漩渦（wō）式氣體質量流量計測量原理

隨著科學技術的發展,工業生產對流量測量的準確性要求越（yuè）來越高,尤其是氣體和氣液兩相流的質（zhì）量流量測量,已經（jīng）成（chéng）為一項前沿性（xìng）難題。單組分的氣（qì）體流量還有熱式質量流（liú）量計可以應用,而（ér）對於（yú）變組分的氣體質量（liàng）測量目前尚無成（chéng）熟的流量計可以應用。漩渦式氣體質量流量計是在深入研究卡曼渦街原理基礎上而開發的。流量計的核心是傳感器（qì）和雙通道信號檢測電（diàn）路。

漩渦是一種流動現象,在充滿流體的管道中垂直於流（liú）體流向插入一個（gè）漩渴發生體,當流體的流量增大到一定（dìng）程度時,會在漩渦發生體的下遊側形成一係列的漩渦,並且漩渦（wō）發生體兩側產生的漩渦是周期交替出現的,如圖1所示。

當產生（shēng）的（de）穩定漩渦列滿足公式h=1.3b((h是兩渦列之間的距離)時,漩渦發生的頻率f與被測流（liú）體的流速之（zhī）間有以下關係:f=St*v1/b (1)式中:v為漩渦發（fā）生體兩側的平均流速;b為（wéi）漩渦發生體迎流麵的ZUI大寬度;St為斯（sī）特勞哈爾（ěr）數(無量綱,漩渦發生體的形狀確定後,在一（yī）定的雷諾數範圍內為（wéi）常數)。此時,流（liú）過管道（dào）和漩（xuán）渦發生體兩側的流體體（tǐ）積流量qv為:qv=A1*b/St*f  (2)式中:A1為管道漩渦發生體（tǐ）兩側的（de）流通截麵積。

目前的漩渦流量計就是采（cǎi）用上述原理來測量流量的。伴隨著漩渦的產生,在漩渦發生體的周圍產（chǎn）生循環流,當漩渦在發生體一側分離時,發生體受到的橫（héng）向變（biàn）動升力FLf大小為：FLf=士（shì）CLf×0.5pv12So  (3)式中,CLf為橫向升力係數;p為（wéi）被測流體密度;So為漩渦發生體在流動方向上的投影麵積。

(3)式除以(1)式可以消掉一個公（gōng）共變量p1,得出（chū）質量流量qm:FLf/土bSoCLf/2St*pv1=Kpv1=Kqm 

根據(4)式,當儀表係數K為（wéi）常數時,FLf和f之商就表示被（bèi）測流體的質量流量qm。而在漩渦發生體的幾（jǐ）何形狀（zhuàng）確定後,b、So、CLf都是常數,當被測流體的流速大到一定程度時,St也為常數,故（gù）K是一常數。這就是漩渦（wō）式質量流量計的測（cè）量原（yuán）理詳（xiáng）細的實驗資料表明,CLf是雷諾數Re和漩渴發生體形狀的（de）函數,如圖2所示,其中當漩渦發生體的形（xíng）狀為梯形、矩形、三角形時,橫向升力係（xì）數分（fèn）別為0.92,0.62,0.80。綜上所述,如果實（shí）現了f和FLf的測量,並進行（háng）除法（fǎ）運算,就能進行質量流量的測量。

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