涡街流量计基于卡门涡街原理实现流量测量,其核心是通过检测漩涡频率间接换算流体流速,进而计算体积流量。当流体流经漩涡发生体时,会在其两侧交替产生规则漩涡,漩涡脱落频率与流体流速呈严格线性关系,这是换算的理论基础,换算公式及相关技术说明如下。
涡街流量计漩涡频率与流速的核心换算公式为:
f=St⋅v/d
其中各参数定义及单位规范如下:
f:漩涡脱落频率(单位:Hz),指单位时间内发生体一侧产生的漩涡数量;
St:斯特劳哈尔数(无因次量),由发生体形状、尺寸决定,为常数(标准三角柱发生体St≈0.16∼0.22,矩形柱St≈0.13∼0.17);
v:流体平均流速(单位:m/s),即管道截面内流体的平均流动速度;
d:漩涡发生体的特征尺寸(单位:m),通常取发生体迎流面宽度。
由核心公式可推导流速计算式:
v=f⋅d/St
该式是流量换算的关键。实际应用中,需先通过涡街流量计的检测单元(如压电传感器)捕捉漩涡频率f,结合仪表标定的St值和发生体特征尺寸d,即可精准计算出流体平均流速。需注意,St数仅与发生体形状相关,与流体流速、密度、粘度无关,这保证了换算的稳定性和准确性。
换算过程中需关注参数匹配:发生体特征尺寸d需与流量计标定值一致,擅自更改会导致换算误差;St数需根据发生体类型选取,常规工况下仪表出厂前已标定,无需现场调整。此外,流速换算需满足流体处于湍流状态(雷诺数Re≥2000),此时St数保持恒定,换算误差可控制在±1% 以内。
通过流速v可进一步计算体积流量:
Q=v × A
其中A为管道流通截面积(单位:m²),形成完整的流量测量链路。该换算方法简洁可靠,广泛应用于气体、液体的流量测量,适配工业循环水、化工介质、烟气等多种工况,是涡街流量计实现精准测量的核心技术支撑。 |