔存在,當旋渦發出的同時產生的交替升力使流體通過導壓孔流動,產生一邊吸入,一邊吹出的效果.當流體附麵層在圓柱表麵開始分離時,在吸入一側,分離被抑製;在吹出一例,分離則被促進發生.這樣就可使流體分離點的位置固定下來,也就可以使斯特羅哈數St相對穩定.

  (2)三角柱型旋渦發生體

  目前采用較多的旋渦發生體是三角柱形的,其形狀一般由實驗確定.它不僅可以得到比圓柱更強烈的旋渦,而且它的邊界層分離點是固定的,即其斯特羅哈數St相對恒定,大約為St=0.16.這樣,渦頻與流速的關係為f=0.16 u/d,其中d為三角柱的底邊寬度.形狀可見圖3-10所示.

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