渦街流量計使用層流表現非常好的,至少我們看一下帶有旁路傳感器的渦街流量計和控制器。為了用這種流量儀器進行精確測量,優選層流。
但是,在實踐中,您會經常遇到湍流。湍流可能由安裝中的限制引起,例如閥門或適配器,以及高速使用的流體。這種效應被稱為“湍流效應”。湍流會影響測量的準確性,這是您想要防止的。
湍流與層流的關系
通??梢哉f有兩種類型的流動:層流和湍流。在圖1中,通過使用圓柱形管中的墨水的實驗可視化層流。墨水已注入玻璃管的中間,水流過玻璃管。當水的速度仍然很低時,墨水似乎不會與水混合,流線是平行的; 這稱為層流。
如果水的速度增加,則在一定速度下會發生突然變化。流動完全破壞,水通過墨水變得均勻。流線是混亂的,不再是線性的,這被稱為湍流。

我們如何實現增減的目標?
理論上,流動模式取決于四個變量:
管的直徑
流體的速度
流體密度
流體的動態粘度
結合的因子提供所謂的雷諾數(Re),這是描述流動條件是否導致層流或湍流的重要參數。通常,可以說層流在低雷諾數(≤約2300)處發生,并且湍流在高雷諾數(≥約3000)處發生。在這兩個數字之間(Re 2300-3000),您有一個“過渡流”,意味著流動可以是層流或湍流(提到的數字是圓柱形管)。
什么時候會出現湍流效應?
如前所述,湍流效應是在使用(太多)限制的裝置中發生的常見效果,例如閥門或適配器,以及高速使用的流體。在每次限制中,流動都被破壞,氣體的速度也會發生變化(如圖2所示)。除了限制的使用,管道長度是需要考慮的因素。由于湍流需要一段時間再次獲得層流,因此使用正確的管道長度非常重要。
您希望在流量測量儀器的入口處防止湍流,因為它會影響測量的準確性。在流量儀器之前好好有層流。然而,儀器本身用作流量控制器,儀表后面有一個閥門,可能會再次引起湍流。
并非所有類型的流量計都經歷這種不利。主要使用旁路原理的渦街流量計對此效果很敏感?;诳评飱W利,CTA(恒溫風速測量)或超聲波原理的流量計與湍流無關。
為什么帶旁路傳感器的渦街流量計更敏感?
帶旁路傳感器的儀器基于通過限制的主流和通過實際傳感器的一小部分流量工作。這兩個流量之間的比率由傳感器上的壓降和層流的限制決定。湍流效應會擾亂這個比例。由于帶旁路傳感器的儀器通常用于非常精確的測量,湍流效應會對測量結果產生巨大影響。
你能做些什么來減少湍流的不利影響?
當使用帶有旁路傳感器的渦街流量計時,建議執行以下操作:
1)盡量防止過程中的限制,例如閥門,適配器和彎頭接頭:
不要將流量計直接安裝在限制器后面,例如閥門。但是,如果不能以不同方式安排,則可以在閥門和流量計之間使用湍流過濾器,或使用帶有集成湍流過濾器的流量計。
使用靠近流量計的彎管接頭應盡可能限制。
2)使用正確的管道長度限制流速。通常建議使用好小管道長度:
儀器入口處管徑的10倍
管道直徑的4倍,位于儀器出口處(僅限流量計)
對于> 100 l / min的氣體流速,通常至少使用12mm或1/2“管道。
3)在流程中使用“湍流”過濾器。
湍流過濾器將在流體到達傳感器之前對其進行過濾,并使其再次成為層流。如今,流量計通常在流量計中集成了這種過濾器(例如Bronkhorst EL-FLOW系列)或在流量計內部具有擴展的流動路徑
這一切都取決于過程和應用
這在很大程度上取決于應用對湍流的影響。作為半導體工藝中的一個例子,特別是在諸如層沉積的涂覆工藝中,湍流是不可能的。穩定的過程在這里至關重要。然而,在其他涂覆工藝中,例如火焰噴涂技術,由于流動中的高壓,湍流的影響將更小。
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