化工仪表：涡街流量计工作原理
把一个非流线型阻流体垂直插入管道中，随着流体绕过阻流体流动，产生附面层分离现象，形成有规则的旋涡列，左右两侧旋涡的旋转方向相反。这种旋涡称为卡门涡街。生产旋涡分离的阻流体称为旋涡发生体。涡街流量计是根据旋涡脱离旋涡发生体的频率与流量之间的关系来测量流量的仪表。
1、卡门涡街的产生与现象
为说明卡门涡街的产生，我们来考虑粘性流体绕流圆柱体的流动。当流体速度很低时，流体在前驻点速度为零，来流沿圆柱左右两侧流动，在圆柱体前半部分速度逐渐增大，压力下降，后半部分速度下降，压力升高，在后驻点速度又为零．这时的流动与理想流体统流圆柱体相同，无旋涡产生，如图a所示 随着来流速度增加，圆柱体后半部分的压力梯度增大，引起流体附面层的分离，如图b所示．当来流的雷诺数re再增大，达到40左右时，由于圆柱体后半部附面层中的流体微团受到更大的阻滞，就在附面层的分离点s处产生一对旋转方面相反的对称旋涡。如图c所示。在一定的留诺数re范围内，稳定的卡门涡街的及旋涡脱落频率与流体流速成正比。
圆柱绕涡街产生示意图
2、旋涡发生体的基本结构
旋涡发生体形状有圆柱、三角往、t型柱、四角柱等，以下主要介绍圆柱与三角柱这两种型式。
(1)圆柱型旋涡发生体
虽然这种型式使用较早，但严格地说，在高流速下它的斯特罗哈数st并不稳定．因此，人们就将其改进成开狭缝或导压孔形式。
电容式三角柱旋涡发生体
圆柱旋涡发生器
1－导压孔；2－空腔；3－隔墙；4－铂缘
开导压孔的圆柱旋涡发生器如图所示。由于有导压孔存在，当旋涡发出的同时产生的交替升力使流体通过导压孔流动，产生一边吸入，一边吹出的效果．当流体附面层在圆柱表面开始分离时，在吸入一侧，分离被抑制；在吹出一例，分离则被促进发生．这样就可使流体分离点的位置固定下来，也就可以使斯特罗哈数st相对稳定。
（2）三角柱型旋涡发生体
目前采用较多的旋涡发生体是三角柱形的，其形状一般由实验确定．它不仅可以得到比圆柱更强烈的旋涡，而且它的边界层分离点是固定的，即其斯特罗哈数st相对恒定，大约为st＝0.16这样，涡频与流速的关系为f＝0.16 u／d，其中d为三角柱的底边宽度．形状可见下图：
流量计的种类很多，除了以上介绍的几种流量计外，还有许多类型的流量计，例如靶式流量汁，堰式流量计，漩涡流量计等。
随着工业生产自动化水平的提高。许多新的流量测量方法也日益被人们重视和采用，例如超声波，激光，x—射线及核磁共振等逐渐应用到工业生产中，成为目前较新的流量测量技术。
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开导压孔的圆柱旋涡发生器如图所示。由于有导压孔存在，当旋涡发出的同时产生的交替升力使流体通过导压孔流动，产生一边吸入，一边吹出的效果．当流体附面层在圆柱表面开始分离时，在吸入一侧，分离被抑制；在吹出一例，分离则被促进发生．这样就可使流体分离点的位置固定下来，也就可以使斯特罗哈数st相对稳定。
（2）三角柱型旋涡发生体
目前采用较多的旋涡发生体是三角柱形的，其形状一般由实验确定．它不仅可以得到比圆柱更强烈的旋涡，而且它的边界层分离点是固定的，即其斯特罗哈数st相对恒定，大约为st＝0.16这样，涡频与流速的关系为f＝0.16 u／d，其中d为三角柱的底边宽度．形状可见下图：
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