關鍵要點

• 渦街流量計廣泛用于過程工業，以測量體積和質量流量。 

• 渦旋脫落的頻率與液體通過流量計的速度之間存在直接關系，用于體積測量。 

• 在阻流體的每一側形成的交替渦流的重復模式稱為卡門渦街，渦流脫落的效果稱為馮卡門效應。

大多數這些行業中常用的一種測量流體體積流量的儀器是渦街流量計

氣體、液體和蒸汽的體積測量在包括化學、石化、化肥和鋼鐵行業以及熱電廠在內的各種行業中都是必不可少的。測量流體體積流量的常用儀器是渦街流量計。

渦街流量計可以測量不同的流體，例如壓縮空氣、液化氣、過熱蒸汽、溶劑、導熱油、飽和蒸汽、煙道氣、完全軟化水等等。

讓我們仔細看看渦街流量計的全部內容。

渦街流量計：基礎知識

渦街流量計廣泛用于過程工業，以測量體積和質量流量。這些儀表具有多種優勢： 

• 安裝簡單。

• 測量范圍廣。

• 對小流量變化高度敏感。

• 由于壓力和溫度變化的補償方案，性能卓越。

• 高精度測量。

• 沒有移動部件，需要較少的維護和修理。

• 故障概率較低。

渦街流量計利用了液體繞鈍體流動時的自然現象。渦街流量計的工作原理稱為“渦街流量計”。漩渦脫落是指漩渦或漩渦在物體的下游交替脫落。渦旋脫落的頻率與液體通過流量計的速度之間存在直接關系，用于體積測量。

接下來，我們將深入了解旋渦脫落過程。

渦流脫落期間會發生什么？

渦流脫落是西奧多·馮·卡門 (Theodor Von Karman) 發現的一種自然現象。當將阻流體或非流線型物體放置在快速流動的流道中時，流體會從物體分離到兩個下游側。當邊界層分離并卷回自身時，它還會形成渦流（也稱為渦流或漩渦）。渦流之間的間隔是恒定的，取決于阻流體的大小。

在阻流體的兩側，產生渦流并經歷更高的流體速度和更低的流體壓力。渦流的長度和大小隨著它向下游移動而增加。最終，它從虛張聲勢的物體上分離并脫落。隨后，在阻流體的另一側形成渦流。在鈍體兩側形成的交替渦流的重復模式稱為卡門渦街，渦流脫落效應稱為馮卡門效應。

渦街流量計設計

渦街流量計的主要部件是：

1. 虛張聲勢

鈍體是垂直于管道軸線放置的非流線型物體。管道通常由不銹鋼制成。通過管道，流體圍繞阻流體流動。如前所述，渦流的頻率與介質的速度成正比。該渦流脫落頻率用于確定體積質量流量。

St為斯特勞哈爾數，f為旋渦脫落頻率，v為流速，d為體寬。

1. 傳感器組件

使用傳感器組件記錄渦流在阻流體兩側產生的壓力和速度振蕩。傳感器產生線性數字輸出信號。 

1. 發射機

變送器用于將傳感器輸出轉換成4-20mA之間的電流信號。變送器將傳感器的零和滿量程讀數分別轉換為 4 和 20mA。

渦街流量計的類型

渦街流量計可根據其鈍體形狀進行分類。線性度、雷諾數限制和靈敏度等特性會根據鈍體形狀略有不同。典型的鈍體形狀包括 T 形、矩形、方形和梯形。

根據傳感器的類型，渦街流量計可分為：

1. 基于壓電式傳感器的流量計

2. 基于電容式傳感器的流量計 

渦流流量計中裝有內部和外部傳感器，用于檢測壓力振蕩和速度變化。

使用渦街流量計獲得智能測量

渦街流量計是為應對智能工業環境而開發的。目前的渦流流量計測量渦流頻率和渦流脈沖強度，以檢測體積和質量流量。Cadence 的 CFD 工具可以精確捕獲渦流脫落，并可以幫助工程師進行分析以獲取更多信息。

訂閱我們的時事通訊以獲取最新的 CFD 更新或瀏覽 Cadence 的CFD 軟件套件，包括Fidelity和Fidelity Pointwise，以了解有關 Cadence 如何為您提供解決方案的更多信息。