涡街流量计的原理1．卡门涡街的产生与现象为说明卡门涡街的产生，我们来考虑粘性流体绕流圆柱体的流动．当流体速度很低时，流体在前驻点速度为零，来流沿圆柱左右两侧流动，在圆柱体前半部分速度逐渐增大，压力下降，后半部分速度下降，压力升高，在后驻点速度又为零．这时的流动与理想流体统流圆柱体相同，无旋涡产生，如图 3—7a 所示．随着来流速度增加，圆柱体后半部分的压力梯度增大，引起流体附面层的分离，如图 3—7b 所示．当来流的雷诺数 Re 再增大，达到 40 左右时，由于圆柱体后半部附面层中的流体微团受到更大的阻滞，就在附面层的分离点 S 处产生一对旋转方面相反的对称旋涡．如图3－7c 所示．在一定的留诺数 Re 范围内，稳定的卡门涡街的及旋涡脱落频率与流体流速成正比．图 3－7 圆柱绕涡街产生示意图2．卡门涡街的稳定条件并非在任何条件下产生的涡街都是稳定的．冯·卡门在理论上已证明稳定的涡街条件是：涡街两列旋涡之间的距离为 h，单列两涡之间距离为 ，若两者之间关系满足＝1或 h / ＝0
281 （3－24）时所产生的涡街是稳定的
3．涡街运动速度为了导出旋涡脱落频率与流速之间的关系，首先要得到涡街本身的运动速度 ．为便于讨论，我们假定在旋涡发生体上游的来源是无旋、稳定的流动，即其速度环量为零．从汤姆生定理可知，在旋涡发生体下游所产生的两列对应旋涡的速度环量 ，必定大小相等，方向相反，其合环量为零，由于对应两涡的旋向相反，速度环量大小相等，所以在整个涡群的相互作用下，涡街将以一个稳定的速度 向上游运动．从理论计算可得． 的表示式为＝ tan h (3-25)对于稳定的涡街，将式（3－25）代入，有：= tan h(0
281 )= (3-26)4．流体流速与旋涡脱落频率的关系从前面讨论可知，当流体以流速 u 流动时，相对于旋涡发生体，涡街的实际向下游运动速度为 u－ur．假如单列
