涡街流量计的工作原理

涡街流量计是根据卡门（Karman）涡街原理研究生产的测量气体、蒸汽或液体的体积流量、标况的体积流量或质量流量的体积流量计。主要用于工业管道介质流体的流量测量，如气体、液体、蒸汽等多种介质。

涡街流量计的工作原理基于流体动力学。在流量计的管道中，会设置一个滞流件，其作用是干扰流体的流动。当流体流经这个滞流件时，由于滞留件表面的滞流效应以及其他因素的影响，会在其下游产生两列不对称的漩涡。这两列漩涡在滞流件的侧后方分离，并形成所谓的卡门（Karman）漩涡列。值得注意的是，这两列漩涡的旋转方向是相反的。卡门漩涡列的稳定性在理论上得到了证明，当h/L=0.281时（其中h代表两漩涡列之间的宽度，L则是两个相邻漩涡间的距离），该漩涡列将保持稳定。

涡街流量计，一种基于卡门涡街原理的流体振荡性流量计，其核心部件是一个非流线型对称形状的物体，通常被称为漩涡发生体。当流体流经这个发生体时，其下游两侧会规则地产生两列漩涡，即卡门涡街。这两列漩涡的频率与来流速度成正比，具体表现为：F＝Stu／d，其中F是涡街频率，d是漩涡发生体的宽度，u是来流速度，而St是斯特劳哈尔数。值得注意的是，St的值与漩涡发生体宽度d和雷诺数Re密切相关。在雷诺数Re小于2×104的情况下，St为变数；而在2×104至7×106的范围内，St值则基本保持稳定，这正是涡街流量计的基本测量范围。雷诺数Re，作为表征黏性流体流动特性的无量纲数，反映了流体流动中惯性力与粘滞力的平衡。根据上述公式，当d和St保持恒定时，漩涡频率F与流体平均流速u直接相关。因此，通过测量漩涡频率，可以准确得出流体流量，这正是涡街流量计的工作基础。