Вихревые расходомеры с обтекаемым телом

Тело, находящееся на пути потока, изменяет направление движения обтекающих его струй и увеличивает их скорость за счет соответствующего уменьшения давления. Одновременно с этим на передней стороне тела создается повышенное, а с задней стороны – пониженное давление. В дальнейшем при описании работы вихревых расходомеров с обтекаемыми телами видится понятие «миделевое сечение» – это наибольшее по площади сечение твердого тела плоскостью, перпендикулярной направлению движения потока вещества. Так, например, если перпендикулярно потоку расположено тело цилиндрической формы, то поверхность миделевого сечения проходит по диаметру цилиндра. И так, за миделевым сечением тела начинается обратный процесс уменьшение скорости и увеличения давления. Пограничный слой, обтекающий тело, после прохождения миделевого сечения, отрывается от тела и под влиянием пониженного давления изменяет направление движения, образу вихрь.

Это происходит как в верхних, так и в нижних точках обтекаемого тела, с той лишь разницей, что развитие вихря с одной стороны препятствует развитию вихря с другой стороны, таким образом, образование вихрей происходит поочередно, один вихрь сменяет другой. При этом за обтекаемым телом образуется вихревая дорожка Кармана. Частота срыва вихрей f по критерию Струхаля Sh равна:

,

так как величина , то f пропорциональна скорости v, а значит и объемному расходу F_об.. Зависимость между f и F_об. описывается уравнением:

,

где – площадь наименьшего поперечного сечения потока вещества вокруг обтекаемого тела. Из формулы определения F_об. следует, что величина Sh должна оставаться постоянной в возможно большей области значений числа Re. Например, если обтекаемое тело цилиндр, то число Sh остается неизменным в области 10³…10⁴ < Re < 2∙10⁵.

Так как в конструкции вихревых расходомеров в качестве обтекаемых тел используются призматические тела, треугольной, прямоугольной или трапецеидальной (дельтообразной) форм, то ещё одним названием этих расходомеров является дельтаметр. Тела обтеканию, имеющие треугольную, прямоугольную или трапецеидальную формы устанавливаются в трубах с внутренним диаметром от 50 мм до 300 мм.