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（zhǔn）確性要求越（yuè）來越高,尤其是氣體（tǐ）和氣液（yè）兩相（xiàng）流的質量流量測量（liàng）,已經成為一項前沿性難題。單組分的氣體流量（liàng）還有熱式質（zhì）量流量計可以應用,而（ér）對於變組分的氣體質量測（cè）量（liàng）目前尚（shàng）無成熟的流量（liàng）計可以應（yīng）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和雙通道信號（hào）檢測電路。

漩渦是一種流動現象,在充（chōng）滿流體的（de）管道中垂直於流體流向插入一個漩渴發生體,當流體的流量（liàng）增大到一定程度時,會在漩渦發生體的下遊側形成一係列的漩（xuán）渦,並且漩渦發生體兩側產生的漩渦是周期交替出現的,如圖（tú）1所（suǒ）示。

當產生的穩定（dìng）漩（xuán）渦（wō）列滿足（zú）公式h=1.3b((h是兩渦列之間（jiān）的距離)時,漩渦發生的頻率f與被測流體的流速（sù）之間有以（yǐ）下關係:f=St*v1/b (1)式中:v為漩渦發生體兩側的平均流速;b為漩渦發生（shēng）體迎流麵的ZUI大寬（kuān）度;St為斯特勞哈爾數(無量綱,漩渦發生體的形狀確（què）定後,在一定的雷諾數範圍內為常數)。此時,流過管道和漩渦發（fā）生體兩側的流（liú）體體積流量qv為:qv=A1*b/St*f  (2)式中（zhōng）:A1為管道漩渦發生體兩側的流通（tōng）截麵積。

目前的漩渦流量計就（jiù）是采用上述原理來測量流量的。伴隨著漩（xuán）渦（wō）的（de）產生,在漩渦發生體的周圍產（chǎn）生循（xún）環流,當漩渦在發生體（tǐ）一側分離（lí）時,發生體受到的橫（héng）向變（biàn）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（xuán）渦發生體在流動方向（xiàng）上的投影麵積。

(3)式（shì）除以(1)式可以（yǐ）消掉一個公共變量p1,得出質（zhì）量流量qm:FLf/土bSoCLf/2St*pv1=Kpv1=Kqm 

根據(4)式,當（dāng）儀表係數K為（wéi）常數時,FLf和f之商（shāng）就表（biǎo）示被（bèi）測流體的質量流量qm。而在（zài）漩渦發生（shēng）體的幾何形（xíng）狀確（què）定（dìng）後,b、So、CLf都是常數,當被測流體的（de）流速大到一定程度時,St也為常數,故K是一常數。這就是漩渦（wō）式質量流量計的測量原（yuán）理（lǐ）詳（xiáng）細的實驗資料表明,CLf是雷諾數Re和漩渴發生體形狀（zhuàng）的函數,如圖2所示,其中當漩（xuán）渦發生體的形狀為梯形、矩形、三角形時,橫向（xiàng）升力係數分別為0.92,0.62,0.80。綜上所述,如果實（shí）現了f和FLf的測量,並進行除（chú）法運算,就能進行質量流量的測量。

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