涡流计 | 涡流脱落, 流量测量

涡流计利用涡流脱落现象进行流量测量，广泛应用于工业领域。本文介绍其工作原理、优点及实际应用等内容。

涡流计 | 涡流脱落, 流量测量

在热工领域，涡流计是一种广泛应用于测量流体流量的仪器。它利用流体绕过障碍物产生的涡流（也称为卡门涡街现象）来测量流量。

涡流脱落原理

涡流脱落现象是由流体绕过固体物体时产生的定期漩涡形成的。这些漩涡通常在物体下游交替出现。当流体的流动速度达到一定值时，障碍物两侧的流体将会脱离物体而形成涡流。这个过程会产生一个周期性的压力变化。

当流体（如空气或水）遇到障碍物（如柱体）时，障碍物后方会形成漩涡。

这些漩涡在障碍物两侧交替出现，形成为左右旋转的涡流对。

涡流脱落的频率f与流体的流速v和障碍物的特征尺寸d有关，满足斯特劳哈尔数(St)关系：\(St = \frac{f * d}{v}\)

涡流计的工作原理

涡流计通过检测涡流脱落频率来测量流体的流量。一般使用传感器将涡流形成的压力变化或振动信号转化成电信号，从而计算流体流速。

流体流经涡流发生器（通常是柱体或棱柱形障碍物）时产生涡流街。

涡流在下游脱落时产生的压力或速度波动被传感器检测到。

传感器将波动信号转化为电信号，计算出涡流脱落频率f。

根据斯特劳哈尔数公式，利用已知的障碍物尺寸d和测得的涡流脱落频率f，计算出流体流速v，然后可以得到流量Q：

公式如下：
\( Q = A * v \)
其中：
Q = 流量
A = 管道的截面积
v = 流体流速

应用领域

涡流计由于其结构简单、无活动部件、长期稳定性好等优点，广泛应用于不同工业领域的流量测量，包括：

水处理系统

化工行业

石油和天然气工业

制药行业

食品和饮料制造业

总之，涡流计在实际应用中具有显著的优点，其基于涡流脱落原理的流量测量方法为各个行业的流体监测和控制提供了可靠的技术支持。