渦街流量計(jì)頻率與流速的關(guān)系
渦街流量計(jì)的頻率與流速之間存在直接的線性關(guān)系，這是其測(cè)量原理的核心。具體關(guān)系如下：
1. 基本公式
渦街流量計(jì)的頻率（f）與流體流速（v）的關(guān)系由 斯特勞哈爾數(shù)（Strouhal Number, St）決定，公式為：
f=St? （v/d）
其中：
f：渦街脫落頻率（Hz）；
St：斯特勞哈爾數(shù)（無量綱，通常為 0.15~0.25，具體值由旋渦發(fā)生體形狀和雷諾數(shù)決定）；
v：流體流速（m/s）；
d：旋渦發(fā)生體的特征寬度（m）。
2. 關(guān)鍵特性
線性關(guān)系：在湍流范圍內(nèi)（Re≥10,000），St 為常數(shù)，因此頻率 f 與流速 v 成正比。
體積流量計(jì)算：
實(shí)際應(yīng)用中，流量 Q 通過頻率和管道截面積 A 導(dǎo)出：
Q=v?A= f?d/St ?A=k?f
其中 k 為儀表系數(shù)（通過標(biāo)定確定），單位通常是 脈沖數(shù)/m3 或 脈沖數(shù)/L。
3. 影響因素
斯特勞哈爾數(shù)（( St \）：
與旋渦發(fā)生體形狀（如三角柱、梯形柱）和雷諾數(shù)相關(guān)。
在湍流區(qū)（Re>10,000）時(shí)穩(wěn)定，層流區(qū)（Re<2,000）不適用。
雷諾數(shù)（( Re \）：
低流速（低 Re）時(shí)，渦街脫落不規(guī)則，導(dǎo)致頻率-流速非線性。
介質(zhì)特性：
氣體、蒸汽與液體的 St 可能略有差異，需單獨(dú)標(biāo)定。
管道振動(dòng)：
外部振動(dòng)頻率接近 f 時(shí)，會(huì)干擾信號(hào)檢測(cè)。
4. 實(shí)際應(yīng)用中的注意事項(xiàng)
量程比：
典型渦街流量計(jì)的頻率響應(yīng)范圍可達(dá) 10:1（如1~100 Hz），但需保證流速在儀表允許范圍內(nèi)。
信號(hào)處理：
高頻信號(hào)（高流速）需抗干擾設(shè)計(jì)，低頻信號(hào)（低流速）需靈敏度補(bǔ)償。
標(biāo)定與修正：
儀表系數(shù) k 需通過實(shí)流標(biāo)定確定，不同介質(zhì)或溫度壓力條件下可能需修正。
5. 示例計(jì)算
若某渦街流量計(jì)的 St=0.2，旋渦發(fā)生體寬度 d=0.02m，測(cè)得頻率 f=50Hz：
v= f?d/St=50×0.02/0.2=5m/s
對(duì)于DN50管道（內(nèi)徑約0.05 m，截面積 A≈0.00196m2），體積流量為：
Q=v?A=5×0.00196=0.0098m3/s (或35.28m3/h)
總結(jié)
渦街流量計(jì)的頻率與流速呈正比，但需確保流體處于湍流狀態(tài)且避開振動(dòng)干擾。選型時(shí)需根據(jù)介質(zhì)和工況驗(yàn)證 St 及儀表系數(shù) k 的適用性，并通過標(biāo)定保證精度。
下一篇：渦街流量計(jì)的流速范圍