DE2122713C - Vortex generating element for flow rate meters - Google Patents
Vortex generating element for flow rate metersInfo
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- DE2122713C DE2122713C DE19712122713 DE2122713A DE2122713C DE 2122713 C DE2122713 C DE 2122713C DE 19712122713 DE19712122713 DE 19712122713 DE 2122713 A DE2122713 A DE 2122713A DE 2122713 C DE2122713 C DE 2122713C
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Description
16 Element nach Anspruch 10. dadurch gekennzeichnet, daß im Durchlaß Einrichtungen zur Messung der darin herrschenden Druckschwankung vorgesehen sind.16 element according to claim 10, characterized in that that in the passage means for measuring the pressure fluctuation prevailing therein are provided.
17 Element nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung im Trennwanddurchlaß (52) vorgesehen ist.17 Element according to claim 16, characterized in that that the measuring device is provided in the partition wall passage (52).
18. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 15 dadurch gekennzeichnet, daß an der Abströmfläche (14 if) des Elements (14) Einrichtungen (MA) zur Messung der Druckschwankungen längs dieser Fläche vorgesehen sind (F i g. 3).18. Element according to one of claims 1 to 15, characterized in that on the outflow surface (14 if) of the element (14) devices (MA) for measuring the pressure fluctuations along this surface are provided (Fig. 3).
W. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 15 dadurch gekennzeichnet, daß stromab des Flements(14) eine Meßeinrichtung angeordnet ist. die Mittel (32, 34) zur Übertragung eines Schallimpulses quer zur Bewegungsrichtung der Wirbel sowie Mittel (30, 36) aufweist, welche auf die durch die Wirbel verursachte Schwankungen bzw. Änderungen der Übertragungszeiten der Impulse ansprechen.W. Element according to any one of claims 1 to 15 characterized in that downstream of the Flements (14) a measuring device is arranged. the means (32, 34) for transmitting a Sound pulse transversely to the direction of movement of the vertebrae and means (30, 36) which on the fluctuations or changes in the transmission times of the caused by the eddies Addressing impulses.
Die Erfindung betrifft ein wirbelerzeugendes Element für Strömungsgeschwindigkeitsmesser, das im wesentlichen längliche zylindrische Gestalt besitzt und quer in einen Strömungsmittelstrom eingesetzt ist, so daß es an seinen gegenüberliegenden Seiten wechselweise auftretende Wirbel erzeugt.The invention relates to a vortex-generating element for flow velocity meters, which is in has a substantially elongated cylindrical shape and is inserted transversely into a fluid stream is so that it creates alternating eddies on its opposite sides.
/ ο Ein in den Strom des sich bewegenden Strömungs-/ ο One in the stream of the moving flow
fi. Element nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 55 mittels eingefügter zylindrischer Gegenstand erzeugt zeichnet, daß der Zylinder einen kreisförmigen eine als Karmanwirbelstraße bekannte Wirbelströ-Ouerschnitt besitzt. mung mit einem bestimmten Wirbelschcma. Bei einerfi. Element according to claim 1, characterized in that it is produced by means of an inserted cylindrical object draws that the cylinder has a circular eddy current Ou section known as the Karman vortex street owns. mung with a certain vortex rate. At a
derartigen Wirbelstraße, bei der die Wirbel periodisch abwechselnd von gegenüberliegenden Seiten des zylindrischen Elements ausgesandt werden, besteht eine bestimmte Beziehung zwischen der Frequenz/such vortex street in which the vortices periodically alternate from opposite sides of the cylindrical element, there is a certain relationship between the frequency /
9. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (14 E) elliptischen Querschnitt besitzt.9. Element according to claim 1, characterized in that the cylinder (14 E) has an elliptical cross section.
10. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den ausgesparten Oberflächenabschniuen (16, 18) mindestens ein das Element (14) durchsetzender Durchlaß vorhanden ist.10. Element according to claim 1, characterized in that between the recessed surface sections (16, 18) there is at least one passage extending through the element (14).
11. Element nach Anspruch 1 (I., dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den ausgesparten Oberflächenabschniuen (16, 18) eine Reihe von11. Element according to claim 1 (I., characterized in that between the recessed surface sections (16, 18) a number of
der Entstehung der Wirbel, dem Durchmesser D des Zylinders und der Strömungsgeschwindigkeit V, welche sich durch die Gleichungthe formation of the vortex, the diameter D of the cylinder and the flow velocity V, which is given by the equation
/ = K ■ VID / = K ■ VID
definieren läßt, in welcher K eine Konstante bedeutet, wenn die Strömung innerhalb eines Geschwindig-defines in which K means a constant if the flow is within a speed
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keitsbercichs V liegt, und außerhalb diese* Bereichs K dadurch aus. daß die ausgesparten Oherflächen-keitsbercichs V lies, and outside this * area K thereby. that the recessed outer surface
eine Funktion der Geschwindigkeit I·' darstellt. Dem- abschnitte jeweils einwärts von der Kante in die Ab-represents a function of the speed I · '. Dem- sections each inwards from the edge into the
zufolge kann die Strömungsgeschwindigkeit I' durch stirnfläche des Elements übergehen und die Kanteaccording to the flow velocity I 'can pass through the face of the element and the edge
Messung der Erregungsfrequenz f der Wirbel se- »esienüher dem Sirömun^mitteNirom einen äußerenMeasurement of the excitation frequency f of the vertebrae, closer to the Sirömun ^ center Nirom, an outer one
messen werden, wobei die Messung direkt erfoigt. 5 Ansatz des Elements bildet.be measured, the measurement being made directly. 5 approach of the element forms.
wenn auf Grund der Strömungsbedingungen λ' eine Weiterhin kann das Element derart ausgeprägt sein.if, due to the flow conditions λ ', the element can also be so pronounced.
Konstante ist. j^u ,j;e Kante in einem Winkel von 70 bis ]il5°Is constant. j ^ u, j; e edge at an angle of 70 to] il5 °
Es hat sich gezeigt, daß das gewünschte lineare /wischen der Verbindungslinie der Kante zum Z\lin-It has been shown that the desired linear / wipe the line connecting the edge to the Z \ lin-
Verhältnis zwischen der Strömungsgeschwindigkeit Γ dvr-Mittelpunkt und der Verbindungslinie /wischen und der Frequenz/ der Wirbelerzeugung nicht im io dem Staupunkt des Strömungsmittel* am Z> linderRelationship between the flow velocity Γ dvr-midpoint and the connecting line / wipe and the frequency / the vortex generation not in the io the stagnation point of the fluid * at the Z> lighter
gesamten Bereich der bei der Strömung^me**ung zum Zvlinder-Mittelpunkt angeordnet ist. Weiter-entire area that is arranged in the flow measurement to the center of the cylinder. Continue-
möslichen Bedingungen zutrilTt. Wenn ein Z\linde"r hildimeen der Erfindung ergeben sich au* den Unter-possible conditions. If a Z \ linde "r hildimeen of the invention result from the sub-
in einen Strom eines ein Ruhr durchströmenden ansprächen.in a stream of a river flowing through a dysentery.
Strömungsmittel eingebracht wird, und speziell wenn Die durch die Aussparungen erzeugten Kanten sich die Strömungsgeschwindigkeit über einen be- 15 liefen praktisch an der Stelle, an welcher die Grenzstimmten Wert hinaus erhöht, -teilt K keine Kd"- schicht des Strömungsmittel* von der Oberfläche des stante mehr dar. Die Messung der Wi-heL-rzeunimn Element* bei im linearen Bereich liegenden Stroergibt dann keine Strümun^nv-suns. Obgleich die mur ^ccschwindigW eilen abreißt. Die ausgesparten Ursachen für diese Unstimmigkeit noch nicht voll bzw hinterschnittenen Oberfl .-henabschnitte gehen bekannt sind, wird angenommen, daß sie \on dem 20 außerdem einwärts von dieser Kante in den Ab*trömungleiehmäßigen GeschwindigkeiKprof. eine* ein abschnitt der F lement-Oberfläche über. *o daß die gohr durchströmenden Strömungsmittels von den Kant·· eine äußere, unterbrochene Verlängerung de* Schwa· -ungen und den neben der Karmanwirbel- Elements cetienüber dem Strömungsmittclstrom HiI-Straße im Strömungsmittel erzeugten Wirbeln sowie det wodurch ein Grenzschichtabriß erzwungen wird, von der Verschiebung des Ahreil'punkts der Grenz- 25 Diese Anordnung ergibt über einen breiteren Geschieht des längs der Zylinderrläche des z\!mdri*chen schwindigkeitsbereich hinweg das gewünschte lineare Elements strömenden Strömungsmittel* zur Strom- Verhältnis der eingangs erläuterten Gleichung. Ein absei'.e dieses Elements bei zunehmender Ge*chwin- weiterer Vorteil der Erfindung lieft darin, daß eine digkeit herrührt. Unterstützung der Steuerung des Grenzschichtabrisses ""Es sind bereits zahlreiche Anordnungen bekamt. 30 zwecks Erzeugung stabiler Karmanwirbelstraßen erum unter Strömungsmeßbedingungen die Karman- reicht wird.Fluid is introduced, and especially when the edges generated by the recesses, the flow rate over a loading 15 ran almost at the location at which the boundary certain value also increased -teilt K no Kd "- layer of the fluid * of the surface of the stante more. the measurement of the Wi-HEL rzeunimn element * when lying in the linear region Stro he is then no Strümun ^ nv-suns. Although tearing hurry the mur ^ ccschwindigW. the recessed reasons for this discrepancy is not fully or undercut surface .-hen sections are known, it is assumed that they also go inwards from this edge in the flow rate profile of a * a section of the element surface. An outer, interrupted extension of the swellings and the cetien next to the Karman vortex elements above the fluid flow HiI- Straße in St. This arrangement results in the desired linear element flowing over a broader course of the fluid flowing along the cylinder surface of the restricted velocity range Current ratio of the equation explained at the beginning. Another advantage of the invention lies in the fact that it results in a tightness. Support for the control of the boundary layer demolition "" Numerous orders have already been received. 30 for the purpose of generating stable Karman vortex roads erum the Karman range under flow measurement conditions.
wirbelstraße stabiler zu machen. Bei der in der ISA.- Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformenmaking eddy streets more stable. The following are preferred embodiments of the ISA
Patentschrift 3 116 63·* beschriebenen bekannten der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher er-Patent specification 3 116 63 * described the invention with reference to the drawings.
Anordiiung besitzt das zylindrische Element eine läutert. Es zeigtThe cylindrical element has a refined arrangement. It shows
Querschnittsform, welche den Stromungswiderstand 35 F i g. 1 eine schematische Darstellung einer bebei hohen Strömungsgeschwindigkeiten herabsetzt kannten Einrichtung zur Erzeugung von Karman- und die durch Kavitation hervorgerufenen nachteili- wirbelstraßen sowie zur Messung der Strömungsgen Auswirkungen der Wirbelerzeugung vermeidet. geschwindigkeit. Cross-sectional shape showing the flow resistance 35 F i g. 1 is a schematic representation of a bebei device for generating Karman- and avoids the disadvantageous vortex streets caused by cavitation and the effects of vortex generation for measuring the flow rates. speed.
diese Querschnittsform weist einen strömungsgünsti- F i g 2 einen lotrechten Schnitt durch -ein einen gen vorderen Abschnitt, der beispielsweise die Form 40 Strömungsmittelstrom führendes Rohr, welcher einethis cross-sectional shape has a flow-favorable F i g 2 a vertical section through -ein a gen front portion, for example the form 40 fluid flow conducting tube, which is a
einer Halbellipse besitzt, und einen weggeschnittenen. Ausführungsform des wirbelerzeugenden Elements ina semi-ellipse, and a cut away. Embodiment of the vortex-generating element in
ausgesparten hinteren Abschnitt auf. Aufsicht zeigt.recessed rear section. Supervision shows.
Die bisher bekannten Vorrichtungen waren jedoch Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. _.The previously known devices were, however, Fig. 3 a section along the line 3-3 in Fig. _.
nicht \>»'ιί zufriedenstellend bei der"Erzeugung eines Fig. 4, 5 und 6 der Fig. 3 ähnelnde Schnittlinearen Verhältnisses zwischen der Strömüngsge- 45 ansichten abgewandelter Ausführungsformen desnot \> »'ιί satisfactory in the" generation of a line of intersection similar to that of FIGS. 4, 5 and 6 of FIG. 3 Relationship between the Strömüngsge- 45 views of modified embodiments of the
schwindigkeit V und der Wirbelerzeugungs-Fre- wirbelerzeugenden Elements,speed V and the vortex-generating vortex-generating element,
quenz f. Obgleich bezüglich der Vermeidung von F i g. 7 eine F i g. 2 ähnelnde Ansicht eines Teilssequence f. Although regarding the avoidance of F i g. 7 a fig. 2 similar view of a part
Stönvirbeln und Kavitations-Problemen Vorteile er- eines abgewandelten zylindrischen Elements,Wobble and cavitation problems advantages of a modified cylindrical element,
zielt worden konnten, blieben die Abweichungen von F i g. 8 eine F i g. 7 ähnelnde Ansicht einer weitercould be aimed, the deviations from FIG. 8 a fig. 7 similar view of a further
der Linearität bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten 50 abgewandelten Ausführungsform des zylindrischenthe linearity at high flow velocities 50 modified embodiment of the cylindrical
nach wie vor bestehen. Elements.still exist. Elements.
Aufgabe der Etftndung ist mithin in erster Linie die F i g. Q einen Schnitt längs der I inie W in r· ig. /, Schaffung von verbesserten Elementen zur Erzeugung F i 2. K) einen F i g. 9 ähnelnden Schnitt durch von Karmanwirbclstraßen, die den Bereich der meß'- eine abgewandelte Ausführungsform des wirbelerzeubaren Strömungsgeschwindigkeit vererößern. in dem 55 genden Elements. ' 1111 ein lineares Verhältnis zwischen der Strömungs- Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie U-M in geschwindigkeit und der Frequenz der Wirbclerzeu- Fig, U) und ... gung besteht. Fig. 12 eine Fig. I ähnelnde Ansteht einer noch Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- weiter abgewandelten Ausfuhrungsform des wirbellöst daß das Element an seinen gegenüberliegenden 60 erzeugenden Elements.The task of the establishment is therefore primarily the fig. Q a section along the line W in rig. /, Creation of improved elements for generating F i 2. K) a F i g. Section similar to 9 through von Karmanwirbclstraßen, which enlarges the area of the measurable flow velocity. in the lowering element. 1111 there is a linear relationship between the flow Fig. 11 a section along the line UM in speed and the frequency of the vortex generation. Fig. 12 is a Fig. I similar to a still pending This object is inventively overall further modified embodiment of the eddy solves that the element 60 at its opposite-generating element.
Seiten je einen ausgesparten Oberflächenabschnitt Aus Fig. ■. welche ein in einem durch ein Rohr iu aufweist und daß diese Aussparungen die Anström- strömenden Strömungsmittel angeordnetes, herfläche des Elements in einer Kante praktisch an kömmliches, zylindrisches wirbelerzeugcndes tleeiner Stelle schneiden, an welcher die Grenzschicht ment in Form eines geraden Kreis-Zylmders C zeigt, des Strömungsmittelstroms bei im linearen Bereich 65 ist ersichtlich, daß sich das Strömungsmittel F an liegenden Strömungsgeschwindigkeiten von der Ober- einem Staupunkt P I in zwei Strome F 1 und F..autfläche des Elements abreißt. teilt, die dann über die Oberflache des Zylinders C Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich strömen. Die Strömungsgeschwindigkeit anEach side has a recessed surface section from Fig. ■. which has a back surface of the element arranged in a tube through a tube and that these recesses intersect the face of the element in one edge practically at a conventional, cylindrical vortex-producing part at which the boundary layer shows element in the form of a straight circular cylinder C. , of the fluid flow at in the linear region 65, it can be seen that the fluid F breaks away from the top of a stagnation point PI into two flows F 1 and F. divides, which then flow over the surface of the cylinder C. A preferred embodiment is characterized. The flow rate
Zylindcrmantclflächc erhöhl sich mit zunehmender Die Aussparungen 16, 18 sind so ausgebildet, daß Entfernung der Strömung vom Staupunkt P I, bis sich sie die Anströmflächc 14 w des Elements 14 in Formdie Grenzschicht des Strömungsmittels an einem Ab- Unterbrechungen bzw. Kanten 20, 22 schneiden, rcißpunkt P 2 von der Zylinderfläche ablöst. Stromab welche praktisch an der Stelle angeordnet sind, an des Abreißpunkts P2 bilden sich abwechselnd zu 5 welcher die Grenzschicht des Fluidums bei niedriger beiden Seiten des Zylinders C Wirbel, welche die Strömungsgeschwindigkeit von der Zylinderfläche abcharaktcristischc Karmanwirbelstraße ausbilden. reißt, wodurch das lineare Verhältnis zwischen derThe cylinder jacket surface increases with increasing The recesses 16, 18 are designed so that the flow is removed from the stagnation point P I until they intersect the inflow surface 14 w of the element 14 in the form of the boundary layer of the fluid at an interruption or edge 20, 22 , detachment point P 2 from the cylinder surface. Downstream, which are practically arranged at the point at the tear-off point P 2, vortices are formed alternately to which the boundary layer of the fluid at lower both sides of the cylinder C, which form the flow velocity of the cylinder surface, which is characteristic of the Karman vortex street. tears, reducing the linear relationship between the
fest, sondern verändert periodisch seine Position eingeführt wird. Wie beispielsweise aus Fig. 3 hcr-fixed but changed periodically its position is introduced. As shown, for example, in Fig. 3
längs des Umfang·, des Zylinders C während der Er- io vorgeht, sind die Kanten 20 und 22 unter einemalong the circumference of cylinder C as the erio proceeds, the edges 20 and 22 are under one
zcugung der wechselnden Wirbel und schwankt um Winkeln von etwa 75 bis 85 angeordnet,the alternating eddy currents and fluctuates at angles of about 75 to 85,
eine Durchschnitts- b/w. Mittelstellung, die bei einer Die Aussparungen sind weiterhin so angeordnet,an average b / w. Middle position, which is the case of a The recesses are still arranged in such a way that
vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit ortsfest ist. daß sie die Abströmflächc 14t/ des Elements 14 anpredetermined flow velocity is stationary. that they the discharge surface 14t / of the element 14 at
der Stromungsgeschwindigkeit. Bei niedriger Strö- 15 22 liegen, das heißt, dichter an einer durch die /\Iin-the flow rate. At lower currents, 15 22 lie, that is, closer to one through the / \ Iin-
mungsgcschwindigkcit liegt der durchschnittliche Ah- dcrachse und den Slaupunkt P 1 verlaufenden F honeThe air velocity lies along the average axis of the axis and the slope point P 1
rcißpunkt /'2 typischerweise an der Anströmseite des Pc liegen, welche auch die Symmetrieebene des Ne-rcißpunkt / '2 are typically on the upstream side of the Pc , which is also the plane of symmetry of the
schwindigkcit allmählich mehr zur Ahströmscitc hin. äußersten vom Stromungsmittel umströmten Ans.ii/edwindling gradually more towards the flow of water. outermost ans.ii / e around which the flow medium flows
rcißpunkt Pl verbundenen Zylinder-Radius und dem Strömungsmittel beim Auf treffen auf das Element 14rcißpunkt Pl connected cylinder radius and the fluid when it hits the element 14
mit dem Staupunkt P 1 verbundenen Zylinder-Radius in zwei Ströme F 1 und Fl aufteilt. Die Ströme / I.divides the cylinder radius connected to the stagnation point P 1 into two streams F 1 and Fl . The currents / I.
mit H bezeichnet, so ergibt sich, daß während der Fl verlaufen an der Anströmflächc 14« entlang, h»denoted by H, it follows that while the Fl run along the inflow surface 14 "along, h"
wirhclbildcnden Strömungsbedingungen die Lage des sie die Kanten 20, 22 erreichen, an welchen dieeddy-forming flow conditions the position of the edges 20, 22 at which they reach
liegt. Aussparungen 16. 18 von der Oberfläche des I Ilocated. Recesses 16. 18 from the surface of the I I
der Geschwindigkeit lassen sich auch mittels der gebildete Formunlcrhrcchung der Oberfläche >'<.-the speed can also be determined by means of the deformation of the surface.
eher V die Strömungsgeschwindigkeit. D den Zylin- 30 schicht mit hiervon herrührender zwangläufiger un.irather V is the flow velocity. D the cylinder layer with resulting inevitable un.i
dcrdurchmcsscr und Vi die kinematische Viskosität stabiler Erzeugung der Karmanwirbelstraße auch Kidcrdurchmcsscr and Vi the kinematic viscosity of stable generation of the Karman vortex street also Ki
dr> Strömungsmittels bedeuten. Wenn die Reynold- hohen Strömungsgeschwindigkeiten. Das mit dendr> mean fluid. When the Reynold- high flow velocities. That with the
sehe Zahl kleiner ist als 10s. Hegt die Mittellage Aussparungen 16. 18 versehene Element 14 erzen»;!see number is less than 10 s . If the middle layer has recesses 16. 18 provided element 14 ore »;!
des Abreißpunkts Pl in einem Winkeibcrcich die Karmanwirbclstraße auf stabile Weise und weitof the tear-off point Pl in a corner across the Karmanwirbclstrasse in a stable manner and far
75 < H < 85 ; überschreitet dagegen die Reynold- 35 gehend frei von den Einflüssen von Strömuno-75 <H <85; on the other hand, if the Reynold- 35 is free from the influences of currents,
schc Zahl mit zunehmender Strömungsgesehwindig- Schwankungen und Störwirhcln in der Strömung undSchc number with increasing flow velocity fluctuations and disturbances in the flow and
kcit den Wert 10s. so wird der Ahrcißpunkt Pl zur hält über einen weiten Bereich von Strömune'--kcit the value 10 s . so the Ahrcißpunkt Pl stops over a wide area of Strömune '-
größer ist als 90 . Bei der niedrigeren Reynoldschcn der Frequenz der Wirbelentstchung und der Strö-is greater than 90. At the lower Reynolds frequency of the vortex removal and the currents
tisch in linearer Beziehung zur Strömungsgeschwin- Die Ouerschnittsform der Aussparungen 16. 18table in a linear relationship to the flow velocity. The cross-sectional shape of the recesses 16. 18
digkcit. kann \ariiert werden. Bei der Ausführungsformdigkcit. can be \ ariated. In the embodiment
bewegen sich vom Zylinder aus abwärts, wo ihre Ent- zwei ebenen Flächen versehen. Eine dieser Flächenmove downward from the cylinder where their deburring provided flat surfaces. One of those areas
stehungsfrequenz mittels eines Fühlers 12 festgestellt 45 bildet die Kante 20 bzw. 22 und liegt senkrecht zurStanding frequency detected by means of a sensor 12 45 forms the edge 20 or 22 and is perpendicular to the
werden kann, der so eingefügt ist. daß er von den Strömungsrichtung. Die andere FIl ehe ist — inwhich is inserted like this. that he depends on the direction of flow. The other part of marriage is in
bekannte Anordnung mit einem elektrisch erwärm- nachgeordnet und liegt parallel zur Strömung F. Inknown arrangement with an electrically heated downstream and is parallel to the flow F. In
baren Draht sein, dessen Enden mit einem außerhalb den F i g. 4 bis 6 ist das Element 14 hinsichtlich derbe able to wire, the ends of which with an outside the F i g. 4 to 6 is the element 14 in terms of
des Rohrs 10 vorgesehenen Meßkreis verfrunden sind. Se Form seiner Aussparungen 16, 18 abgewandelt. Beiof the tube 10 provided measuring circle are rounded. Se shape of its recesses 16, 18 modified. at
welcher einen elektrischen Stromfluß durch den Draht der Ausfühiungsform gemäß Fig. 4 weist das EIc-which an electrical current flow through the wire of the embodiment according to FIG. 4 has the EIc-
erzcugt und die Widerstandsänderung des Drahts ment Aussparungen bzw. Abschrägungen 16 A. 18 A and the change in resistance of the wire ment recesses or bevels 16 A. 18 A
mißt, die von der mit dem Vorbeilauf der Wirbel am auf. dk jeweils durch eine einzige ebene Fläche läng«.measures that of the one with the passing of the eddy on on. dk in each case by a single flat surface lengthwise «.
herrührt. 55 bei der abgewandelten Ausffihnmgsform gemäßoriginates from. 55 in the modified embodiment according to
gemäß Fig. 1 bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten versehen ist. die gekrümmte Flächen aufweisen,is provided according to Fig. 1 at high flow velocities. which have curved surfaces,
nicht das gewünschte lineare Verhältnis zwischen der weiche die Kanten 20. 22 hinterschneiden. In F i g. 6not the desired linear relationship between the soft undercut the edges 20. 22. In Fig. 6th
geschwindigkeit. Gemäß den Fig. 2 und 3 schafft 60 größeren Hauptachse Dl und einer kleineren Haupt-speed. According to FIGS. 2 and 3 creates 60 larger main axis Dl and a smaller main
die Erfindung daher ein verbessertes wirbelerzeugen- achse D 2 dargestellt, wobei die Strnmtmgsrichtungthe invention therefore shows an improved vortex generating axis D 2 , with the flow direction
des Element 14. das gemäß Fig. 2 lypischerweise an parallel zur Hauptachse liegt. Die Aussparungenof element 14, which according to FIG. 2 is typically parallel to the main axis. The recesses
der Wand des Rohrs I§ befestigt ist. Das Element 14 16 C .18C sind jeweils mit zwei flachen Planflächcnthe wall of the pipe I§ is attached. The element 14 16 C .18C are each with two flat Planflächencn
besitzt im wesentlichen längliche, zylindrische Ge- versehen, von denen die m Strömun^snchtung nach-has essentially elongated, cylindrical shapes, of which the direction of flow
stalt. ist jedoch in einem zentral hn Rohr Ifl befind- 65 geordnete Fläche parallel zur Strömungsrichtung undstalt. is, however, located in a centrally arranged area parallel to the direction of flow and
liehen Bereich an gegenüberliegenden Seiten mit zwei die in Sirömungsrichtung vordere Fläche senkrechtborrowed area on opposite sides with two perpendicular to the front surface in the direction of flow
ausgcvparcn Flächenabschnitten 16. 18 verschen. zur Strümungsrichhing liegt, ähnlich wie dies bei ^erGiving away areas 16, 18 that have been cut out. to the Strümungsrichhing lies, similar to this with ^ er
die in Fic. 3 im Querschnitt dargestellt sind. Aiivföhrungsform gemäß Fig. 3 der FaI! isi. Dkthose in Fic. 3 are shown in cross section. Aiivföhrungsform according to Fig. 3 of the FaI! isi. Dk
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stromauf gelegenen Kanten 20 und 22 der Aus- in den Aussparungen 16, 18 herrschenden Druckeupstream edges 20 and 22 of the pressures prevailing in the recesses 16, 18
sparungen 16 C bzw. 18 C befinden sich praktisch an ebenfalls in einander abwechselnder Weise. DieseSavings 16 C and 18 C are practically also in an alternating manner. This
der Stelle, an welcher die Grenzschicht des Stm- Druckschwankungen lassen das Strömungsmittel sichthe point at which the boundary layer of the Stm pressure fluctuations let the fluid flow
mungsmittelstroms bei niedriger Strömungsge- wechselweise durch die Bohrungen 40 hindurch ver-medium flow at low flow alternation through the bores 40 through
schwindigkeit von der Oberfläche eines elliptischen 5 lagern bzw. strömen, und zwar zuerst in der einenspeed from the surface of an elliptical 5 store or flow, first in one
Die Messung der durch das Element 14 erzeugten Druckwechsel ist der Entstchungsfrcquenz der Wirbel Wirbel kann mittels des Fühlers 12 gemäß F i g. 1 proportional, welche ihrerseits wiederum der Menge oder wahlweise mit Hilfe der Meßeinrichtung MA The measurement of the pressure changes generated by the element 14 is the de-piercing frequency of the vortices. The vortex can be measured by means of the sensor 12 according to FIG. 1 proportional, which in turn is proportional to the quantity or, optionally, with the aid of the measuring device MA des Strömungsmittel durch das Rohr hindurch progcmäß F- i g. 3 erfolgen. Diese Einrichtung ist un- to portional ist. Zur Messung des die Bohrungen 40 mittelbar an der Abströmseite 14 </ des Elements 14 durchströmenden Strömungsmittels kann gemäß angebracht und weist einen elektrisch beheizten Draht F i g. 9 ein elektrisch beheizter Draht 12 r einer Meßauf, welcher die Verlagerung des längs der Abström- einrichtung in den Bohrungen 40 angeordnet sein fläche strömenden Fluidums mißt, dessen Strömung und auf den Strom des Strömungsmittel«» ansprechen, eine unmittelbar mit der Erzeugung der Karman- 15 ohne ihn zu behindern.of the fluid through the tube as shown in FIG. 3 take place. This facility is un- portional. To measure the bores 40 The fluid flowing through the element 14 indirectly on the outflow side 14 can according to FIG attached and has an electrically heated wire F i g. 9 an electrically heated wire 12 r of a measuring run, which the displacement of the along the discharge device in the bores 40 can be arranged measures the area of flowing fluid, its flow and responding to the flow of the fluid, one immediately with the generation of the Karman 15 without hindering it.
wirbclstraßc in Beziehung stehende Änderung bzw. Die Bohrungen 40 ergeben in Verbindung mit denwirbclstraßc related change or the holes 40 result in connection with the
In Fig. 3 ist eine weitere Meßeinrichtung I Ib dar- ler Karmanwirbclstralkn. Wenn sich die Grenzgestellt. Die in Fig.3 der Einfachheit halber gemein- schicht eines längs der Oberflacht· eines Gegenstands sam dargestellten Meßeinrichtungen XlA und 12/? *o strömenden Strömungsmittcls in einem Zustand he werden unabhängig voneinander angewandt. Die Meß- findet, daß sie leicht von der Oberfläche abzureißen einrichtung 126 mißt den Vorbeilauf der Karman- vermag, begünstigt im allgemeinen ein auswärts sehen Wirbelstraße unter Ausnutzung der Wirbel- gegen die Grenzschicht gerichteter Strom diesen eigenschaft der entgegengesetzt gerichteten, im Strö- Strömungsabriß, während ein Absaugen von Strömungsmittel F erzeugten Geschwindigkcitvkompo- as mungsmitk! aus der Grenzschicht einen den Abriß nenu-n ν 1 und ν 2 (Fig.3). Die Meßeinrichtung 12B 3 shows a further measuring device I Ib of the Karmanwirbclstralkn. When the limit is met. For the sake of simplicity, the common layer shown in FIG. 3 of a measuring device X1A and 12 /? * o flowing fluids in a state are applied independently of one another. The measuring device finds that it can easily be torn off from the surface. Device 126 measures the passage of the Karman; while a suction of fluid F generated speed compo-mungsmitk! from the boundary layer the outline nenu-n ν 1 and ν 2 (Fig.3). The measuring device 12 B verzögernden Effekt hat. Infolgedessen unterstützt weht einen Infraschall-Impulsgenerator 30 auf. der die Anordnung von Bohrungen 40 an den Kanten 20, einen Sender 32 speist, welcher seinerseits die Schall- 22 die Steuerung des Abrisses der Grenzschicht, woimnuiv üht-r das Rohr 10 in Richtung auf einen durch die Stabilität und Zuverlässigkeit der Wirbel-Empfänger 34 aussendet. Der Empfänger 34 ist an 3« bildung weiter verbessert wird, den Eingang des Impulsgenerator. 10 angeschaltet. In Fig K ist noch eine weiter abgewandelte Ausweicher jedesmal einen neuen Impuls aussendet. führungshorn der Erfindung dargestellt, bei welcher wenn er einen Impuls vom Empfänger 34 erhält. sich an Stelle der Bohrungen 40 ein parallel zur Weiterhin ist der Empfänger 34 an einen Frequenz- Achse des Elements 14 angeordneter Schlitz 40 % Demodulator 36 angeschlossen, dessen Ausgangs- 35 zwischen den Aussparungen 16. 18 erstreckt, signal einem Zähler bzw. Rechner38 eingegeben In den Fig. 10 und Il ist eine weitere Ausfiihwird. Im Betrieb überträgt die Meßeinrichtung 12 B has a retarding effect. As a result, an infrasonic pulse generator 30 blows up. which feeds the arrangement of bores 40 at the edges 20, a transmitter 32, which in turn sends the sound 22 controlling the demolition of the boundary layer, including the pipe 10, towards a through the stability and reliability of the vortex receiver 34 sends out. The receiver 34 is to be further improved on the input of the pulse generator. 10 switched on. In Fig. K, a further modified bypass device sends out a new pulse each time. Guide horn of the invention shown in which when he receives a pulse from the receiver 34. instead of the bores 40 a parallel to the receiver 34 is connected to a frequency axis of the element 14 40 % demodulator 36, the output 35 of which extends between the recesses 16, 18, signal to a counter or computer 38 input Figures 10 and II is a further embodiment. During operation, the measuring device transmits 12 B rungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher das Impulse vom Sender 32 zum Empfänger 34. und die Element 14 an gegenüberliegenden Seiten mit Reihen für die ('bcrtragung erforderliche Zeit hängt davon von Bohrungen 42 und 44 versehen ist. Jede Bohab. ob eine GeschwindigkoitsKomponente ν 1 von 40 rungsreihe ist innerhalb einer Aussparung 16 oder 18 einem Wirbel, weiche die übertragung verzögert. an einer Kante 20 bzw. 22 in einer geraden Reihe oder eine die Übertragung beschleunigende Ge- parallel zur Achse des zylindrischen Elements anschwindigkeilskomponcntc ν 2 vorhanden ist. In Ab- geordnet und kommuniziert mit einem Hohlraum 46 hängigkcit hiervon erzeugt der Empfänger 34 ein bzw. 48 im Inneren des Elements. Signal, das durch die Karmanwirbelstraße frequenz- 45 Die Hohlräume 46. 48 sind durch eine zentrale moduliert wird. Dieses Signal wird durch den Demo- Trennwand 50 voneinander getrennt, die mit einer dulator36 demoduliert, dessen Ausgangssignal im Bohrung 52 versehen ist. welche als Durchgang zur Rechner 38 zur Lieferung einer Geschwindigkeit*- Ermöglichung eines Slrömungsmittelstroms zwischen messung des Strömongsmittels benutzt wird. den Hohlräumen dient. Durch Ausgleich des DrucksApproximation form of the invention shown in which the Pulses from transmitter 32 to receiver 34. and the elements 14 on opposite sides with rows for the time required for the transfer depends on the holes 42 and 44. Each Bohab. whether a speed component ν 1 of 40 is within a recess 16 or 18 a vortex, which delays the transmission. at an edge 20 or 22 in a straight row or there is a parallel to the axis of the cylindrical element, which accelerates the transmission, of an accelerating wedge component ν 2. Seconded and communicated with a cavity 46 Depending on this, the receiver 34 generates or 48 inside the element. Signal transmitted through the Karmanwirbelstrasse frequency- 45 The cavities 46. 48 are through a central is modulated. This signal is separated from one another by the demo partition 50, which is provided with a dulator36 demodulated, the output signal of which is provided in bore 52. which as a passage to Speed * providing computer 38 - enabling fluid flow between measurement of the fluid is used. serves the cavities. By equalizing the pressure
Die Fig. 7 bis 12 veranschaulichen weiter abge- 50 gewährleisten die Hohlräume46, 48 über die Achse wandelte Ausführungsfonnen, bei denen das EIe- des Elements 14 verteilte Gleichförmigkeit der Ströment 14 mit Durchgängen 'ersehen ist. die sich zwi- mung und tragen somit ungeachtet einer variablen sehen den Ausspaningen Il, 18 erstrecken und die Geschwindigkeitsverteilung über den Durchmesser Strömungsmittel-Schwankungcn zwischen ihnen über- des Rohre 10 hinweg zur stabilen Bildung der Kartragen Gemäß Fig. 7 weist das Element 14 eine 55 manwirbclstraßen über die axiale Strecke/, hinweg Reihe von sich zwischen den Aussparungen erstrek- bei. Gemäß Fig. 10 kann die wechselweise Strökenden Bohrungen 40 auf, die nahe den Kanten 20. mung durch die Bohrung 52 durch eine Meßeinrich-22, an denen der Grenzschichtabriß auftritt, in einer tung mit einem in der Bohrung angeordneten, clekgeraden Reihe parallel zur Achse des Elemente 14 trisch beheizten Draht festgestellt werden. Gemäß angeordnet sind. Oemäß Fig.9 teilt sich der das 60 Fig. 12 können die Bohrungsreihen durch Schlitze Element 14 beaufschlagende StrömungsmitteLstrom F 7 to 12 further illustrate the cavities 46, 48 about the axis converted embodiment forms, in which the element 14 distributed uniformity of the streams 14 with passages' can be seen. which are sandwiched and thus bear regardless of a variable view of the spans 11, 18 and the velocity distribution over the diameter of fluid fluctuations between them over the pipe 10 for the stable formation of the cartridges manwirbclstraßen over the axial distance /, row of itself between the recesses extend- at. According to Fig. 10, the alternating flow bores 40, which close to the edges 20. mung through the bore 52 by a measuring device 22, at which the boundary layer rupture occurs, in a device with a straight row arranged in the bore parallel to the axis of the elements 14 trisch heated wire can be determined. Are arranged according to. According to FIG. 9, the flow medium flow F , which acts on the element 14 through slots, divides the rows of bores Als und 44s ersetzt werden und kann die in der in zwei Ströme F1 und F 2 auf, deren Grenzschichten Trennwand vorgesehene Bohrung aus einer Re: he an den Kanten Ζβ, 22 von deT Oberfläche des EIe- von parallel zur Achse des Elements 14 angeordneten ments abreißen. Sobald Wirbel vom Element 14 aus- Bohrungen 52 A bestehen. As and 44s can be replaced and the hole provided in the two streams F1 and F 2 on whose boundary layers dividing wall consists of a row at the edges Ζβ, 22 of the surface of the EIe of element arranged parallel to the axis of the element 14 tear off. As soon as vertebrae from element 14 consist of bores 52A.
gehen, entstehen entsprechende Druckschwankungen 65 Neben den verschiedenen Meß- bzw. Fülle in'ich-go, corresponding pressure fluctuations arise 6 5 In addition to the various measurement or fullness in'ich-
nahe der benachbarten Mündungen der Bohrungen tungen gemäß den Fig. I. 3, 9 und 10 kann die 40. Da die Wirbel abwechselnd von gegenüberliegen- Messung der StrömungsmiUcIgeschwindigkeit bei mitnear the adjacent mouths of the holes lines according to FIGS. I. 3, 9 and 10 can 40. As the eddies alternate from opposite- measurement of the velocity of flow at with
den Seiten des Elements I^ ausgehen, schwanken die Hohlräumer: 46, 48 versehenen Elementen 14 auchthe sides of the element I ^ go out, the cavities vary: 46, 48 provided elements 14 also
durch Meßeinrichtungen erfolgen, die in einer mit den Hohlräumen verbundenen, jedoch von diesen entfernten Kammer angeordnet sind.take place by measuring devices, which are connected to the cavities in one, but of these remote chamber are arranged.
Außerdom kann die Messung auch an Hand des Wirbcl-Interferenzschemas erfolgen, das durch zweiIn addition, the measurement can also be carried out using the Wirbcl interference scheme, which consists of two
1010
hintereinander angeordnete Elemente 14 erzeugt wird, von denen sich das eine stromauf des anderen befindet, wobei eines dieser Elemente oder beide auf die in den F i g. 2 bis 12 dargestellte Weise ausgebildet sind.elements 14 arranged one behind the other are generated one of which is upstream of the other, with either or both of these elements the in the F i g. 2 to 12 illustrated manner are.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (7)
Bohruneen (40) vorgesehen sind.arranged parallel to the axis of the element (14)
Bohruneen (40) are provided.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP45039601A JPS5113428B1 (en) | 1970-05-09 | 1970-05-09 | |
JP3960170 | 1970-05-09 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2122713A1 DE2122713A1 (en) | 1971-12-02 |
DE2122713B2 DE2122713B2 (en) | 1973-01-04 |
DE2122713C true DE2122713C (en) | 1973-07-26 |
Family
ID=
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