DE2320217C3 - Strömungsmesser - Google Patents
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Description
3. Strömungsmesser nach Anspruch 2, dadurch mittels eingeführt wird, entstehen Karman-Wirbel,
gekennzeichnet, daß die öffnungen (23, 24) im 40 die abwechselnd an beiden Seiten der Meßeinrichstromabliegenden
Bereich kleiner sind als die des tung in der Nähe des Abreißpunkts der Grenzschicht
stromaufliegenden Bereichs. abreißen. Die zu beiden Seiten der Meßeinrichtung
4. Strömungsmesser nach Anspruch 2 oder 3, herrschenden Drücke des Strömungsmittels ändern
dadurch gekennzeichnet, daß die im stromablie- sich abwechselnd, während die Wirbel erzeugt wergenden
Bereich angeordneten öffnungen (23, 24) 45 den und sich ablösen. Wenn in der Wand der Meßgegen
die öffnungen (21, 22) im stromaufliegen- einrichtung einander gegenüberliegende, miteinander
den Bereich in Längsrichtung versetzt sind. kommunizierende öffnungen vorhanden sind, ermög-
5. Strömungsmesser nach einem der vorstehen- liehen diese öffnungen eine Ausbreitung der Ändeden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die rungen des Strömungsmitteldruckes in die Meßeinöffnungen
als in Längsrichtung des Elements 50 richtung hinein, so daß die Strömung des in ihrem
liegende Schlitze ausgebildet sind. Inneren befindlichen Strömungsmittels variiert. Dies
6. Strömungsmesser nach Anspruch S, dadurch ist auf das Ansaugen und Ausstoßen des Strömungsgekennzeichnet,
daß die öffnungen auf den ein- mittels über diese öffnungen zurückzuführen. Die
•nder gegenüberliegenden Seiten des Elements je- Frequenz der Änderungen des Strömungsmittelstroms
weils aus einer Reihe länglicher Schlitze im strom- 55 im Inneren der Meßeinrichtung ändert sich dabei in
Aufliegenden Bereich und einer Reihe länglicher Abhängigkeit von der Zahl der erzeugten Karman-Schlitze
im stromabliegenden Bereich des EIe- Wirbel und läßt sich als Signalimpuls mittels eines im
fnents bestehen (F i g. 7). Innenraum der Meßeinrichtung angeordneten Meß-
7. Strömungsmesser nach einem der An- elements messen. Die Impulsfrequenz kann nach der
spräche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die 60 nachstehenden Gleichung bestimmt werden, aus der
auf den gegenüberliegenden Seiten des Elements die Strömungsgeschwindigkeit V eines Strömungs-
ggg ments
ausgebildeten öffnungen zum Teil aus in Umfangsrichtung
des Elements sich erstreckenden
Schlitzen bestehen (F i g. 6).
Schlitzen bestehen (F i g. 6).
8. Strömungsmesser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die auf jeder Seite stromaufliegenden
öffnungen (21, 22) im wesentlichen
Kreisquerschnitt haben und die auf jeder Seite
Kreisquerschnitt haben und die auf jeder Seite
mittels bei Messung der impulsfrequenz / errechnet
werden kann:
werden kann:
K
D
In dieser Gleichung stellt D den Durchmesser der
Meßeinrichtung und K eine Konstante dar.
Meßeinrichtung und K eine Konstante dar.
r Rohrleitungen etwa in großchemischen Veri5
n«nrozessen wird angenommen, daß »Turbulenz«
•«em eewissen Grad im Verfahrensstrom vornanut
Dennoch sind nicht viele Rohrleitungen mit 5?vhrichtereiementen zur Beseitigung sobher Türi,
versehen Im allgemeinen erhöht sich diese «ri^ienz mit einer Erhöhung der Geschwindigkeit
ιSrömunesmittels in der Rohrleitung, was sich
■ h Hie Revnoldsche Zahl ausdrücken läßt. Das
« iLdensein von Turbulenz bewirkt eine Herab-™na
der kritischen Reynold-Zahl, d. h. der Rey-Se
M7ahl an dem Punkt, an welchem die Laminar-11Tl
hei Ablösung in Turbulenzströmung über-Ausgangssignal
einer eine Karman-Wirbelbewirkenden Strömungsgeschwindigkeits-Sng
ist. nur dann linear, wenn die Reyunter
ihrem kritischen Wert liegt, wol dann stabil erzeugt werden und in
lntervaUenabreißen. ta bekanntes Strömungsmeßgerät, wie
taS erwähnten DT-OS 2 037 198 beschrieweist
als in die Strömung einzusetzendes Teinen Zylinder auf, an ,fern die Karman-Sippe
ihren Ausgangspunkt nimmt. Am die Strömung beaufschlagten Vorderteil des
K wird ^Grenzschicht zwangsweise zum Abreißen gebracht. Senkrecht zur Strömungsrichtung
Ut der Zylinder von einem durchgehenden Schlitz ? i d ds erwähnte Meßelement ange
durchsetz? in dem das erwähnte Meßelement ange-Ξ
ist Wenn bei dieser Konstruktion zahlreiche
ASSUi Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Erfindungsgedankens sind in den Unteranspriichen gekennzeichnet.
Anders ausgedrückt weist die erfindungsgemalie Vorrichtung eine Meßeinrichtung mit Offnungen in
Form voa Haupt- und Nebenöffnungen auf, von
denen sich letztere an der Stromabseite betmcten. Über diese Öffnungen wird die von der Erzeugung
und vom Abreißen der Wirbel herrührende Huiddruckschwankung in das Innere der Meßeinrichtung
übertragen. Infolge dieser Öffnungen »saugt« die
Meßeinrichtung das äußere Strömungsmittel an der Seite an, an welcher der Druck hoch ist, und »stoBt«
das innere Strömungsmittel an der Seite aus, an weieher der Druck niedrig ist. Während dieses »Ansaug-
und Ausstoß«-Vorgangs wird der Abreißpunkt der
Grenzschicht an der Ansaugseite über die Neben-Öffnungen stromab verlagert, so daß sich die Wobei
entsprechend vergrößern können, bevor si>
abraßen. An der Ausstoßseite dagegen wird der Abreißpunkt
« der Grenzschicht nahe an die Hauptöffnungen heran
verschoben, wodurch die Grenzschicht an«taStromabseile daran gehindert wird, wieder mit der MeB
einrichtung in Berührung zu gelangen und wieder von
ihr abzureißen. Die Wirbel können als»nur m der
aS Nähe der Hauptöffnungen anwachsen, wodurch die
Erzeugung der Wirbel ^^^^^.
regelmäßiger erfolgL Der Abreißpunk^de Grenz
schichten zu beiden Seiten der MeBeuincbtang au
sich also steuern, und somit Kann die G™*™™
daran gehindert werden, sich in Berührung mn aer
Es sä
ΐ d
wird die kritische 35 die kritische Reynoldsche
Zahl Wenn zudem die Strömungsgeschwin- 40 als auch für Gasstromungsmessung,
STSÄT Stromun^eschWindigk^n stabil
und in regelmäßigen Absländen erzeugt und zum Ab-
^ Nebe„öffnmgen
der AbreiBpuukt an der
der Abreißfrequenz und der Stromungsgeschwmdigsich
also die erzeugten
D?Ä£be wird bei einem Strömungsmesser
nach der eingangs genannten Gattung erfindungsge- «nabhängi;l
des Elements su uu^euiuuki »uu, ν·.», j-..·....
Fluideintrittsseite des Elements ein längeres Anhaften
der an dem Element auftretenden Grenzschicht bis zum stromabseitigen Bereich des Elements auftritt,
während auf der Fluidaustrittsseite des Elements das Anhaften der Grenzschicht in Stromaufwärtsrichtung
verkürzt wird.
sich
über |>en weiten Bereich
^ Strömungs.
der Turbulenz in Strömungsmittels
und von Änderungen der Strömungsgeschwindig- gen des Strömungsmittel- oder Fluidumdrucks zu
keit. beiden Seiten der Meßeinrichtung 1 führt. Gemäß
seitigen Nebenöffnungen, die zur Stabilisierung und den Hauptöffnungen 22 an der einen Seite hoch und
weiterung des Meßbereichs beitragen, leicht und rig ist. Hierbei werden im Hohlraum 4 zwei entgegen-
ohne Schwierigkeiten hergestellt werden können. gesetzt zueinander gerichtete Fluidumströme erzeugt,
der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. über die Hauptöffnungen 22 und die Nebenöffnungen
einrichtung gemäß einer Ausführungsform,, 23 abgestoßen wird. Infolge dieses Ansaugens und
weise der Vorrichtung gemäß F i g. 1 und 2, 13 an der Meßeinrichtung 1 heran. Infolgedessen können
keit und dem Frequenzausgang und des inneren Fluidums über die Hauptöffnungen 21
delter Strömungsmesser. der Fluidumstrom längs der Fläche der anderen Seite
Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausfüh- der Meßeinrichtung 1 nicht in Berührung mit letzterungsformen ist eine stabförmige Meßeinrichtung 1 rer, auch wenn sich die Grenzschicht in der Nähe der
von kreisförmigem Querschnitt vorgesehen, die aus Hauptöffnungen 21 ablöst und zu einer Turbulenzeinem zylindrischen Körper 2 und einem Kernteil 3 as strömung mit hoher Strömungsgeschwindigkeit und
besteht. Bei 21 und 22 sind am zylindrischen Körper 2 hoher Reynold-Zahl wird. Wenn dagegen der Druck
paarweise und gegenüber der Richtung des Fluidum- an der anderen Seite der Meßeinrichtung 1 hoch und
Stroms im Körper 2 symmetrisch angeordnete Haupt- an der ersten Seite niedrig ist, wird der Abreißpunkt
öffnungen vorgesehen, während bei 23 und 24 strom- an der anderen Seite bis an den Punkt a' heran verab der Hauptöffnungen 21 und 22 Hilfs- oder Neben- 30 lagert, während der Abreißpunkt an der ersten Seite
öffnungen 23 und 24 vorgesehen sind. Diese Haupt- in der Nähe der Hauptöffnungen 22 festgelegt ist
und Nebenöffnungen sind in mehreren Paaren vorge- I Inter diesen Bedingungen wird die Frequenz, mit
sehen, die längs des zylindrischen Körpers 2 auf welcher die Fluidumströmung in Abhängigkeit von
gleiche Abstände voneinander verteilt sind. Die der Abreißfrequenz der Wirbel im Hohlraum 4 wech-Nebenöffnungen 23 und 24 befinden sich jeweils in 35 seit, durch das Fühlelement 5 gemessen, so daß die
der Mitte des Abstands g zwischen den Hauptöffnun- Strömungsgeschwindigkeit genau gemessen werden
gen 21 bzw. 22. Die öffnungen sind jeweils kreis- kann. Mit diesem Strömungsmesser wurden Versuche
rund, wobei die Nebenöffnungen kleineren Durch- durchgeführt, bei denen die Winkel B1 und θ2 für die
messer besitzen als die Hauptöffnungen. Zwischen Lege der Hauptöffnungen 21 und 22 sowie der
den Innenwänden des zylindrischen Körpers 2 und 40 Nebenöffnungen 23 und 24 an der Meßeinrichtung 1
dem Kernteil 3 werden Kammern 31 und 32 von (Fig. 2) zwischen 70 und 100° bzw. zwischen 100
kreissegmentförmigem Querschnitt festgelegt, die und 140° gewählt wurden. Dabei zeigte es sich, daß
durch eine Durchgangsbohrung 33 miteinander ver- mit einem Winkel Θ, von 85° und einem Winkel β2
bunden sind. Die Hauptöffnungen 21 und 22, die von 115° günstige Ergebnisse erzielt werden können.
Nebenöffnungen 23 und 24, die Kammern 31 und 32 45 In den F i g. 5 bis 7 sind weitere vorteilhafte Aussowie die Durchgangsbohrung 33 bilden einen inne- führungsformen dargestellt. Bei der Ausführungsform
•ren Hohlraum bzw. Innenraum 4. In der Durchgangs- gemäß Fig 5 sind zwei Nebenöffnungen 23, (24)
bohrung 5 ist ein den Strömungsmittelzustand fest- vorgesehen. Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausfühstellendes Fühlelement S angeordnet, welches Ände- nmgsbeispiel sind in Strömungsrichtung verlaufende,
rangen des Stromungsmittelzustands, wie eine Ver- 50 schlitz- bzw. langlochförmige Nebenöffnungen 23,
lagerung and Druckänderung, im Hohlraum 4 fest- (24) vorgesehen, während Fig. 7 eine weitere Ausstellt Bei der dargestellten Ausfuhrungsform ist als fühnmgsform zeigt, bei der in Längsrichtung lang-FüTrielement S ein Hitzdraht vorgesehen. gestreckte Hauptöffnungen 21, 22 und Nebenöfrnun-
folgt: Wenn das zu messende Strömungsmittel strömt, 55 Ausfuhrungsformen wird ebenfalls die Ansaug- und
löst sich die Grenzschicht von den Seiten der Meß- Ausstoß-Erscheinung ausgenutzt, die in Abhängigkeit
einrichtung 1 ab, wobei die resultierenden Wirbel ab- von der Erzeugung und vom Abreißen der Wirbel
wechselnd zum Absuoui hin abreißen. Entsprechend auftritt, wobei der Abreißpunkt so gesteuert wird,
der Erzeugung und dem Abreißen der Wirbel wird daß er sich an der Ansaugseite stromabseitig befindet
erne zirkulierende Strömung um die Meßeinrichtung 1 60 und an der Ausstoßseite stromaufseräg festgelegt
herum hervorgebracht, die zu wechselnden Andenin- ist.
Claims (2)
1. Strömungsmesser mit einem quer in eine Fluidströmung einzusetzenden, Wirbel erzeugenden
Element, an dem an gegenüberliegenden Seilen abwechselnd abreißende Wirbel erzeugt werden,
bei dem das Element in Längsrichtung auf gegenüberliegenden Seiten mit öffnungen versehen
ist, die über einen Innenraum des Elements kommunizieren und bei dem in diesem Innenraum
eine den abwechselnd abreißenden Wirbeln entsprechende Fluid-Wechselströmung erzeugt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Offnungen (21-24) auf jeder der einander gegen-Bberliegenden
Seiten des Elements (1) paarweise in Umfangsrichtung auf Abstand voneinander
Stehend angeordnet sind, wobei die öffnung(en) (21, 22) des einen Paars auf jeder Seite in einem
stromaufliegenden Bereich und die öffnungen) ao (23, 24) des anderen Paars auf jeder Seite im
stromabliegenden Bereich des Elements (1) so
angeordnet sind, daß jeweils auf der Fluideintritts-
seite des Elements (1) ein längeres Anhaften der
an dem Element auftretenden Grenzschicht bis a5 , J L ._ . _ ..
zum stromabseitigen Bereich des Elements (1) Die Erfindung betrifft einen Stromungsmesser mit
auftritt, während auf der Fluidaustrittsseite des einem <luer in eLne Fluidströmung einzusetzenden
Elements (1) das Anhaften der Grenzschicht in Wirbel erzeugenden Element, an dem an gegenüber-
Stromaufwärtsrichtung verkürzt wird. liegenden Seiten abwechselnd abreißende Wirbel er-
2. Strömungsmesser nach Anspruch 1, dadurch 30 zeugt werden, bei dem das Element in Längsrichtung
gekennzeichnet, daß die öffnungen (21-24) auf auf gegenüberliegenden Seiten mit öffnungen verjeder
der einander gegenüberliegenden Seiten des sehen ist, die über einen Innenraum des Elements
Elements (1) zu Reihen gruppiert sind, wobei das kommunizieren und bei dem in diesem Innenraum
eine Öffnungsreihenpaar (21, 22) in einem strom- e'ne den abwechselnd abreißenden Wirbeln entspreaufliegenden
Bereich und das andere öffnungs- 35 chende Fluidströmung erzeugt wird. Ein solcher Ströreihenpaar
(23, 24) in einem stromabliegenden mungsmesser ist in der DT-OS 2 037 198 beschrieben.
Bereich in Längsrichtung des Elements (1) ange- Wenn eine stabförmige Detektor- oder Meßeinrichordnet
ist. tung in die Strömung eines zu messenden Strömungs-
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US9863974B2 (en) * | 2014-12-02 | 2018-01-09 | Tao Of Systems Integration, Inc. | Method and system for determining aerodynamic loads from downstream flow properties |
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US3722273A (en) * | 1970-01-30 | 1973-03-27 | Yokogawa Electric Works Ltd | Flow measuring apparatus |
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1972
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-
1973
- 1973-03-29 GB GB1525973A patent/GB1387380A/en not_active Expired
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- 1973-04-26 AU AU54894/73A patent/AU5489473A/en not_active Expired
- 1973-04-27 NL NL7305961A patent/NL7305961A/xx unknown
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GB1387380A (en) | 1975-03-19 |
AU5489473A (en) | 1974-10-31 |
US3863500A (en) | 1975-02-04 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EF | Willingness to grant licences | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |