漩渦式氣體質量流量（liàng）計測量原（yuán）理

隨著科學技術的發展,工業（yè）生產對流量測量的準確性要（yào）求越來越高,尤其是氣體和氣液兩相流的質量流量（liàng）測量,已經成為一項前沿性難題。單組分的氣（qì）體流量還有熱式質量流量計可以應用,而對於變組分的氣體質量測量目前（qián）尚無成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（jiē）原理基礎上而開發的。流量（liàng）計的核心是傳感（gǎn）器和雙通道信號檢測電路。

漩渦是一（yī）種流動現象,在充滿流體的管道中垂（chuí）直於流體流向（xiàng）插入一個漩渴發（fā）生體,當流體的流量增大到（dào）一定程度時,會在（zài）漩渦發生體（tǐ）的下遊側（cè）形成一係列的漩渦,並（bìng）且漩渦發（fā）生體（tǐ）兩側產生的漩（xuán）渦是周期交替出現的,如圖1所示。

當產生的穩定漩渦列（liè）滿足公式h=1.3b((h是兩渦列之間的距離（lí）)時,漩渦發生的頻率f與被測流體的流速之（zhī）間有以下關係:f=St*v1/b (1)式中:v為（wéi）漩（xuán）渦發生體兩側的平（píng）均流速;b為漩渦發生體迎流麵的ZUI大寬度;St為斯特勞哈（hā）爾（ěr）數(無量綱,漩渦發生體的形狀（zhuàng）確定後,在一定的雷諾數範圍內為常數)。此時,流過管（guǎn）道和漩渦發生體兩側（cè）的流體體積流量qv為:qv=A1*b/St*f  (2)式中:A1為（wéi）管道漩渦（wō）發生（shēng）體兩側的流通截麵積。

目前（qián）的漩渦流量（liàng）計就是采用上（shàng）述原理（lǐ）來（lái）測量流量的。伴隨著漩渦的產生,在漩渦發生體（tǐ）的周圍產（chǎn）生（shēng）循環流（liú）,當漩渦在發生體一側分離時,發生體受到的橫向變動升力FLf大小為：FLf=士CLf×0.5pv12So  (3)式中,CLf為橫向升力係數;p為被測流體密度;So為漩渦（wō）發生體在流動方向上（shàng）的投影麵積。

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

根據（jù）(4)式,當儀表係數K為常數時,FLf和f之商就表示（shì）被測流體的（de）質量流量qm。而（ér）在漩渦發生體的幾何形狀確定後（hòu）,b、So、CLf都是常數,當被（bèi）測流體的流速大到一定（dìng）程度時,St也為常數,故（gù）K是一常數。這就是漩渦式質（zhì）量流量計的測量原理（lǐ）詳細的實驗資料表明,CLf是雷諾數Re和漩渴發生體形狀的函數（shù）,如圖2所示,其中當漩渦發生體（tǐ）的形狀為梯形、矩形、三角形時,橫向升力係數分別為0.92,0.62,0.80。綜上所述,如果實現了f和FLf的測量,並（bìng）進行除法運算,就（jiù）能進（jìn）行質量流量的測量。

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