卡门涡街的成因及涡街流量计的应用前景
涡街流量计的原理及其应用
涡街流量计的原理及其应用1. 前言涡街流量计是一种广泛应用于工业领域的流量测量仪器，它通过测量涡街产生的涡波频率来计算流体的流量。
涡街流量计具有高精度、可靠性好、适用范围广等优点，在许多行业中被广泛使用。
本文将介绍涡街流量计的原理及其应用。
2. 涡街流量计的原理涡街流量计的工作原理基于涡波效应，即当流体通过流动物体时，会产生涡波。
涡街流量计利用这个原理来进行流量测量。
涡街流量计由一个金属杆及杆后面的椭圆形网格组成。
当流体通过椭圆形网格时，流体会产生涡波，这些涡波会导致杆在流体中发生振动。
通过传感器检测杆的振动频率，就可以计算出流体的流量。
3. 涡街流量计的应用涡街流量计在许多行业中有着广泛的应用，以下是一些常见的应用场景：•石油化工行业：涡街流量计可以用于石油、天然气等流体的计量和控制，广泛应用于炼油、化工等工艺过程中。
•电力行业：涡街流量计可以用于燃气、蒸汽等流体的流量测量，被广泛应用于发电厂的燃气计量和蒸汽计量。
•污水处理行业：涡街流量计可以用于污水、废水等流体的流量测量，帮助监测和控制污水处理过程中的流量。
•制药行业：涡街流量计可以用于药液、溶液等流体的流量测量，在制药过程中起到重要作用。
•空调与供暖行业：涡街流量计可以用于冷/热水、蒸汽等流体的流量测量，被应用于空调与供暖系统的节能优化。
涡街流量计广泛应用于各个行业，其高精度和可靠性使其成为流量测量的首选仪器。
4. 涡街流量计的优势涡街流量计具有以下优势：•高精度：涡街流量计可以实现高精度的流量测量，误差通常小于1%，可满足大多数流量测量的要求。
•可靠性好：涡街流量计采用结构简单的设计，没有流道和旋转轴承，因此具有较长的使用寿命和可靠性。
•响应迅速：涡街流量计的响应时间通常在毫秒级别，可以快速响应流量变化。
•适用范围广：涡街流量计适用于液体、气体等不同介质的流量测量，具有广泛的适用性。
5. 涡街流量计安装与维护涡街流量计的安装和维护对于保证其正常运行和准确测量流量至关重要。
涡街流量计在化工行业的应用优势及应用场景
涡街流量计在化工行业的应用简析LXIMC系列涡街流量计是速度式流量计的一种，基于卡门（Karman）旋涡原理研究设计的、包括基础型涡街流量计、插入式涡街流量计、抗震型涡街流量计等多种类的智能仪表，广泛应用于化工行业中，以下是涡街流量计在化工行业中的应用简析：测量原理其工作原理基于卡门涡街现象，通过测量流体流经柱体（或涡街发生体）后产生的旋涡频率来计算流体的流量。
应用场景1.流体测量涡街流量计适用于测量各种液体、气体和蒸汽的流量。
例如，在化工厂中，它可以用来测量工艺水、冷却水、蒸汽和各种化学品的流量。
2.工艺控制在化工生产过程中，准确的流量测量对于工艺控制和优化至关重要。
涡街流量计可以帮助监控反应物和产品的流量，确保工艺过程的稳定和高效。
3.能源管理化工行业中，蒸汽和气体的消耗量是能源管理的重要组成部分。
涡街流量计可以实时监测蒸汽和气体的使用情况，帮助企业进行能源管理和成本控制。
应用优势采用双芯片流量传感器，信号更强，量程更宽。
插入式涡街流量计安装简单方便，大口径无需割断管道，只需在管道上打孔即可安装。
抗震型传感器突破行业先进解决方案，重新设计结构和封装工艺，更注重稳定性和范围度。
抗干扰能力更强。
安装简单、可以做法兰连接、法兰卡装（铸造或锻打）卫生型卡箍连接、螺纹连接等多种结构。
一般的干扰性更强。
采用高性能数字处理技术，精度更高，抗震效果好。
可测量气体、蒸汽和液体，不受介质种类的限制，适用范围广泛。
求。
无可动部件，长期使用无需维护，稳定可靠。
适合在恶劣的化工环境中使用。
总结涡街流量计凭借其高精度、广泛的适用性和可靠性，成为化工行业流量测量的重要仪表，为化工企业的生产过程和能源管理提供有效支持。
涡街流量计产业可行性分析 (一)
涡街流量计产业可行性分析 (一)涡街流量计是一种利用独特的涡旋原理来测量流体流量的仪器。
它具有结构简单、响应速度快、精度高等优点，因此在工业自动化、石油化工等领域广泛应用。
因此，我们需要对涡街流量计的产业可行性进行深入分析。
一、市场需求涡街流量计广泛应用于化工、自来水处理、水泥、钢铁等行业。
同时，随着工业自动化智能化的不断推进，涡街流量计在产业自动化领域的应用地位日益重要。
因此，市场需求对涡街流量计产业的发展提供了强有力的支撑。
二、技术优势涡街流量计不受压力、密度、粘度、温度等因素的影响，因此具有测量范围广、精度高的优势。
同时，它具有体积小、重量轻、响应速度快等特点，便于安装和使用。
这些技术优势保证了涡街流量计在实际应用中的高性价比。
三、行业竞争目前，涡街流量计产业竞争比较激烈，主要集中在一些大型企业和外资企业之间。
这些企业在技术研发、品牌营销、售后服务等方面具有较强的综合实力。
因此，对于涡街流量计新企业进入该市场的难度较大。
四、政策支持政府对于工业自动化领域的发展十分重视，涡街流量计作为自动化产业中的重要组成部分，得到了政策层面的大力支持。
政府在技术研发、对外投资、税收优惠等方面提供了有力的政策支持，为企业的发展提供了广阔的发展空间。
五、发展前景随着智能制造和自动化生产的不断推进，涡街流量计产业的市场需求将不断增长，技术水平也将不断提高。
特别是随着一带一路倡议的提出，涡街流量计企业可以通过与海外企业的合作，拓展海外市场，进一步提高竞争力。
总之，涡街流量计产业具有广阔的发展前景和潜力。
企业需要提高自身实力，加强技术研发和品牌营销，为市场赢得更大的份额。
此外，政府也应持续提供政策支持，为企业的发展提供更多有利条件。
简述卡门涡街流量计的工作原理
简述卡门涡街流量计的工作原理卡门涡街流量计是一种用于测量流体流量的仪器，其工作原理基于卡门涡街效应。
卡门涡街流量计通常由流量计主体和传感器组成。
让我们来了解一下卡门涡街效应。
当流体通过狭窄的管道时，会形成涡街。
这些涡街以一定的频率从管道中脱离出来，并沿着管道流动。
这种涡街的频率与流体的速度成正比。
卡门涡街效应是基于这个原理，通过测量涡街的频率来确定流体的流量。
卡门涡街流量计主体通常由一个管道和一个中间装置组成。
管道是流体流过的通道，而中间装置则用于引导流体形成涡街。
中间装置通常由一个柱状物体和一个缝隙组成。
当流体通过缝隙时，会形成一个涡街。
传感器是卡门涡街流量计中的另一个重要组成部分。
传感器通常由一个振动体和一个检测装置组成。
振动体通常是一个金属片，当涡街通过时，会受到涡街的作用而产生振动。
检测装置通常是一个压电传感器，用于检测振动体的振动频率。
卡门涡街流量计的工作原理如下：当流体通过流量计主体时，会形成涡街。
这些涡街会使振动体产生振动。
检测装置会检测振动体的振动频率，并将其转化为电信号。
这个电信号会被传输到计算机或显示器上进行处理和显示。
通过测量涡街的频率，我们可以确定流体的流量。
卡门涡街流量计具有许多优点。
首先，它可以测量各种类型的流体，包括液体、气体和蒸汽。
其次，它具有较高的精度和稳定性，可以在不同的工况条件下正常工作。
此外，卡门涡街流量计的结构简单，维护方便，使用寿命长。
然而，卡门涡街流量计也存在一些局限性。
首先，由于流体通过管道时会产生压力损失，所以流量计的安装需要一定的长度。
其次，流体的温度和压力变化可能会影响测量的准确性。
此外，对于高粘度流体或含有固体颗粒的流体，卡门涡街流量计的性能可能会受到一定的影响。
总结起来，卡门涡街流量计通过测量涡街的频率来确定流体的流量。
其工作原理基于卡门涡街效应，通过管道中的中间装置引导流体形成涡街，然后通过传感器检测涡街的振动频率，并将其转化为电信号进行处理和显示。
涡街流量计使用范围
涡街流量计使用范围【原创版】目录一、涡街流量计的原理与特点二、涡街流量计的应用范围三、涡街流量计的测量范围及适用条件四、涡街流量计对于特定流体的适用性五、涡街流量计的使用建议正文一、涡街流量计的原理与特点涡街流量计是一种根据卡门涡街理论研制而成的速度式流量仪表，它利用流体的自然振动原理来测量流量。
涡街流量计具有无可动部件、结构简单牢固、使用寿命长、运行费用低等优点。
其电路采用表面贴装工艺，结构紧凑，可靠性高。
差压补偿型的涡街流量计可以直接测量质量流量，不会受到介质组分或干度的变化影响，具有较高的精准度。
此外，涡街流量计还具有多点线性修正功能，大幅提高了测量精度。
二、涡街流量计的应用范围涡街流量计的应用范围非常广泛，它适用于大多数流体的测量，包括气体、液体和气液两相流等。
在工业生产中，涡街流量计广泛应用于石油、化工、冶金、电力、水处理等领域，可以测量各种管道直径和流速的流体。
三、涡街流量计的测量范围及适用条件涡街流量计的测量范围主要取决于管道的直径。
对于大口径的管道，口径测量范围为 DN15-DN1000 之间，其中 DN15-DN300 算是管道小口径涡街流量计，口径超过 DN400 以上的基本上就要用插入式涡街流量计。
在测量过程中，涡街流量计需要满足一定的雷诺数范围，通常要求在使用临界限雷诺数之上，以保证仪表的线性度。
四、涡街流量计对于特定流体的适用性1.低雷诺流体：涡街流量计不适用于测量低雷诺数（Re<2104）的流体。
在这种情况下，流体的斯特劳哈尔数 Sr 会随着雷诺数而变，导致仪表线性度变差。
此外，高粘度流体会显著影响甚至阻碍旋涡的产生。
2.含固体微粒流体：对于含有固体微粒的流体，需要特别注意。
固体微粒会对漩涡发生体产生冲刷，导致无关的噪声并磨损漩涡发生体。
为解决这个问题，可以在上游安装过滤器或定期对仪表进行校验。
3.气液两相流体：对于含分散、均匀的微小气泡的气液两相流，其容积含气率应小于 7%。
涡街流量计的原理及应用
涡街流量计的原理及应用涡街流量计的原理涡街流量计是一种常用的流量测量仪器，基于涡街效应进行测量。
它利用涡轮在流体中流动时形成的旋涡频率与流体速度之间的关系，来测量流体的流量。
涡街流量计的主要组成部分包括涡街传感器和信号转换器。
涡街传感器位于流体管道中，工作时流体通过传感器时会产生涡轮旋转。
涡轮旋转的频率与流体速度成正比。
传感器中还包括一个或多个传感器元件，用来检测涡轮旋转的频率。
信号转换器负责接收传感器输出的信号，并将其转换为标准的电流或电压信号，以供使用者读取和处理。
涡街流量计的优点涡街流量计具有以下几个优点：1.可靠性高：涡街流量计结构简单，没有移动部件，因此不易损坏，具有长时间的稳定性。
2.精度高：涡街流量计的测量精度较高，通常可达到±1%。
3.适用性广：涡街流量计适用于各种流体，包括液体和气体。
同时，它可以在广泛的温度和压力范围内使用。
4.易于安装和维护：涡街流量计的安装相对简单，维护也较为方便。
涡街流量计的应用涡街流量计广泛应用于各个行业中，以下是一些常见的应用领域：1.工业流程控制：涡街流量计可用于监测工业流程中的液体和气体流量，如石油化工、制药、食品加工等。
2.环境监测：涡街流量计可用于监测环境中的液体和气体流量，如环境监测站点、废水处理等。
3.动力设备：涡街流量计可用于监测液体和气体在动力设备中的流量，如锅炉、供暖系统等。
4.水处理：涡街流量计可用于监测水处理系统中的液体流量，如供水管网、水泵站等。
5.HVAC系统：涡街流量计可用于监测暖通空调系统中的流体流量，如冷却水、暖气水等。
涡街流量计的选择与安装在选择涡街流量计时，需要考虑以下几个因素：1.测量介质：要选择适合测量介质的涡街流量计，包括液体或气体的性质、温度和压力等。
2.流量范围：根据实际需求，选择涡街流量计的测量范围，确保其能够满足实际应用要求。
3.环境条件：考虑涡街流量计的安装环境，包括温度、压力和湿度等因素。
卡门涡街原理
卡门涡街原理
卡门涡街原理是一种流体力学现象，它是由奥地利物理学家卡门在20世纪初发现的。
这种现象在工程领域中有着广泛的应用，特别是在流体控制和混合方面。
本文将介绍卡门涡街原理的基本概念和应用。
卡门涡街原理是指当流体通过一个圆柱体时，会在圆柱体后面形成一系列的涡旋。
这些涡旋会交替地脱离圆柱体两侧，形成一个稳定的涡街。
这种现象的产生是由于流体在圆柱体周围的速度分布不均匀，导致了流体的不稳定性。
卡门涡街原理在工程领域中有着广泛的应用。
其中最常见的应用是在风力发电机的设计中。
风力发电机的叶片通常是圆柱体形状，当风通过叶片时，会产生类似于卡门涡街的现象。
这种现象可以增加风力发电机的效率，使其能够更好地转换风能为电能。
卡门涡街原理还可以用于流体混合。
在化学工程中，混合是一个非常重要的过程。
通过使用卡门涡街原理，可以将两种不同的流体混合在一起，从而实现更好的反应效果。
卡门涡街原理还可以用于流体控制。
在飞机和汽车的设计中，流体控制是一个非常重要的问题。
通过使用卡门涡街原理，可以控制流体的流动，从而实现更好的空气动力学性能。
卡门涡街原理是一种非常重要的流体力学现象，它在工程领域中有着广泛的应用。
通过深入研究卡门涡街原理，我们可以更好地理解流体的行为，从而实现更好的工程设计和应用。
2023年涡街流量计行业市场发展现状
2023年涡街流量计行业市场发展现状涡街流量计作为一种流体流量测量仪表，广泛应用于工业生产领域，已经成为流量计领域的重要组成部分。
涡街流量计行业市场发展现状主要包括：一、国内市场随着我国工业化进程的不断提升，水、煤气、石油天然气等资源的需求量不断增加，涡街流量计得到了广泛应用。
特别是在测量工业燃料、化工产品以及液态、气态热传递媒体方面，涡街流量计显示出了卓越的性能和优越的稳定性，国内市场需求不断增长。
近年来，随着制造业的转型升级，装备智能化程度不断加深，涡街流量计的市场也在逐渐壮大。
同时，随着数字化、智能化的特点不断凸显，传统的生产设备和流量计设备已经不能满足生产的实际需求，涡街流量计正向着高集成度、高可靠性、高精度、智能化的方向发展。
二、国际市场涡街流量计在国际市场上依然处于领先地位，国外的涡街流量计企业实力非常强大，有着先进的生产技术和严格的管理制度，产品性能和质量均优于国内涡街流量计企业。
在国际市场上，涡街流量计的应用领域很广泛，包括石油、化工、冶金、水利、电力等多个领域。
由于这些领域的应用需求量非常大，因此国际市场上的涡街流量计市场份额很高，而且发展态势非常良好。
三、市场前景近年来，随着我国经济的迅速发展和环保政策的提升，各个行业的装备水平不断提高，涡街流量计市场前景非常广阔。
尤其是在能源领域，随着能源需求的增加，涡街流量计的应用将更加广泛。
同时，随着数字化、智能化的特点不断凸显，涡街流量计市场将朝着智能化、自主化的方向发展。
总之，涡街流量计作为一种先进的流体流量测量仪表，在国内外市场发展前景广阔。
同时，涡街流量计企业应该抓住行业发展的重点，注重科技创新和市场推广，进一步提高产品质量和技术水平，并加强合作与研发，以满足市场需求，并在全球市场中占据更加重要的地位。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
卡门涡街的成因及涡街流量计的应用前景
曹继和
(锦州铁合金(集团)股份有限公司,锦州市121005)
摘 要 本文对卡门旋涡的形成进行了阐述,通过与节流型流量计比较,指出了涡街流量计的优点,并对其应用前景进行了展望。
关键词 卡门涡街 节流孔板 涡街流量计
流动流体中旋涡的出现,是增大流动阻力、造成较大能量损失的重要原因。
所以,在流体输送中应尽量避免或减少旋涡产生的机会。
但随着人们对旋涡产生和运动规律的认识不断深化,在工程实践中有意识地加以运用,如近年来人们对卡门涡街的旋涡研究取得了新的成果,运用到流量测量中去,便成功地设计制造了卡门涡街流量计。
一、卡门涡街的形成及涡街流量计
当流体绕流一个无限长的圆柱体时,将发生边界层分离,并在柱后形成旋涡,增大机械能量的损失。
实验证明,在流体雷诺数R e=60～5000的范围内,圆柱体后面出现两列多少有些规则的旋涡列。
两列旋涡的旋转方向相反,上面的一列均按顺时针方向旋转,下面的一列循逆时针方向旋转;上下两列的旋涡交替地排列着。
这种整齐排列着象街道一样的旋涡列被称为“涡街”。
1912年卡门最先研究了这一现象,所以又称卡门涡街。
卡门涡街不只是在流体绕流圆柱体时出现,在流体绕流三角柱、四角柱时也会发生。
应当指出,并不是任何情况下都能形成涡街。
对于一定形状的物体和不同的流体,涡街的形成,取决于雷诺数的大小。
若雷诺数很低将不发生边界层分离,没有旋涡形成(或只在圆柱后形成一对尾涡);若流速极大(R e数很大),旋涡流动极其多变而又杂乱无章,便无法实现涡街的整齐排列。
卡门涡街的斯特罗哈尔数与旋涡发射频率f、圆柱直径d 及平均流速v-之间存在着下列关系:S t=f d/v-。
在R e数介于103～105范围内,S t数为常数的特性是卡门涡街的一个重要特性。
由上式可见,若圆柱直径d已知,如果能测出旋涡发射频率f,便可求得流速v-,再乘以流道截面积A就可得到流量Q了。
卡门涡街流量计就是根据这一特性制成的。
二、卡门涡街流量计与孔板差压计
的比较及应用前景
差压式流量仪表有许多一次元件可供选用,薄边锐孔板是应用最多的一种,其中又以同心锐孔板使用最为广泛,相比之下偏心孔板和圆缺孔板的使用要少得多。
同心锐孔板被广泛应用的主要原因是由于它有以下一些优点: 1.价格便宜;2.各种材料均可使用;3.适用的管道尺寸范围大(25～1200)m m; 4.有大量的应用数据,特性是已知的;5.孔板安装恰当时,误差小。
但是孔板也存在着一些难以克服的缺点: 1.永久压力损失较大; 2.易堵塞,不宜用在浆料测量场所; 3.量程仅为3∶1,最大不超过4∶1; 4.要求有较长的直管段; 5.准确度取决于安装的好坏,并易受磨损、冲蚀的影响。
相对孔板而言,卡门涡街流量计的优点是: 1.仪表的标定系数不受流体压力、温度、密度、粘度及成分变化的影响,在更换检测元件时不需重新标定; 2.量程比大,液体为15∶1,气体为30∶1; 3.管道口径不受限制,范围很宽,为(25～2700)mm; 4.压力损失相当小; 5.输出
13
计量技术 1997.№5
的电信号与流量成线性关系,准确度较高,误差可≤±1%; 6.安装简便,维修量小,故障极少。
其缺点是: 1.流速分布变动及脉动流将影响测量准确度,仪表上下游有直管段要求(前20D,后5D),必要时应在上游侧加装整流片;
2.测量元件被污染后将影响测量结果,应定期用汽油、煤油、酒精对元件进行清洗。
从上面列出的两者优缺点看,除了在安装的工艺管道上两者均要求一定长度的直管段以外,涡街流量计其它各项特点均优于孔板。
其具体差别主要体现在以下几个方面。
1.涡街流量计在安装及使用维修维护方面简单、经济。
孔板与涡街流量计两者在工艺管道上安装时,由于孔板需要与二次变送器进行引压连接,因此在导压管路上就增加了许多种阀门、三阀组、冷凝器、隔离罐、导压管敷设及保温拌热等安装内容,故此安装工程量很大。
而涡街流量计由于一次元件与变送器为一体化,本身直接输出模拟信号或脉冲信号,所以安装时工作量就大大减少了。
以D N200管道为例,安装一套孔板需要(10～12)小时,而安装一台涡街流量计只需3～4小时。
此外由于孔板压差法测量系统环节多且复杂,极易出现故障,因此增大维修工作量。
而涡街流量计除了定期对测量元件进行清洗外几乎没有什么维护工作量。
2.测量误差小于孔板差压流量计。
涡街流量计由于直接输出与流量成线性关系的电信号,测量误差可达到≤±1%。
而孔板的测量误差在±1%～±2%之间,然而还要取决于正确的安装。
不正确的安装或经过一段时间后锐边磨损,则误差可达到±20%甚至更大。
况且孔板测量需要与差压变送器、开方器等配套使用,测量系统环节增多,就势必导致系统误差增大。
而涡街流量变送器直接将流量信号输入到积算器,就无此弊端,提高了系统的测量准确度。
3.涡街流量计具有宽广的量程比及测量范围。
孔板的最大量程与最小量程之比一般为3∶1,最高不超过4∶1,若达到4∶1时准确度会降低。
尤其是测量蒸汽时量程比不能超过3∶1,因此测量范围的选择非常局限。
而涡街流量计的量程比极大,液体为15∶1,气体为30∶1,选择范围几乎不受限制。
4.涡街流量计是一种节能型仪表。
涡街流量计是一种非节流型结构的仪表,由它所引起的永久压力损失远远低于孔板。
它的压力损失取决于本身旋涡发生体的形状和尺寸及流体的密度、流速等,其压力损失很小。
而孔板所引起的压力损失竟多达它所产生差压值的60%。
三、结束语
早在1513年戴维斯就观察到了旋涡分离现象,文·卡门在1912年提供了一个经实验测定的旋涡分离公式。
但是,涡街流量计的问世及发展仅仅是最近20年间的事情。
今天,由于卡门涡街固有的独一无二流体振荡特性,使涡街流量计已成为流量测量仪表家族中不可缺少的一员,在计量检测中发挥越来越大的作用。
但从目前应用情况看,它的应用尚不如孔板差压计广泛。
可是随着人们对其诸多优势的不断认识,不久它将与孔板平分秋色,甚至会超过孔板的使用而成为一种主要流量计。
14计量技术 1997.№5。