卡门涡街的成因及涡街流量计的应用前景

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

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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。

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卡门涡街的计算

卡门涡街的计算 一、现象简述 粘性不可压的定常来流绕过某些物体时，物体两侧会周期性地脱落出旋转方向相反、并排列规则的双列线涡。开始时，这两列线涡分别保持自身的运动前进，接着它们互相干扰，互相吸引，而且干扰越来越大，形成非线性涡街。 卡门涡街的形成与雷诺数有关，雷诺数为40-300时，脱落的涡旋有周期规律，雷诺数大于300，涡旋开始随机脱落，随着雷诺数的增大，涡旋脱落的随机性也增大，最后形成湍流。现通过二维圆柱绕流问题对涡街现象进行数值模拟。 二、模型建立 几何模型建立如下，数值计算中雷诺数为200，即入口速度为 0.031m/s。 圆柱体半径为50mm.

三、创建网格 通过Ansys ICEM CFD进行预处理，生成二维平面网格。 观察发现，圆周周围网格较密，向外逐步变疏，同时圆周围有理想边界层。 四、计算结果 将所生成的网格导入FLUENT，检查网格质量合格后，通过二维求解器求解。因为模型设定雷诺数为200，所以选择层流模式进行流动模拟。默 认空气为默认材料，并采用系统默认的物性参数。进一步定义边界条件，设置速度入口和出流边界。应用SIMPLE速度-压强关联算法，通过二阶迎 风格式计算通量。初始化后，先进行基于压力的定常求解。 而后将上一阶段求解结果作为之后非定常求解的初值进一步求解。 求解结束后生成的涡量云图如下：

计算最后阶段的静压云图如下： 速度云图如下：

五、问题、收获总结 收获： 1、初步了解了ICEM CFD和FLUENT的操作使用 2、简单了解了卡门涡街现象 例如：通过监视升力能看到升力系数随时间不断波动，且波动幅度在 逐步增大，后来渐渐稳定。通过涡量云图看到了涡街的大致形态。并 在定常计算过程中，观察到监控残差在不断的快速上下大幅度波动， 且波动幅度越来越大。 存在的问题： 1、只能大体知晓软件操作流程，对其中的物理意义和数学方法还无法理 解。 2、对于计算所得的数据也是一头雾水 3、软件使用并不熟练。 例如： 监控升力画出的曲线是可以以图片格式导出的（write）,可是我在一开始的操作过程中并没有这样做，导致最后找不到曲线图。 最开始使用FLUENT，不会按时间间隔导出数据，导致最后只能显示第200个时间间隔的数据，最后不得不重新计算。 像这样，还如诸多问题，有待解决。 六、相关理论学习及遇到的问题 1、雷诺数是表征粘性影响的物理量，其大小决定了粘性流体流动特性。 雷诺数小于2000时，流体是层流，大于4000，为湍流，2000到4000 之间为过渡阶段。周期性卡门涡街对应的雷诺数为40-300。 2、除三类流动（准定常流动、流场变化速率很快的流动和流场变化速度 极快的流动）外某些状态反复出现的流动也被认为是非定常流动，例 如，脉流动（流场各点的平均速度和压强随时间周期性波动）。而卡门 涡街就属于脉流动的一种。 3、该算例雷诺数等于200条件下，涡脱落的周期是25秒。 4、涡量是流体速度矢量的旋度，是描写旋涡运动常用的物理量。 问题 1、每次脱落的一对涡有哪些异同？ 2、涡是不是不能单独一个出现？ 3、涡的定义与结构是什么？

智能涡街流量计说明书

一、概述 涡街流量计是根据卡门涡街理论，利用了流体的自然振动原理，以压电晶体或差动电容作为检测部件而制成的一种速度式流量仪表。 该仪表采用独特的差动技术，配合隔离、屏蔽、滤波等措施，克服了同类产品抗震性差、小信号数据紊乱等问题，并采用了独特的检测探头封装新技术和防护措施，保证了产品的可靠性。产品有管道式和插入式两种结构型式，每种型式都有高温、高压、防腐、防爆、温压补偿一体型等规格，又有整体和分体结构，以适应不同的测量介质和安装环境。 该仪表具有量程比宽，精度高，安装维护方便和介质适应性广等一系列优点。可广泛应用于石油化工、冶金机械、食品、造纸，以及城市管道供热、供水、煤气等行业的各种低黏度液体、气体、蒸汽等单相流体的工艺计量和节能管理。 二、工作原理 涡街流量计根据卡门涡街理论，在流体中设置旋涡发生体，当流体流经旋涡发生体时，它的两侧就形成了交替变化的两排旋涡，这种旋涡被称为卡门涡街。斯特罗哈尔在卡门涡街理论的基础上又提出了卡门涡街的频率与流体的流速成正比，并给出了频率与流速的关系式： f = St × V/d 式中: f 涡街发生频率 (Hz) St 斯特罗哈尔系数（常数） d 旋涡发生体迎流面宽度 V旋涡发生体两侧的平均流速(m/s ) 图1 这些交替变化的旋涡就形成了一系列交替变化的负压力，该压力作用在检测探头上，便产生一系列交变电信号，经过检测放大器转换、整形、放大处理后，输出脉冲频率信号，或进一步转换成与流量成正比的4 ~ 20mA.DC标准电流信号。 三、基本特点 ●安装简便，维护十分方便。 ●应用范围广，压力损失小，运行费用低。 ●结构简单牢固，无可动部件，使用寿命长。 ●采用抗机械振动，抗冲击和抗脏污的结构新设计。 ●从检测探头到运放电路实现了高度的互换性和通用性。 ●可现场显示，也可远距离传输，还可与计算机控制系统联网。 ●检测元件不直接接触测量介质，尤其适合恶劣环境下的流量测量。 ●操作简单，全部参数设定和调试在出厂前已完成，一般通电后即可正常工作。

卡门漩涡式空气流量计

卡门漩涡式空气流量计 ·卡门旋涡式空气流量计的构造是怎么样的呢？ 图2-6卡门旋涡式空气流量计结构图 ·卡门旋涡式空气流量计是怎么工作的呢？ ·主要设置在空气通道中央的锥状卡门旋涡发生器和相应的旋涡检测装置等组成、当空气流过卡门旋涡发生器时，在其后部将会不断产生卡门旋涡、在单位时间内产生的卡门旋涡的个数（既发生频率）与气流的速度有关，只要测出卡门旋涡的发生频率，即可知道空气流量的大小。 检测卡门旋涡频率有几种方法：两种 1.反光镜检测方式 2.超声波检测方式 ·（1）反光镜检测法 反光镜检测方式的旋涡检测装置由反光镜、发光二极管和光敏晶体管、板弹簧等组成，如图2-7所示

·反光镜检测法原理是什么呢？ ·当空气流过卡门旋涡发生器时，受卡门旋涡的影响，发生器两侧压力也交替发生变化。用导压孔把旋涡发生器两侧的压力引到薄金属制成的反光镜背面，反光镜将产生与旋涡发生频率相同的偏转振动，如图2-8所示。在反光镜产生偏转振动的同时，发光二极管投射到反光镜上的反射光束的方向也以相同的频率变化。当发射光束发射到光敏晶体管上时，光敏晶体管输出高电平，反之则为低电平。对应连续产生的卡门旋涡，光敏晶体管输出与之对应的脉冲数，通过对光敏晶体管发出的电脉冲计数，即可算出旋涡的发生频率，进而算出空气的流速和体积流量。

·超声波检测法构造是怎么样的呢？ ·超声波检测方式的检测装置由超声波信号发生器、超声波接收器等组成。它是利用卡门旋涡的存在，会使通道横截面空气密度发生变化这一现象来测量旋涡的发生频率]超声波信号发生器安装在空气流动的垂直方向，在它的对面安装超声波接收器，如图2-9所示。

智能涡街流量计使用说明书(三线制)

智能涡街流量计使用说明书

目录 一，产品概述 二，测量原理 三，结构与技术参数 四，流量计的选型 五，流量计的安装 六，流量计的电气连接 七，故障排除与日常维护

一、 产品概述 1． 概述 涡街流量仪表是根据卡门涡街理论，利用了流体的自然振动原理，以压电晶体或差动电容作为检测部件而制成的一种速度式流量仪表。 该仪表具有无可动部件、测量范围度大、介质适应性广、测量精度高、检定周期长、 传输信号距离远、压力损失小、结构简单、运行可靠、使用寿命长、安装维护方便等许多显著优点。可广泛应用于石油化工、治金机械、食品、造纸，以及城市管道供热、供水、煤气等行业的各种液体、气体、蒸气等单相流体的工艺计量和节能管理。 2． 产品特点 ● 采用抗机械震动，抗冲击和抗脏污的结构新设计。 ● 采用最先进的集成电路，信号处理精度高，高抗干扰性，可靠性高。 ● 可选用加宽量程型号，获得优越的小流量性能和扩宽的流量范围。 ● 可选用电容式流量计，抗震性能好，最高测量温度达到400 ℃。 二、 测量原理 涡街流量计是由设计在流场中的旋涡发生体、检测探头及相关的电子线路等组成。当液体流经三角柱形旋涡发生体时，它的两侧就成了交替变化的两排旋涡，这种旋涡被称为卡门涡街（图1）,在此基础上得出了频率与流体的流速的关系： F= St ×V/d 式中：f ————————————涡街发生频率（Hz ） V ————————旋涡发生体两测的平均流速（m/s ）St-----------------------斯特罗哈尔系数（常数） 这些交替变化的旋涡就形成了一系列替变化的负压力，该压力作用在检测深头上，便产生一系列交变电信号，经过前置放大器转换、整形、放大处理后，输出与旋涡同步成正比的脉冲频率信号（或标准信号） 旋涡发生体 探头 交变力 图1 三、 结构与技术参数 1． 流量计的结构形式 流量计是由表体与检测放大器及连接这两部分的连接杆组成，表体及其组成部件和连接杆均由1Cr18Ni9Ti 不锈钢材质制成，具有防腐耐用之优点；仪表根据安装方式不同分三种结构形式，分别是满管式、简易插入式、球阀插入式，结构形式如下图所示：

利用fluent软件进行数值模拟卡门涡街

有限元大作业 第二题 2.利用fluent 软件进行数值模拟卡门涡街。分组将l 1从0.11m 变化到0.9m ，每次增加0.01m,r 从增加，每次增加0.005mm,具体分组如表所示。 组号 1 2 … 17 18 19 … l 1 … … r … 组号 75 l 1 r 一建立模型

1先打开Gambit软件,参照题目要求绘制模型 二、求解计算 1启动FLUENT二维精度计数器。

2执行File-Read-Case命令，读入“msh”格式的文件，执行Grid-Check命令， 3执行Grid—scale…修改成mm

4执行Define-Materials在弹出的对话框中点Flunt Database..在弹出的对话框中选water-liquid（h20<1>）点Copy，之后点Change/Create按钮。如图： 5执行Define-Boundary Conditions命令，选Fluit，点Set，在弹出的对话框中选water-liquid，单击OK。选in点Set，在弹出的对话框中输入，点ok，如图

6执行Solve-Initialize-Initialize..命令，弹出的对话框选择In，顺序单击all-zones、rujou、wall按钮。如图

7执行Solve-Monitors-Residual..命令，弹出的对话框，选中Plot，将window改为1，点OK如图 8执行Solve-Iterate..命令，弹出对话框，依次Time Step Size 输入,Number of Time Steps输入1000,Max Iterations per Step 输入30，点Iterat，如图

基于四叉树的复杂边界四边形网格自适应生成方法研究

基于四叉树的复杂边界四边形网格自适应生成方法研究 网格生成是有限元分析中不可缺少的前处理阶段,被处理对象只有在被网格化之后才能运用有限元方法进行求解。通常典型的适体网格生成方法不适于对复杂边界进行自适应网格生成,作为一种典型的非适体网格生成方法,笛卡尔网格 越来越受人们的青睐。 目前,笛卡尔切割网格法中的边界切割的形式仅仅局限于单边切割,对于边 界切割单元的处理也多局限于合并处理。某些情况下不方便甚至不可能将其划分至单边切割的形式。 此外,还存在如对于切割单元的合并处理会导致有限元分析中不要的悬点的产生等情况。本文以上述问题为切入点,对笛卡尔切割网格进行了深入研究。 本文首先将平衡四叉树网格生成的终止条件之一修改为双边切割。为了便于分析和判断,对两线段的位置关系和网格类型做了详细的分类,并给出严格的说 明和定义；在此基础上,给出了两线段位置关系的判别算法和网格节点内外类型判别方法。 在判定网格是否被域边切割时,创新性地提出了网格对角线标准相交判别法。其次,本文深入研究了悬点的特点和规律,提出了悬点环和悬点链的概念,并用来处理初始生成的网格中的悬点。 在这个过程中,本文给出了悬点环和悬点链的悬点处理模板。为进一步消除边界顶点式悬点和小面积网格,本文对悬点处理后的网格进行了移点处理。 第三,在边界切割处理环节,本文研究了多种边界切割情况,并从中总结出了边界切割规律。本文提出了单边切割和域点切割两种基本网格切割类型,其他网格切割类型都可看成这两种基本切割类型的组合。

通过这两种基本切割类型,本文有效地求解了三边以下的网格切割,得到了8种切割单元类型。针对每种切割单元类型,本文都给出了相应的四边形化模板,应用这些模板将切割单元进行四边形化不会产生新的悬点,并通过多个实例验证了其中较为常用的模板的正确性。 最后,本文采用了拉普拉斯方法对网格进行优化,并将优化后的网格应用于卡门涡街和后台阶流动两个典型的实例,验证了本文网格划分方法可行性和有效性。

涡街模拟建议

1．我计算的是一个二维自维持振荡问题（好多文献都这样说），我采用层流算法也得到了类似的结果，k-e-rng也可以。而别的模型都不行了，一般都是最后得到一个稳定的解（和文献上说的不同）。因为雷诺数比较小，不能确定什么时候转变成紊流，所以想用一个能够计算过渡流动的模型。不知道用k-e-rng模型是不是就可以说是准确，因为没有具体的试验数据，是不是可以根据它的计算流场和试验流场相似就确定计算的合理性和准确性呢？多谢多谢 Hi-key： 这种问题的要求比较高，类似的问题我只算过卡门涡阶的。不过当时是用层流算得。你这个例子里面如果跟湍流模型敏感，我建议你可以尝试以下方法：FzN/5[ 选用其他湍流模型，然后在进出口边界处的湍流相设置时，使用湍流强度和粘性比然后将这两个数值全部给0，再计算时使用绝对压力计算。也许会有变化，也许没用，你可以试试，把结果告诉我。谢谢，另外在所有的湍流模型中k-e-rng是最适合计算低雷诺数湍流模型的，当然你也可以尝试真正的低雷诺数湍流模型，需要在用户界面中输入命令行激活，至于怎么激活我忘了，哈哈，不好意思，等我查到了给你哈。f.!Z?流体中文网论坛-- 流体力学及相关领域学术问题交流论坛。/. 另外判断结果是否正确只能靠实验或者查文献了，流态特征相似只能证明大体上没错，但是精度就不知道了。 我计算的是周期性边界条件，和绝对压力有关系吗？我刚才改变了初场的两个湍流变量（不知道是不是你所说的湍流强度和粘性比）计算了一下，发现对结果影响很大，都为零时，没有振荡现象；增大这两个值又会出现不同的流场。 绝对压力只是为了使计算更加准确，你也可以用表压计算。Re\!3 湍流的两个变量是入口处的脉动情况，都为0时跟层流接近但是跟层流不同。你将湍流强度设为5%，粘性比设为0.01。再试试看，有变化的话，换别的湍流模型再试下。UH另外周期边界中你设定压降还是流量？流量的指定方式更加容易出现波动。pMy 我设定的是流量。刚才我变化了这两个湍流变量，影响比较大。我这段时间一直在试验不同的湍流模型，以找到比较适合的。我试过别的湍流模型，最后都是趋于稳定的。另外，我选用层流和rng模型时，最后的振荡基本是一致的（如图，绿色：rng，白色：层流）。我计算的过程是，先用稳态算法算出一个初场，然后改用非稳态算法继续计算（有人说过这样的方法），不知道这个是不是有什么影响？这样计算时，非稳态计算的初场是不同的。 换成别的湍流模型时，即使用稳态得到一个类似于r ng的计算结果，然后改用非稳态算法，最后都是稳定的。上下对称就不会振荡，不对称才会振荡。其他湍流模型的初场都类似于这个不对称流场，但是最终都是稳定了，即上下对称。nUvIv 按照我的经验，你这样算：^P& 选用层流模型，通过修改流体的物性来凑雷诺数，然后把流速条的小一些（雷诺数不变），然后计算就可以了，所有的松弛因子调到1，连续性方程0.9，用simplc算法，离散格式用二阶，应该就没错了。vHSp PS上面那个图是算淹没射流同志的case，不知道是不是他想要得结果。

卡门涡街的成因及涡街流量计的应用前景

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

LUGB涡街流量计说明书

LUGB系列涡街流量计使用说明书

录目 - - - - - - - - - - - - - - - (3)工作原理一. 概述二. 技术参数 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - (4) 三. 流量范围- - - - - - - - - - - - - - - - - - - (4) 四. 安装结构图- - - - - - - - - - - - - - - - - - (5) 五. 安装及接线 - - - - - - - - - - - - - - - - - - (6) 六. 流量计参数整定 - - - - - - - - - - - - - - - - (9) 七. 流量计信号检测、调整和校验方法 - - - - - - - - - (10) 八. 维护及故障排除 - - - - - - - - - - - - - - - - (10) 九. 订货须知 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - (11) 十. 智能流量计操作说明 - - - - - - - - - - - - - - (12)

一概述 LUGB系列涡街流量计是一种采用压电晶体作为检测元件，输出与流量成正比的标准信号的流量仪表。该仪表可以直接与ＤＤＺ－Ⅲ型仪表系统配套，也可以与计算机及集散系统配套使用，对不同介质的流量参数进行测量。该仪表根据流体涡街的检测原理，其检测涡街的压电晶体不与介质接触，仪表具有结构简单、通用性好和稳定性高的特点. LUGB系列涡街流量计可用于各种气体、液体和蒸汽的流量检测及计量。 LUGB 系列涡街流量计可以与本公司生产的智能流量积算仪配套使用,也可以和其它仪表厂商生产的智能仪表配套使用,具有通用性强的特点。 二工作原理 涡街流量计的基本原理是卡门涡街原理,?即“涡街旋涡分离频率与流速成正比”。 流量计流通本体直径与仪表的公称口径基本相同。如图一所示,?流通本体内插入有一个近似为等腰三角形的柱体,柱体的轴线与被测介质流动方向垂直,底面迎向流体。 当被测介质流过柱体时,在柱体两侧交替产生旋涡,旋涡不断产生和分离,?在柱体下游便形成了交错排列的两列旋涡，即“涡街”。理论分析和实验已证明,?旋涡分离的频率与柱侧介质流速成正比。 式中: ｆ──柱体侧旋涡分离的频率(Ｈｚ); Ｖ──柱侧流速(ｍ/ｓ); ｄ──柱体迎流面宽度(ｍ); Ｓr ──斯特劳哈尔数。是一个取决于柱体断面形状而与流体性质和流速大小基本无关的常数。 圆管内的涡街图一 三产品特点

基于FLUENT的并列双圆柱绕流二维数值模拟分析

-46-科学技术创新2019.02 基于FLUENT的并列双圆柱绕流二维数值模拟分析 胡锦鹏罗森 (重庆科技学院建筑工程学院，重庆401331) 摘要：为研究双圆柱在不同距径比(L/D)工况下的绕流，运用FIUENT软件模拟低雷诺数下的双圆柱绕流中表面压力系数的分布和升力系数、阻力系数的变化规律。通过数值模拟分析表明：双圆柱表面随着L/D的增大两圆柱柱后涡街将由耦合涡街逐步转化为单圆柱绕流时的卡门涡街，两柱对绕流的影响减弱；随着UD的增加，两柱之间的相互作用减小，升力系数和阻力系数都逐渐降低。通过对不同I7D工况下的对比分析，为圆墩抑制双圆柱绕流的设计提供一定意义的参考。 关键词：fluent;双圆柱；绕流;数值模拟 中图分类号：035文献标识码:A文章编号:2096-4390(2019)02-0046-02 多柱绕流问题在海洋工程、跨江跨河桥墩、以及涉水建筑物基础等领域有广泛的应用。水流经过多圆柱会产生旋涡，旋涡的脱落使各个圆柱之间有相互干扰作用,其流场特征与圆柱的受力与单圆柱绕流有明显不同叫因此研究多圆柱绕流的流场特征分析与圆柱受力状态研究对于涉水工程应用具有重要的意义。 多柱与之单柱绕流相比,多柱绕流受墩柱数量、排列方式、柱间距离、流体速度等因素影响，其流场特性、涡街形态更加复杂，加之在波、浪、流等耦合作用下极易发生相互干扰造成桩柱严重损伤及破坏。基于此，采用FLUENT有限元软件，建立双圆柱绕流模型研究其在不同距径比(两圆柱中心距与圆柱直径之比)下分析圆柱绕流的阻力系数、升力系数、分离点位置及流场变化规律,为后续涉水基础中的双圆柱绕流问题的研究提供理论依据。 1绕流相关参数 绕流的相关参数主要有雷洛数Re、斯托罗哈数St、升力系数G和阻力系数C“下面给出各个参数的计算公式和物理意义。 1.1雷洛数Re 圆柱绕流的状态和雷诺数有很大关系，雷诺数代表惯性力和粘性力之比：Re=四=巴 “u(1)式中:P为流体的密度;U为自由来流的平均速度;L为结构的特征尺寸(圆柱取直径D)屮为流体粘性系数；”=上为流体的运动学粘性系数。121P 1.2斯托罗哈数St Strouhal指出圆柱绕流后在圆柱后面可以出现交替脱落的旋涡,旋涡脱落频率、流速、圆柱直径之间存在一个关系： st=— U(2)式中:St为斯托罗哈数，取决于结构的形状断面;f,为旋涡脱落频率;D为结构的特征尺寸(圆柱取直径D)；U为来(转下页) 能够使小鼠的血脂下降,从而起到防止AS的作用。同时发现枸杞色素可以使低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、血清甘油三酯(TG)及总胆固醇(TC)的含量减少，因此枸杞中色素能够拮抗高血脂症患者的血脂上升和脂质的不易还原。 同时枸杞色素具有血管内皮细胞的保护作用，研究发现，受损伤的细胞的G0/G1比率和凋亡率可以通过枸杞中的花色昔来下降，升高其G2/M的比率和S期的细胞比率，发现被过度氧化且低密度的脂蛋白所损伤的人体静脉的内皮细胞可以被存在于枸杞中的花色苛所保护和修复叫 枸杞色素不但能明显地增强机体的特异性免疫的作用，并且能够提高非特异性免疫的作用。经实践证实枸杞色素能够明显地提高T、B淋巴细胞的数量、红细胞的免疫黏附作用及其雏鸡血清的HI抗体能力，说明了枸杞色素对于雏鸡的特异性免疫及体液免疫的疗效有明显的加强能力冋。枸杞色素还具有抗疲劳、抗肿瘤、提高视力及生殖能力等作用。 2.3多酚类。多酚类是植物中一组含有多个酚羟基团的化学元素的总称。多酚类物质可以起到很好的还原作用。富含酚羟基的物质在世界上也被称为“第七种营养物质”。此中主要活性物质为多酚类物质，多酚类物质为植物成分的分子的结构式中含有多个酚轻基团统称，主要是单宁类、黄酮类、花色昔类以及酚酸类等成分，均是可以保证健康的一类化合物。枸杞叶子中主要黄酮类物质是芦丁，同样芦丁含量最丰富的部位也是枸杞叶子。尽管芦丁存在于野生或者栽培的枸杞果实中的含量少之又少，然而黄酮类化合物的总含量相比于野生枸杞叶,栽培的枸杞叶子总含量高出很多。 2.4其他化合物。枸杞中主要的含氮物质是氨基酸和蛋白质，此外还含有多种氨基酸、Mg、Mn、Se、Zn多种金属离子、粗脂肪、脂肪酸等，同时还含有多种小分子物质,例如P-香豆酸、各种维生素和脑昔等。其他成分包括菜油；胆苗烷醇;天门冬素、當醇、胆當-7-烯醇;2,4-乙基胆苗-5烯-3(3醇等。 参考文献 [1]张仲景(汉).金匮要略方论[M].北京:人民卫生出版社,1972：21-22. [2]王玲，张才军,李维波，等.枸杞多糖对2型糖尿病患者T淋巴细胞亚群和细胞因子的调节作用[J].河北中医,2013,23(12):888-890. [3]李宁宁.类胡萝卜素的研究进展[J].中国现代实用医学杂志, 2014,3⑵:51-53. [4]袁宝财，达海莉,李晓瑞.宁夏枸杞的生物学特性及开发利用前景[J].河北林果研究,2014,12(4):52-53. [5]朱采平.枸杞多糖的结构分析及生物活性评价[D].武汉：华中农业大学,2009,6(3):46-47. [6]林丽，李进，呂海英，等.黑果枸杞花色昔对小鼠动脉粥样硬化的影响[J].中国中药杂志,2012,37(10):1460-1466.

湍流形成的真实原因-射流涡街理论的研究价值

湍流形成的真实原因—射流涡街现象的深入力学分析 (2011-12-25 07:04:32) 标签： 分类：流体力学涡流理论 科学论文 流体力学理论 实验分析 新涡街现象 杂谈 湍流真实成因解密—新发现射流涡街现象力学原理深入分析 刘昌喆发现了与卡门涡街不同的射流涡街，在射流涡街实验中，演示了低速入塘射流会有左右交替生成涡街现象，速度升高以后射流还会出现甩尾现象。参见本博图片。自然河流中也常有射流涡街现象，不过至今还没有多少人对此注意。刘昌喆于2011年录到了深圳沙河中射流涡街视频影像。参见我新浪博客新发现涡街日志中视频。 北京航空学院（现在的中国航空航天大学）著名教授宁幌讲课说过“流体经不住搓，一搓就有涡。”这话最早出自普朗特关门女弟子、北航创始人陆士嘉教授。这种大家熟识的现象力学过程涉及新涡流学理论，对它详细的分析不在本文范围。简单地描述就是速度差会产生局部低压区域，也可以称为“涡核”。因低压区使低压区具有速度差部分流束受到法向力，产生法向加速度旋转成涡（或曲线偏转）。 常态速度差的流体“搓出”的涡（或曲线偏转）不会是单独孤立的，一个形成的涡会随流滚动（曲线偏转会随流移动），后面新的速度差条件就会形成新涡，这样就能形成间断的涡系列（或连续的振荡曲线）。射流的速度差是双面对称存在的，所以两边都有搓出涡的条件。在一面形成涡旋的后部旋流对于另一面有法向干扰，这一干扰诱导加速了这另一面搓成涡速度，在干扰者身后的对面迅速形成旋向相反的新涡。这样的过程交替反复，所以会左右交替形成涡列（或正弦振荡曲线）。这交错对应的两个涡列就是射流涡街，以上就是射流涡街形成过程的力学解释。在自然界中这种现象的痕迹随处可见，如小股溪流冲过松软平坦的泥滩时，所留下的沟痕不是笔直而是弯曲的。自然界无论湍急还是舒缓的河流的河岸也基本都是左右交替弯曲，也是这个道理。所以射流涡街理论也是研究堤岸冲刷力学的理论，值得人们深入研究它。

漫话卡门涡街及其应用

漫话卡门涡街及其应用 王振东 摘要根据冯·卡门的著作，阐述了卡门涡街研究的历史。讨论了卡门涡街的应用。 关键词冯·卡门卡门涡街涡旋共振流量计 卡门涡街是流体力学中重要的现象。在自然界中常可遇到，在一定条件下的定常来流绕过某些物体时，物体两侧会周期性地脱落出旋转方向相反、排列规则的双列线涡，经过非线性作用后，形成卡门涡街。如水流过桥墩，风吹过高塔、烟囱、电线等都会形成卡门涡街。卡门涡街有一些很重要的应用，因此在学习流体力学时，有必要了解其研究历史及有关的应用情况。 卡门涡街的研究历史 冯·卡门（Theodore von Kármán 1881~1963）是美藉匈牙利力学家，近代力学的奠基人之一，1881年5月11日生于匈牙利布达佩斯，1963年5月6日卒于德国亚琛。他出身于奥匈帝国—个教育学教授的家庭，1902年毕业于布达佩斯皇家工学院，1906年去德国哥廷根（G?ttingen）大学求学，在普朗特（Ludwig Prandtl 1875~1953）教授的指导下，完成了关于柱体塑性区内屈曲问题的论文，于1908年获得博士学位。1911年时，他在哥廷根大学当助教。普朗特教授当时的研究兴趣，主要集中在边界层问题上。普朗特交给博士生哈依门兹（Karl Hiemenz ）的任务，是设计一个水槽，使能观察到圆柱体后面的流动分裂，用实验来核对按边界层理论计算出来的分裂点。为此，必须先知道在稳定水流中圆柱体周围的压力强度如何分布。哈依门兹做好了水槽，但出乎意外的是在进行实验时，发现在水槽中的水流不断地发生激烈的摆动。 哈依门兹向普朗特教授报告这一情况后，普朗特告诉他：“显然，你的圆柱体不够圆”。可是，当哈依门兹将圆柱体作了非常精细的加工后，水流还是在继续摆动。普朗特又说：“水槽可能不对称”。哈依门兹于是又开始细心地调整水槽，但仍不能解决问题。 冯·卡门当時所做的课题与哈依门兹的工作并没有关系，而他每天早上进实验室时总要跑过去问：“哈依门兹先生，现在流动稳定了没有？”哈依门兹非常懊丧地回答：“始终在摆动”。 这时冯·卡门想，如果水流始终在摆动，这个现象一定会有内在的客观原因。在一个周末，冯·卡门用粗略的运算方法，试计算了一下涡系的稳定性。他假定只有一个涡旋可以自由活动，其他所有的涡旋都固定不动。然后让这一涡旋稍微移动一下位置，看看计算出来会有什么样的结果。冯·卡门得到的结论是：如果是对称的排列，那么这个涡旋就一定离开它原来的位置越来越远；而对于反对称的排列，虽然也得到同样的结果，但当行列的间距和相邻涡旋的间距有一定比值对，这涡旋却停留在它原来位置的附近，并且围绕原来的位置作微小的环形路线运动。 星期一上班时，冯·卡门向普朗特教授报告了他的计算结果，并问普朗特对这一现象的看法如何？普朗特说，“这里面有些道理，写下来罢，我把你的论文提交到学院去”。冯·卡门后来回忆时，对此事写道：“这就是我关于这一问题的第一篇论文。之后，我觉得，我的

基于卡门涡街效应的压电悬臂梁的发电仿真分析

Vol.34No.3Aug.2019第34卷第3期 2 0 19年8月青岛大学学报(工程技术版)JOURNAL OF QINGDAO UNIVERSITY (E&T )文章编号：1006 - 9798(2019)0 3 - 0011 -05； DOI ： 10.13306/j.1006 - 9798.2019.03.003 基于卡门涡街效应的压电悬臂梁的发电仿真分析 李海宁，王海峰，郭修宇，孙凯利，崔宜梁 (青岛大学机电工程学院,山东青岛266071) 摘要：为研究压电体在海洋中受迫振动发生形变产生电场的复杂问题，本文以柔性压电片(聚偏氟 乙烯作为压电体)为例，基于ANSYS 有限元仿真软件，建立流体-固体-压电三场耦合的仿真模型， 研究基于卡门涡街效应的柔性压电悬臂梁的发电能力与水速、圆柱直径、压电片尺寸之间的关系。 分析结果表明，在压电片尺寸和水流速度相同的情况下，圆柱直径为40 mm 时，产生的电压最大为 1. 95 V ；在压电片尺寸和圆柱直径相同的情况下，水流速度为0. 2 m/s 时，产生的电压最大为1. 95 V ；在水流速度和圆柱直径相同的情况下，当压电片长度为170 mm 时，产生的电压最大为1. 85 V 。 该研究为以后相关研究提供了理论基础。 关键词：卡门涡街；压电悬臂梁；柔性压电发电装置；ansys ；多物理场耦合；数值水槽中图分类号：TM619； TN384 文献标识码：A 近年来，低能耗电子元件的发展对传统化学电池提出了巨大挑战。传统化学电池具有寿命短、占用空间大等 缺点，无法完全适用于工程需要，这为俘能器件的发展提供了契机。空气中包含颤振、抖振、驰振、卡门涡街振动 等⑴不同振动方式，卡门涡街振动因其极好的稳定性和周期性而成为当前的研究热点。G.W.Taylor 等人2最早 提出利用柔性压电装置进行俘能；s.Pobering 等人3发明了一种水下俘能装置，利用流体的卡门涡街效应发电; A.Mehmood 等人4设计了一种高质量比、低雷诺数的卡门涡街振动压电能量收集系统；H.D.Akaydin 等人5进 行了钝体后压电悬臂梁的风洞模拟；L.A.Wenstein 等人归研究了在钝体不同位置的柔性压电片的发电能力；E. Molino-Minero-Re 等人7研究了水中钝体后柔性压电片的发电能力；朱庆飞8进行了鮭鱼在半圆柱后卡门涡街 中运动的实验;贾来兵)9*基于风吹旗帜问题建立了相对完善的模型，从理论上阐明了旗帜在流动空气中摆动的现 象；王晓聪等人)10*对三维有限长圆柱绕流进行数值模拟；王凯鹏等人⑴*进行了均匀来流条件下圆柱横向受迫振 荡问题的二维数值模拟；T.K.Prasanth )1k *将二维层流串列等直径双圆柱绕流与单一圆柱绕流进行了比较；Q.M. AIMdallal 13*模拟了圆柱绕流沿来流方向上的受迫振动；樊娟娟等人利用动网格技术，进行高雷诺数、大振幅 比的圆柱受迫振动研究；滕丽娟等人)516*在高雷诺数下模拟了等直径圆柱绕流间距比和水流攻角对于阻力和升 力的影响；KuoCC 等人)17*发现并列圆柱钝体可以有效地抑制涡街的产生；张智娟等人)18*发现两个电极并联的双 晶压电片为最优的双晶压电片连接方式;顾睿洋等人)19*针对传统悬臂梁振动发电频带窄的问题，提出了一种弹性折 叠梁结构;胡世军等人)0*研究了单晶压电悬臂梁在不同条件下的发电能力。7上研究均未综合考虑影响装置发电 能力的因素，因此，本文系统研究了柔性压电悬臂梁的发电能力与水速、钝体直径、柔性压电片的尺寸之间的关系。 该研究为压电体在海洋中受迫振动发生形变产生电场的问题提供了理论数据。 1压电悬臂梁系统的计算模型及理论 液态流场计算区域为长1 500 mm,宽500 mm,高200 mm 的立方体空间，流场左端为进口边界，右端为出口 边界，定义出口为压力流出边界，定义顶面和前后两个面为对称边界，定义底面为壁面边界。当水流从左侧进口 流入流场时，由于钝体的阻挡，会产生卡门涡街效应，涡街脱落，从而改变压电片两侧的压力差。液体流场模型的 数值尺寸如图1所示，系统耦合仿真流程图如图2所示。 收稿日期：2018 - 10 - 03；修回日期：2019 -03 - 18 基金项目：国家自然科学基金项目资助(51405255)；山东省高等学校科技计划项目资助(J12LN95)；山东省科技发展计划(政策引导类项目)资 (2012YD04038) 作者简介：李海宁(1994 -)，男，山东平度人，硕士研究生，主要从事智能仪器与测控方面的研究。 通信作者：王海峰(1979 -)，男，博士，副教授，主要研究方向为机电一体化系统设计及计算流体力学分析。Email ： marvelysy@https://www.wendangku.net/doc/2c12190644.html,

卡门涡街现象分析

卡门涡街现象分析 1881年5月11日是著名的美国工程力学家卡门（1881-1963）的诞生纪念日。卡门出生在匈牙利的布达佩斯。他对人类最大的贡献是开创了数学、力学在航空、航天和其它工程技术领域的应用，为近代力学的发展奠定了基础。1911年卡门对流动的流体在圆柱体后留下的两排周期性旋涡进行了深入的研究，在理论上对这种旋涡做出了精辟的分析。这就是著名的卡门旋涡。卡门创建了美国航空科学学院，并把这所学院建设成了当时流体力学的研究中心和培训基地。卡门支持他的学生对火箭推进技术进行研究并和马利纳第一次证明能够设计出稳定持久燃烧的固体火箭发动机。 一.卡门涡街现象 实际流体绕流圆柱(管)体时，边界层分离所形成的旋涡在背流面有一定释放(脱落)规律，当Re90~200时，背流面旋涡不断的交替生成及脱离，并在尾涡区形成交替排列、旋转方向相反、有规则且较稳定的两行旋涡，以比来流小得多的速度运动，这种现象称为卡门涡街(冯·卡门首先实验测得)，又称卡门涡列。 ［注意］卡门涡街现象在Re60~210都可以观察到，但有规则的卡门涡街在Re60~5000范围内，而只有Re90~200范围内观察到的卡门涡街现象才是较稳定的。 二.卡门涡街的利用及危害 a.利用：测量流体来流速度及流量。卡门涡街中旋涡脱落频率f可表示为 5 d 5式中St称为斯特罗哈尔数，是个无量纲量。当Re800~1.510时，一般St0.21。 因此利用这一特点可以制成卡门涡街流量计，即测得脱落频率f、圆柱外直径d后，因为fStSt0.21已知，则可以求得来流速度c，进而获得流量。 b.危害：会产生振动及噪声，严重时产生共振及声振。 卡门涡街时旋涡交替产生并脱落，因此将产生交变力，从而被绕流柱体产生振动及噪声；当交变力频率与柱体材料的固有频率接近时，便会产生共振现象，使振动加剧；振动会使周围空气发出声响效应，若其频率与柱体材料的固有频率接近时，又会产生所谓的声振，使振动及噪声加剧。如风吹电线时发出的呜呜声就是卡门涡街的结果；管式空气预热器中，若空气绕流管束时出现卡门涡街现象，会使管子破坏等等。 涡街流量计是速度式流量计的一种，它以卡门涡街理论为基础，采用压电晶体检测流体通过管道内三角柱时所产生的旋涡频率，从而测量出流体的流量。涡街流量计广泛应用测量的介质有：蒸汽、气体、液体、油类等。

涡街流量计使用说明书

一、使用时的注意事项 1.1、确认收货时 1.1.1、在您拿到本产品时，请确认运输途中有没有磕碰划伤等。 1.1.2、根据产品铭牌的标注，请确认与您要买的型号是否相符。 1.2、运输与储存时 1.2.1、尽可能的利用本公司的包装，将流量计直接运送到安装现场。 1.2.2、运送过程中不要强烈碰撞、也不要让雨水淋湿。 1.2.3、保管时尽量利用本公司的原包装进行保管，保管的地方应符合下列条件要求： 1不会有淋雨水的地方 2振动或碰撞尽量少的地方 3温度：-40℃—+55℃ 4湿度：5％—90％ 1.2.4、使用过的流量计保管时，要将内部的残留液体及粘附物完全清洗干净，另外注意在电源接口处要密封，以防潮湿。 1.3、安装时 1.3.1、使用时要在流量计规定的条件下使用，超出这个规定使用是不可行的，如果因此而造成流量计损坏，维修的费用会由您自己承担。 1.3.2、流量计出现问题以后，尽可能的与我们或维修商联系，以便尽快的把问题解决。 1.3.3、安装之前必须认真阅读说明书，由于没有按照说明书操作造成的流量计损坏，维修费用自己承担。 二、产品用途及工作原理 2.1、用途 LUGB涡街流量计广泛用于石油、化工、电力、轻工等部门工业管道中测量

液体或气体的流量。由于传感器材料为1Cr18Ni9Ti，也可用于城市供水、供热、锅炉供水、医疗行业流体管道的流量测量。 防爆型涡街流量传感器，采用的是本安防爆技术。电池供电的涡街流量计其防爆标志为“Ex iaⅡBT4”，适合不高于Ⅱ类B级的0区、1区、2区含有T1~T4组的危险场所使用；靠安全栅供电的涡街流量计其防爆标志为“ExiaⅡBT5”，适于Ⅱ类B级的0区、1区、2区含有T1~T5组的危险场所使用。 2.2、工作原理 图一：卡门涡街工作原理图 LUGB涡街流量计是利用卡门涡街原理，用来测量蒸汽、气体及低粘度的液体的流量仪表。当流体流过与被测介质流向垂直放置的旋涡发生体时，在其后方两侧交替地产生两列旋涡，称之为卡门涡街，如上图1所示。在一定雷诺数范围内（2×104～7×106），旋涡所产生的频率f与介质的平均速度V及旋涡发生体的迎流面宽度d之间有下列关系： f＝St式中St为斯特劳哈尔数，它是无量纲常数，当R =2×104～7×106 eD 时约为0.15～0.22，通过压电元件检测出旋涡产生的频率f，就可计算出平均流 =A*V，,其中A为管道横截面积。 速V，从而确定管道内的体积流量：Q V 三、产品的特点 我公司生产的涡街流量计是借鉴日本OVAL公司的产品设计理念结合国内企业的使用特点，经过多年的研发而推出的产品。本产品是按照日系国家标准JIS Z8766：2002《涡街流量计—流量测定方法》，进行生产的，因此我公司的涡街流量计有这国内同类产品没有的精确性和稳定性，除具备普通涡街流量计的特点外，还具有下述突出特点：

卡门涡街实验

卡门涡街 一、实验现象 首先，把小纸条在无风处竖直放置，观察到纸片是静止的。 然后，将吹风机调至低风速档，将纸片放在吹风机下面，风从纸片正上方往下吹，先将纸片放在离吹风口远一点的位置，纸片还是基本静止的；慢慢靠近风口，由于实验存在误差，纸片会有一点微小的摆动，但是纸片的振幅不会太大。由此可以观察到当风速比较低时，纸片基本上还是静止的。 最后，把吹风机打到高风速挡，这个时候可以观察到纸片中部振幅波动大，后头尾巴会明显摆出。 二、实验原理 卡门涡街是流体力学中重要的现象，在自然界中常可遇到。在一定条件下的定常来流绕过某些物体时，物体两侧会周期性地脱落出旋转方向相反排列规则的双列线涡，经过非线性作用后，形成卡门涡街，如水流过桥墩，风吹过高层楼厦、电视塔捆囱、电线等都部会形成卡门涡街。 一个轴对称的圆形物体受到风的作用，如果风的速度小于某个值，它的流线如下图(a)所示；随着流速的增大在它的尾部出现了一个气流的涡旋（如下图(b)），这个涡旋会脱落，每次脱落的时候它都会交替的出现，尾部的涡在脱落的过程造成的负压力出现周期性的变化，最后出现下图(d)(e)的情况。 三、原理应用 实际上，卡门涡街并不全是会造成不幸的事故，它也有很成功的应用。比如己在工业中广泛使用的卡门涡街流量计，就是利用卡门涡街现象制造的一种流量计。它将涡旋发生体垂直插入到流体中时，流体绕过发生体时会形成卡门涡街，在满足一定的条件下，非对称涡列就能保持稳定，此时，涡旋的频率f与流体的流速v成正比，与涡旋发生体的正面宽度d成反比，可用公式表示为：

f=Stv/d 其中St为斯特劳哈尔数，在正常工作条件下为常数。 卡门涡街流量计有许多优点：可测量液体、气体和蒸汽的流量；精度可达±1%(指示值)；结构简单，无运动件，可靠、耐用；压电元件封装在发生体中，检测元件不接触介质；使用温度和压力范围宽，使用温度最高可达400℃；并具备自动调整功能，能用软件对管线噪声进行自动调整。 四、教学建议 1.应该建立一个丰富的知识数据库，给学生提供课内学习外的一些资源； 2.课程时间持续过长，两个小时多次上课更好 3.老师们确实应该加强计算机技术的学习了