涡街流量计(又称旋涡流量计)是一种流速测量仪表,用于测量流体(液体或气体)的体积流量。它的工作原理基于涡街现象,即当流体流过钝物时,会在下游形成交替脱落的涡旋。
想象一个物体(例如圆柱体)置于流体中。当流体流过该物体时,会由于物体的存在而在流体中产生扰动,导致流线的偏转。在物体下游,这种扰动会形成交替脱落的涡旋,称为涡街。
涡街的形成是因为流体流过物体时,流速不对称,导致流线交替地从物体的两侧脱落。这种脱落的涡旋之间的间隙被称为涡街,涡旋脱落频率与流速成正比。
涡街流量计就是利用涡街现象来测量流速。它通过放置一个传感器(如压电传感器)在物体下游,来检测涡旋脱落的频率。然后,使用该频率来计算流体的体积流量。
涡街频率(f)与流速(v)之间存在以下关系:
``` f = (St * v) / D ```其中:
* St 是斯特劳哈尔数,一个无量纲数,对于圆柱体约为 0.2 * v 是流速 * D 是物体的直径要演示涡街现象,可以使用动态图或视频。例如,以下链接展示了涡街流量计的运作原理的动画:
[动态图链接]在这个动画中,您可以看到流体流过圆柱体,在圆柱体下游形成涡街。涡旋脱落的频率与流速成正比。动画还显示了传感器如何检测涡旋脱落,并使用该频率来计算流速。