渦街流量計(jì)的基本結(jié)構(gòu)

在推導(dǎo)頻率與流速關(guān)系式時(shí)，使用了渦街的穩(wěn)定條件：間隔比h／ ，這說(shuō)明旋渦產(chǎn)生的頻率受到一定的旋渦空間構(gòu)造影響，而旋渦的空間結(jié)構(gòu)與旋渦發(fā)生體的形狀有關(guān)．

另外，在前面的討論中，我們還應(yīng)該注意到：

①在上述推導(dǎo)過(guò)程中，均是在一維流動(dòng)的條件下的．然而在圓管中的流動(dòng)，是具有軸對(duì)稱分布的三維流動(dòng)．
②在上流有管道存在的條件下，會(huì)有附加的流速分布畸變、旋流、波動(dòng)等不穩(wěn)定因素．

上述兩點(diǎn)都會(huì)對(duì)旋渦的穩(wěn)定性與規(guī)律性產(chǎn)生重要的影響．所以，在渦街現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)以后的很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，一直未能用來(lái)進(jìn)行測(cè)量流量，除了信號(hào)檢測(cè)技術(shù)以外，上述兩點(diǎn)也是重要的原因．為了克服上述因素帶來(lái)的影響，必須對(duì)旋渦發(fā)生體形狀有一定要求，使管內(nèi)的旋渦發(fā)生體處流動(dòng)盡量接近二維流動(dòng)，以控制三維流動(dòng)中旋渦發(fā)生體發(fā)出的旋渦相位，使渦線彎曲變得極?。?

由此可見(jiàn)，旋渦發(fā)生體形狀對(duì)渦的發(fā)出有決定性的影響．

1. 旋渦發(fā)生體形狀的基本要求

旋渦發(fā)生體的形狀目前已有很多種式樣，但它們必須具有一些相同的基本要求：

①有鈍的(即非流線型的)截面形狀――這是產(chǎn)生旋渦的條件；
②上下截面形狀相同，并且左右對(duì)稱――流動(dòng)接近二維流動(dòng)的條件；
③邊界層分離點(diǎn)是固定的——斯特羅哈數(shù)St恒定的條件．

同時(shí)，旋渦發(fā)生體在管道中的安裝位置必須嚴(yán)格對(duì)稱．旋渦發(fā)生體上游必須具有10倍D以上的直管，下游必須有5倍D的直管．

2．旋渦發(fā)生體的基本結(jié)構(gòu)

旋渦發(fā)生體形狀有圓柱、三角往、T型柱、四角柱等，以下主要介紹圓柱與三角柱這兩種型式。

(1)圓柱型旋渦發(fā)生體

前面關(guān)于旋渦理論部分的內(nèi)容就是以圓柱為例進(jìn)行討論的。雖然這種型式使用較早，但嚴(yán)格地說(shuō)，在高流速下它的斯特羅哈數(shù)St并不穩(wěn)定．因此，人們就將其改進(jìn)成開(kāi)狹縫或?qū)嚎仔问剑?

圖1 圓柱旋渦發(fā)生器 圖2 電容式三角柱旋渦發(fā)生體
1－導(dǎo)壓孔；2－空腔；3－隔墻；4－鉑緣

開(kāi)導(dǎo)壓孔的圓柱旋渦發(fā)生器如圖1所示．由于有導(dǎo)壓孔存在，當(dāng)旋渦發(fā)出的同時(shí)產(chǎn)生的交替升力使流體通過(guò)導(dǎo)壓孔流動(dòng)，產(chǎn)生一邊吸入，一邊吹出的效果．當(dāng)流體附面層在圓柱表面開(kāi)始分離時(shí)，在吸入一側(cè)，分離被抑制；在吹出一例，分離則被促進(jìn)發(fā)生．這樣就可使流體分離點(diǎn)的位置固定下來(lái)，也就可以使斯特羅哈數(shù)St相對(duì)穩(wěn)定．

（2）三角柱型旋渦發(fā)生體

目前采用較多的旋渦發(fā)生體是三角柱形的，其形狀一般由實(shí)驗(yàn)確定．它不僅可以得到比圓柱更強(qiáng)烈的旋渦，而且它的邊界層分離點(diǎn)是固定的，即其斯特羅哈數(shù)St相對(duì)恒定，大約為St＝0．16．這樣，渦頻與流速的關(guān)系為f＝0．16 u／d，其中d為三角柱的底邊寬度．形狀可見(jiàn)圖2所示．