把一個(gè)非流線型阻流體垂直插入管道中，隨著流體繞過阻流體流動(dòng)，產(chǎn)生附面層分離現(xiàn)象，形成有規(guī)則的旋渦列，左右兩側(cè)旋渦的旋轉(zhuǎn)方向相反。這種旋渦稱為卡門渦街。生產(chǎn)旋渦分離的阻流體稱為旋渦發(fā)生體。渦街流量計(jì)是根據(jù)旋渦脫離旋渦發(fā)生體的頻率與流量之間的關(guān)系來測(cè)量流量的儀表。
1、卡門渦街的產(chǎn)生與現(xiàn)象
為說明卡門渦街的產(chǎn)生，我們來考慮粘性流體繞流圓柱體的流動(dòng)。當(dāng)流體速度很低時(shí)，流體在前駐點(diǎn)速度為零，來流沿圓柱左右兩側(cè)流動(dòng)，在圓柱體前半部分速度逐漸增大，壓力下降，后半部分速度下降，壓力升高，在后駐點(diǎn)速度又為零．這時(shí)的流動(dòng)與理想流體統(tǒng)流圓柱體相同，無旋渦產(chǎn)生，如圖a所示 隨著來流速度增加，圓柱體后半部分的壓力梯度增大，引起流體附面層的分離，如圖b所示．當(dāng)來流的雷諾數(shù)re再增大，達(dá)到40左右時(shí)，由于圓柱體后半部附面層中的流體微團(tuán)受到更大的阻滯，就在附面層的分離點(diǎn)s處產(chǎn)生一對(duì)旋轉(zhuǎn)方面相反的對(duì)稱旋渦。如圖c所示。在一定的留諾數(shù)re范圍內(nèi)，穩(wěn)定的卡門渦街的及旋渦脫落頻率與流體流速成正比。
圓柱繞渦街產(chǎn)生示意圖
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
雖然這種型式使用較早，但嚴(yán)格地說，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)成開狹縫或?qū)嚎仔问健?br>電容式三角柱旋渦發(fā)生體
圓柱旋渦發(fā)生器
1－導(dǎo)壓孔；2－空腔；3－隔墻；4－鉑緣
開導(dǎo)壓孔的圓柱旋渦發(fā)生器如圖所示。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，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．形狀可見下圖：
流量計(jì)的種類很多，除了以上介紹的幾種流量計(jì)外，還有許多類型的流量計(jì)，例如靶式流量汁，堰式流量計(jì)，漩渦流量計(jì)等。
隨著工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平的提高。許多新的流量測(cè)量方法也日益被人們重視和采用，例如超聲波，激光，x—射線及核磁共振等逐漸應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，成為目前較新的流量測(cè)量技術(shù)。