氧氣渦街流量計原理(li)

在流體(ti)中設置三角(jiao)柱型旋(xuan)渦(wo)發(fa)生體(ti)，則(ze)從旋(xuan)渦(wo)發(fa)生體(ti)兩側交(jiao)替地產生有規則(ze)的旋(xuan)渦(wo)，這種旋(xuan)渦(wo)稱(cheng)為(wei)卡門旋(xuan)渦(wo)，如右圖所示(shi)，旋(xuan)渦(wo)列(lie)在旋(xuan)渦(wo)發(fa)生體(ti)下(xia)游非對稱(cheng)地排(pai)列(lie)。

設旋渦的發生頻率為(wei)f，被(bei)測介質(zhi)平均流速為(wei) ，旋渦發生體(ti)迎流面寬度為(wei)d，表體(ti)通徑為(wei)D，即可(ke)得到以下關系式：

f=SrU1/d=SrU/md （1）

式中(zhong)　U1--旋渦發生(sheng)體兩側平(ping)均流速，m/s；

Sr--斯(si)特勞(lao)哈(ha)爾(er)數(shu)；

m--旋渦發生體兩側弓形面積(ji)與管道橫截面面積(ji)之比

管道內體積流量qv為(wei)

qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr (2)

K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 (3)

式中 K--流量計的儀表系數(shu)，脈沖數(shu)/m3（P/m3）。

K除與(yu)旋(xuan)渦發(fa)生體(ti)、管道(dao)的(de)幾何尺寸有關外，還與(yu)斯特(te)勞(lao)哈(ha)爾(er)數有關。斯特(te)勞(lao)哈(ha)爾(er)數為(wei)無量(liang)綱參數，它(ta)與(yu)旋(xuan)渦發(fa)生體(ti)形(xing)狀及(ji)雷諾(nuo)數有關，圖2所示為(wei)圓柱狀旋(xuan)渦發(fa)生體(ti)的(de)斯特(te)勞(lao)哈(ha)爾(er)數與(yu)管道(dao)雷諾(nuo)數的(de)關系(xi)圖。由圖可見(jian)，在ReD=2×104～7×106范圍(wei)內，Sr可視為(wei)常數，這是儀表正常工作范圍(wei)。當(dang)測量(liang)氣(qi)體(ti)流(liu)(liu)(liu)量(liang)時，VSF的(de)流(liu)(liu)(liu)量(liang)計(ji)算式為(wei)圖2 斯特(te)勞(lao)哈(ha)爾(er)數與(yu)雷諾(nuo)數關系(xi)曲線式中 qVn，qV--分(fen)別為(wei)標準狀態下（0oC或20oC，101.325kPa）和(he)工況(kuang)下的(de)體(ti)積流(liu)(liu)(liu)量(liang)，m3/h；

Pn，P--分別(bie)為標準狀(zhuang)態下(xia)和(he)工況下(xia)的壓力，Pa；

Tn，T--分別為標準狀態下和(he)工況(kuang)下的熱力學溫度，K；

Zn，Z--分別(bie)為(wei)標準狀(zhuang)態下和工況下氣體壓縮(suo)系數。

由上(shang)式可見(jian)，VSF輸出的(de)脈沖頻(pin)率信(xin)號(hao)不受流(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)物性和組分變化的(de)影(ying)響，即(ji)儀表系數在一定雷諾(nuo)數范圍(wei)內僅與旋渦發(fa)生體(ti)及管(guan)道(dao)的(de)形狀尺寸等有關。但是(shi)(shi)作為流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)計(ji)在物料(liao)平(ping)衡及能源計(ji)量(liang)(liang)(liang)(liang)中需檢測質量(liang)(liang)(liang)(liang)流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)，這時流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)計(ji)的(de)輸出信(xin)號(hao)應同時監(jian)測體(ti)積流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)和流(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)密度，流(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)物性和組分對流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)計(ji)量(liang)(liang)(liang)(liang)還是(shi)(shi)有直(zhi)接(jie)影(ying)響的(de)。

氧氣渦街流量計便是依據卡門旋渦(wo)原(yuan)理(li)進行封(feng)閉管道流(liu)(liu)(liu)體流(liu)(liu)(liu)量(liang)測(ce)量(liang)的(de)新(xin)型流(liu)(liu)(liu)量(liang)計。因(yin)其具有良(liang)好的(de)介質(zhi)適應(ying)能力，無需溫度壓(ya)力補(bu)償即可(ke)直(zhi)接測(ce)量(liang)蒸汽(qi)、空氣、氣體、水、液(ye)體的(de)工況體積(ji)流(liu)(liu)(liu)量(liang)，配備溫度、壓(ya)力傳感(gan)器可(ke)測(ce)量(liang)標況體積(ji)流(liu)(liu)(liu)量(liang)和質(zhi)量(liang)流(liu)(liu)(liu)量(liang)，是節流(liu)(liu)(liu)式流(liu)(liu)(liu)量(liang)計的(de)理(li)想(xiang)替代產品。

為提高(gao)(gao)渦街流(liu)量計(ji)的耐高(gao)(gao)溫及(ji)抗振動(dong)性能，我(wo)公司新近開發出了(le)改(gai)進型(xing)渦街流(liu)量傳(chuan)感器(qi)，因(yin)其*的結(jie)構和選材(cai)使該傳(chuan)感器(qi)可在(zai)高(gao)(gao)溫（350℃）、強振動(dong)（≤1g）的惡劣工況下使用。

在(zai)實際(ji)應用(yong)中，往(wang)往(wang)大(da)流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)遠(yuan)低于儀表(biao)(biao)的(de)(de)(de)上限值(zhi)，隨著負荷的(de)(de)(de)變(bian)化，小流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)又往(wang)往(wang)會低于儀表(biao)(biao)的(de)(de)(de)下(xia)限值(zhi)，儀表(biao)(biao)并非工(gong)(gong)(gong)作在(zai)它的(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)作段(duan)(duan)，為(wei)了(le)解(jie)決(jue)這(zhe)一問題，通常(chang)采用(yong)在(zai)測量(liang)(liang)處縮徑(jing)(jing)(jing)提高測量(liang)(liang)處的(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)(liu)速，并選用(yong)較小口徑(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)儀表(biao)(biao)以(yi)利于儀表(biao)(biao)的(de)(de)(de)測量(liang)(liang)，但是(shi)這(zhe)種變(bian)徑(jing)(jing)(jing)方(fang)式必須在(zai)變(bian)徑(jing)(jing)(jing)管(guan)與儀表(biao)(biao)間有長(chang)度為(wei)15D以(yi)上的(de)(de)(de)直管(guan)段(duan)(duan)進行整流(liu)(liu)(liu)(liu)，使加工(gong)(gong)(gong)、安(an)裝都不方(fang)便。我公司研制的(de)(de)(de)縱斷面形(xing)狀為(wei)圓(yuan)弧的(de)(de)(de)LGZ變(bian)徑(jing)(jing)(jing)整流(liu)(liu)(liu)(liu)器，具有整流(liu)(liu)(liu)(liu)、提高流(liu)(liu)(liu)(liu)速及改變(bian)流(liu)(liu)(liu)(liu)速分布多重作用(yong)，其結構尺寸(cun)小，僅(jin)為(wei)工(gong)(gong)(gong)藝管(guan)內徑(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)1/3，與渦街流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)計作成一體，不僅(jin)不需要另外附加一段(duan)(duan)直管(guan)段(duan)(duan)，還可以(yi)降低對(dui)工(gong)(gong)(gong)藝管(guan)直管(guan)段(duan)(duan)的(de)(de)(de)要求，安(an)裝非常(chang)方(fang)便。