卡门涡街现象分析

卡门涡街原理
卡门涡街原理是一种流体动力学现象，指的是在流体穿过一个窄缝或者绕过一
个圆柱体时，会产生一系列的交替旋转的涡流。

这一现象最早由匈牙利科学家卡门在20世纪20年代发现并描述，因此得名为卡门涡街。

卡门涡街原理在工程学和物理学中有着广泛的应用。

在建筑设计中，我们可以
利用卡门涡街原理来减小建筑物受风的阻力，减小风压对建筑物的影响。

在风力发电机的设计中，也可以利用卡门涡街原理来提高风力发电机的效率。

此外，在汽车、飞机等交通工具的设计中，也可以利用卡门涡街原理来减小空气阻力，提高运行效率。

卡门涡街原理的产生机理主要是由于流体在穿过窄缝或者绕过圆柱体时，会形
成交替的压力区和吸力区。

当流体通过窄缝或者绕过圆柱体时，由于流速的增大和减小，会导致压力的变化，从而形成交替的涡流。

这些交替的涡流会产生一种周期性的力，称为卡门涡街力，这种力会影响到流体的运动状态。

在实际应用中，我们可以通过改变窄缝的宽度、改变圆柱体的直径或者改变流
体的流速来控制卡门涡街的产生。

通过合理地设计和控制，我们可以利用卡门涡街原理来达到我们想要的效果，比如减小阻力、提高效率等。

总的来说，卡门涡街原理是一种重要的流体动力学现象，它在工程学和物理学
中有着广泛的应用。

通过对卡门涡街原理的研究和应用，我们可以不断地改进和优化各种工程设计，提高能源利用效率，降低能源消耗，推动工程技术的发展。

希望通过本文的介绍，读者们对卡门涡街原理有了更深入的了解，也能够在实
际应用中更好地利用这一原理，为工程技术的发展做出更大的贡献。

卡门涡街现象的例子
卡门涡街是一种在城市中常见的气象现象，通常出现在高楼大厦间的狭窄街道上。

这种现象在城市中很常见，尤其是在建筑密集的地区，如商业区或市中心。

卡门涡街的特点是街道狭窄，高楼大厦围绕，导致风在街道上形成旋涡状流动，给行人和车辆带来一定的不便和危险。

在卡门涡街中，风速会显著增加，风向也会发生变化，甚至可能出现突然的风暴。

这种气象现象会给行人行走带来困难，可能会造成行人失衡甚至被风吹倒。

对于驾驶车辆的人来说，卡门涡街也会增加驾驶的难度，特别是对于高大车辆或摩托车来说更是如此，容易受到侧风的影响而失控。

一个经典的卡门涡街现象的例子是纽约市的曼哈顿区，特别是在金融区和商业区的一些街道上，由于高楼大厦的密集建设，街道狭窄，风道受限，经常会出现强风和旋涡。

在这些街道上行走或驾驶车辆的人们都会感受到风的强劲和不稳定，需要特别小心谨慎。

另一个例子是香港的中环地区，由于大厦林立，很多街道被高楼大厦所环绕，风道受限，经常会形成卡门涡街。

在这些街道上行走的人们会感受到突然的风暴和风向的变化，可能会对行人和车辆的安全造成一定的影响。

卡门涡街现象的危害不仅在于风的强劲和突然性，还在于风的不稳定性和风向的变化，这可能会给行人和车辆的行驶带来一定的风险。

因此，对于城市中存在卡门涡街现象的街道，建筑设计和规划者应当考虑风道的设置，避免在城市中形成卡门涡街，以确保行人和车辆的安全。

总的来说，卡门涡街现象是城市中的一种常见的气象现象，特别是在高楼大厦密集的地区，这种现象可能会对行人和车辆的行驶造成一定的影响和风险。

因此，建筑设计和规划者应当对卡门涡街现象给予重视，避免在城市中形成卡门涡街，确保城市的安全和稳定。

现象
在流体中安置阻流体，在特定条件下会出现不稳定的边界层分离，阻流体下游的两侧，会产生两道非对称地排列的旋涡，其中一侧的旋涡循时针方向转动，另一旋涡则反方向旋转，这两排旋涡相互交错排列，各个旋涡和对面两个旋涡的中间点对齐，如街道两边的街灯般，这种现象，称为卡门涡街.
原因
卡门涡街起因流体流经阻流体时，流体从阻流体两侧剥离，形成交替的涡流。

这种交替的涡流，使阻流体两侧流体的瞬间速度不同。

流体速度不同，阻流体两侧受到的瞬间压力也不同，因此使阻流体发生振动。

形成条件
卡门涡街形成的条件：对于在流体中的圆柱体雷诺数（47<Re<105）
涡街频率
卡门涡街频率与流体速度和阻流体（旋涡发生体）宽度有如下关系:
f=SrV/d
f=卡门涡街频率, Sr=斯特劳哈尔数, V=流体速度, d=阻流体迎面宽度
应用及危害(皆利用卡门涡街频率与固有频率相同而共振)
英国物理学家约翰·威廉斯特拉斯·瑞利勋爵最先应用卡门涡街理论，用卡门涡街的交替旋涡解释风弦琴发声的原理。

(原因:风弦琴在十八世纪欧洲流行，在木制共鸣箱上安装几条琴弦，风吹琴弦，产生卡门涡街，卡门涡街频率和琴弦的固有频率发生共振而发声。

)中国古代在风筝上安装竹片，风吹发声如筝，也是卡门涡街原理造成的。

其他例子包括风吹电线发声等等。

德国物理学家古切（F. Gutsche），用卡门涡街解释为什么船舶的螺旋桨在水中发出的声音
建筑物倒塌(危害)。

卡门涡街一、实验现象首先，把小纸条在无风处竖直放置，观察到纸片是静止的。

然后，将吹风机调至低风速档，将纸片放在吹风机下面，风从纸片正上方往下吹，先将纸片放在离吹风口远一点的位置，纸片还是基本静止的；慢慢靠近风口，由于实验存在误差，纸片会有一点微小的摆动，但是纸片的振幅不会太大。

由此可以观察到当风速比较低时，纸片基本上还是静止的。

最后，把吹风机打到高风速挡，这个时候可以观察到纸片中部振幅波动大，后头尾巴会明显摆出。

二、实验原理卡门涡街是流体力学中重要的现象，在自然界中常可遇到。

在一定条件下的定常来流绕过某些物体时，物体两侧会周期性地脱落出旋转方向相反排列规则的双列线涡，经过非线性作用后，形成卡门涡街，如水流过桥墩，风吹过高层楼厦、电视塔捆囱、电线等都部会形成卡门涡街。

一个轴对称的圆形物体受到风的作用，如果风的速度小于某个值，它的流线如下图(a)所示；随着流速的增大在它的尾部出现了一个气流的涡旋（如下图(b)），这个涡旋会脱落，每次脱落的时候它都会交替的出现，尾部的涡在脱落的过程造成的负压力出现周期性的变化，最后出现下图(d)(e)的情况。

三、原理应用实际上，卡门涡街并不全是会造成不幸的事故，它也有很成功的应用。

比如己在工业中广泛使用的卡门涡街流量计，就是利用卡门涡街现象制造的一种流量计。

它将涡旋发生体垂直插入到流体中时，流体绕过发生体时会形成卡门涡街，在满足一定的条件下，非对称涡列就能保持稳定，此时，涡旋的频率f与流体的流速v成正比，与涡旋发生体的正面宽度d成反比，可用公式表示为：f=Stv/d其中St为斯特劳哈尔数，在正常工作条件下为常数。

卡门涡街流量计有许多优点：可测量液体、气体和蒸汽的流量；精度可达±1%(指示值)；结构简单，无运动件，可靠、耐用；压电元件封装在发生体中，检测元件不接触介质；使用温度和压力范围宽，使用温度最高可达400℃；并具备自动调整功能，能用软件对管线噪声进行自动调整。

卡门涡街影响的例子卡门涡街是一种流体力学现象，指的是当流体从一个较宽的管道进入一个较窄的管道时，流体速度增加，压力降低，从而形成的涡旋。

这种现象在日常生活中有很多应用和影响，下面列举了一些例子来说明卡门涡街的影响。

1. 水龙头：当我们打开水龙头，水从水龙头中流出时，我们会发现水流中形成了一个明显的涡旋，这就是卡门涡街现象。

这种涡旋不仅给我们带来了美观的视觉效果，还有助于增大水流的速度，减少水流的压力。

2. 风洞：在航空航天领域中，风洞是模拟空气流动的实验设备。

在风洞中，通过控制空气流动的速度和压力来模拟不同飞行速度下的空气动力学效应。

卡门涡街在风洞中的应用非常广泛，可以帮助研究人员更好地理解空气流动的特性，优化飞行器的设计。

3. 汽车尾部设计：在汽车设计中，尾部的空气动力学特性对汽车的性能和燃油经济性有很大的影响。

卡门涡街的应用使得汽车设计师能够通过合理的尾部设计来减少空气阻力，提高汽车的行驶稳定性和燃油经济性。

4. 水力发电站：在水力发电站中，水流通过水轮机转动发电机产生电能。

为了提高水流的速度和压力，减少能量损失，发电站的水轮机进口一般采用收缩型流道，从而产生卡门涡街现象，以提高发电效率。

5. 船舶设计：在船舶设计中，船体的外形和船底的凹凸设计对船舶的阻力和航行稳定性有很大的影响。

通过合理设计船底的凹凸形状，可以形成卡门涡街，减少船舶的阻力，提高航行速度和燃油经济性。

6. 烟囱设计：在建筑物的烟囱设计中，为了提高烟气的排放效率，减少烟囱内的阻力，常常采用收缩型烟囱设计，通过形成卡门涡街，提高烟气的速度和排放效率。

7. 燃烧器设计：在工业燃烧器的设计中，为了提高燃烧效率和燃烧稳定性，常常采用收缩型燃烧器设计，通过形成卡门涡街，使燃料和空气混合更加均匀，提高燃烧效率和减少污染物排放。

8. 水处理：在水处理领域，卡门涡街的应用可以提高水流的速度和压力，从而增加水处理设备的处理能力，提高水处理效率。

卡门涡街的原理及其应用1. 卡门涡街的原理介绍卡门涡街是由卡门效应（卡门涡街效应）衍生而来的一种现象。

卡门效应是流体力学中的一个重要现象，在流体通过一个圆柱体时会形成旋涡街。

卡门涡街是一种产生周期性旋涡的现象，具有较高的频率和可控性。

2. 卡门涡街的工作原理卡门涡街的工作原理是基于卡门效应。

当流体通过圆柱体时，由于流体的惯性和黏性，会形成一个交替排列的旋涡结构，即卡门涡街。

旋涡的形成和脱落会产生涡旋相关的压力变化，从而加速或减缓流体的流动速度。

3. 卡门涡街的应用卡门涡街作为一种流体控制技术，具有广泛的应用前景。

3.1 消除尾迹卡门涡街可以通过调节圆柱体的形状和流体参数，使得涡旋脱落的频率和幅度控制在合适的范围内。

利用卡门涡街可以有效地消除飞行器、汽车等高速运动物体的尾迹，降低气动阻力和噪声，提高运动物体的效能和稳定性。

3.2 增强传热效率由于卡门涡街的涡旋结构，可以增强传热介质与换热表面的接触，提高传热效率。

因此，卡门涡街在热交换器、反应器等领域有着重要的应用价值。

3.3 减小湍流卡门涡街还可以通过激励的方式减小湍流，提高流体流动的稳定性。

这在风力发电、能源输送等领域具备重要的应用潜力。

4. 卡门涡街的优势和挑战卡门涡街作为一种先进的流体控制技术，具有以下的优势和挑战：4.1 优势•卡门涡街具有较高的可控性和可调节性，可以根据不同的需求进行调整。

•卡门涡街技术相对成熟，已经在多个领域得到了应用验证。

•卡门涡街的应用可以有效降低能耗和环境污染。

4.2 挑战•卡门涡街技术的理论研究和工程应用还有待进一步深入。

•卡门涡街的优化设计和参数选择需要大量的试验和实际操作经验。

•卡门涡街技术的经济性和持续性还需要进一步探索和改进。

5. 结论卡门涡街是一种基于卡门效应的流体控制技术，具有广泛的应用前景。

通过消除尾迹、增强传热效率和减小湍流等方式，卡门涡街可以对流体进行有效控制，提高系统性能和能源利用效率。

尽管卡门涡街技术还面临一些挑战，但相信随着技术的不断进步和创新，卡门涡街技术将在更多领域发挥重要作用。

2009年10月20日~ 10月23日卡门涡街一、实验原理实验表明，粘性流体绕流圆柱时，由于脱体所形成的圆柱背后的漩涡有一定的释放规律，当雷诺数（Re ）达到一定值（40～80）时，在圆柱体后几乎是平行的两根直线上，产生一系列相隔固定间距的单涡。

处于圆柱体同一侧的所有单涡以同一方向旋转，分于两侧的涡则旋转方向彼此相反。

在圆柱体下游出现的这种整齐的反对称排列的涡对叫做卡门涡街。

对于圆柱体后涡旋的发射现象，卡门指出，大多数的排列情况都是不能抵抗微小扰动的，即是不稳定的，只有下图所示，当两排涡旋之间的距离h 与同列中相邻两涡旋之间的距离L 之比（h/L ）为0.2806时，才是稳定的。

图1 卡门涡街示意图涡街在上述稳定的排列方式下，各个单涡以相向旋转形成，交错地从物体两边发射出来，其频率F （次/秒）与圆柱运动速度（或绕流速度）成正比，和圆柱直径成反比。

以无量纲数S t 表示，称为斯托哈尔数，∞=V fd S t ，它是雷诺数的函数，当250＜Re ＜2×105时，有如下的经验公式：⎪⎭⎫ ⎝⎛-==∞Re 7.191198.0V fd S t 当103＜Re ＜105时，斯托哈尔数近似常数，可以取为0.2。

圆柱后发射的涡旋，除了绕流速度∞V 向下游流动外，还以一定速度u 流向圆柱体，因此涡旋向下游运动的绝对速度为u V -∞,计算得出L h th L u π2Γ=,一般，u ＜V ∞,式中Γ是涡旋的环量。

图2 卡门涡街实际拍照二、实验指导本实验可用于观察在流体中，圆柱两侧绕流时，产生的卡门涡街现象。

三、实验步骤：1. 在拖曳水槽中灌满水。

2. 在拖车上固定好实验用圆柱体。

3. 直流电源正极接在圆柱体露出水面的部位上，电源负极接在插于水中的铜板上。

4. 把拖车置于拖曳水槽的一端。

5. 待水完全静止后，开启直流稳压电源开关，调整电压和电流都为最大。

6. 开启力矩电机驱动器电源开关，调整行走方向开关正确后，旋转速度调节钮，观察卡门涡街现象。

卡门涡街的原理卡门涡街是在流体力学领域中研究的重要现象，常被用来解释和描述一系列发生在绕流物体周围的涡旋形成、交替洗涤以及可能的不稳定振动现象。

本文将详细介绍卡门涡街的原理。

卡门涡街最早是由荷兰科学家和工程师泽尔肯（Theodor von Kármán）在1911年发现的。

他在进行实验的过程中发现一个特殊的渠道集合体在流体流过时会形成一系列的涡旋脱落，这些涡旋随着时间的推移周期性地离开流体中心，并在后方以不稳定的方式相互作用。

卡门涡街的形成可归于流体动力学中的不稳定性。

当流体流经绕流物体，比如圆柱体或圆球体时，会发生流体分离现象。

在低速流动条件下，当流体流动到绕流物体的前缘时，由于惯性和黏性的作用，流体流动方向改变，流体会流聚在绕流物体的前面，导致背压增加。

同时，绕流物体后缘附近的背压降低，产生低压区域。

低压区域会吸引高压区域中的流体，导致流体形成一条旋涡，绕流物体后缘附近的低压区域跟着移动。

绕流物体前后出现的高压和低压区域随着流体的移动在空间中周期性地重复，从而形成一系列的旋涡。

卡门涡街的形成与两个主要因素密切相关：雷诺数和卡门编号。

雷诺数（Reynolds number）是一个无量纲数，用于描述流体流动发生的惯性和黏性相互作用。

当雷诺数较低时，流体黏性的作用比惯性作用更加重要，流体流动比较平稳，涡旋形成的机会较少；而当雷诺数较高时，惯性作用比黏性作用更加重要，流体流动相对更加复杂，涡旋形成的机会增加。

卡门编号（Strouhal number）是描述涡旋脱落频率的无量纲数。

卡门涡街中的涡旋脱落频率与流体速度、绕流物体的尺寸等因素有关，卡门编号可以用来表示涡旋脱落频率与这些参数之间的关系。

在具体的实验中，当雷诺数适中，并且绕流物体的尺寸和流体速度也适当时，卡门涡街现象会更加明显。

涡旋脱落频率与流体速度、绕流物体的尺寸之间存在一个特定的关系，这个关系可以通过实验测量得到。

实验中常常利用烟雾或染料追踪流体的流动，通过记录涡旋脱落的频率和相互作用的规律，可以得到卡门涡街的一些重要特性。

卡门涡街原理
卡门涡街原理是一种流体力学现象，它是由奥地利物理学家卡门在20世纪初发现的。

这种现象在工程领域中有着广泛的应用，特别是在流体控制和混合方面。

本文将介绍卡门涡街原理的基本概念和应用。

卡门涡街原理是指当流体通过一个圆柱体时，会在圆柱体后面形成一系列的涡旋。

这些涡旋会交替地脱离圆柱体两侧，形成一个稳定的涡街。

这种现象的产生是由于流体在圆柱体周围的速度分布不均匀，导致了流体的不稳定性。

卡门涡街原理在工程领域中有着广泛的应用。

其中最常见的应用是在风力发电机的设计中。

风力发电机的叶片通常是圆柱体形状，当风通过叶片时，会产生类似于卡门涡街的现象。

这种现象可以增加风力发电机的效率，使其能够更好地转换风能为电能。

卡门涡街原理还可以用于流体混合。

在化学工程中，混合是一个非常重要的过程。

通过使用卡门涡街原理，可以将两种不同的流体混合在一起，从而实现更好的反应效果。

卡门涡街原理还可以用于流体控制。

在飞机和汽车的设计中，流体控制是一个非常重要的问题。

通过使用卡门涡街原理，可以控制流体的流动，从而实现更好的空气动力学性能。

卡门涡街原理是一种非常重要的流体力学现象，它在工程领域中有着广泛的应用。

通过深入研究卡门涡街原理，我们可以更好地理解流体的行为，从而实现更好的工程设计和应用。

卡门涡街引起蝴蝶阀振动的原因分析和处理卡门涡街是一种流体现象，是指在某些情况下，流体会在穿过狭窄通道时形成带有涡旋的流动。

卡门涡街可能会对蝴蝶阀的运行产生不良影响，引起振动等问题。

在本文中，我们将分析卡门涡街引起蝴蝶阀振动的原因，并探讨相应的处理措施。

一、引起蝴蝶阀振动的卡门涡街原因1.几何形状卡门涡街的形成与几何形状有关。

几何形状的改变可能会影响卡门涡街的强度和位置，从而导致蝴蝶阀振动。

例如，在蝴蝶阀旋转时，流体的流动状态会发生变化，可能导致卡门涡街的形成。

2.流量流量的大小直接影响卡门涡街的强度和位置。

当流量达到某个临界值时，卡门涡街会形成。

如果蝴蝶阀处于接近该临界点的位置，那么卡门涡街可能会引起阀门的振动。

3.粘性与速度卡门涡街的强度和位置还与粘性和速度有关。

如果粘性较小，速度较大，那么卡门涡街的形成会更加容易。

此时，蝴蝶阀振动的可能性也会增加。

4.流量分布与不均匀性流体的流量分布不均匀也可能会引起蝴蝶阀振动。

由于不均匀的流量分布，部分流体可能会聚集在蝴蝶阀的某个位置，从而导致卡门涡街的形成。

二、处理措施1.改善流动状态为了减少卡门涡街的形成，我们需要改善蝴蝶阀周围的流动状态。

可以通过增加流道的宽度，增加流量，调整蝴蝶阀的几何形状等方法，改变流动状态，减少卡门涡街的形成。

2.减少流量的不均匀分布减少流量的不均匀分布也能减少卡门涡街的形成。

这可以通过加装适当的流动分配器或静态混合器来实现。

这些设备可以改变流体的流动状态，从而减少蝴蝶阀的振动。

3.适当增加粘性增加流体的粘性也可以有效地减少卡门涡街的形成。

增加粘性可以通过添加流体粘性剂、改变流体温度等方式实现。

但是如果粘度过高，可能会导致流体在管道内的流动受阻，需要根据具体情况进行选择。

4.设置阻尼装置除了上述措施外，我们还可以设置阻尼装置来减少蝴蝶阀的振动。

这些装置可以增加蝴蝶阀的阻尼，使其在运行时更加稳定。

常见的阻尼装置有剪切阻尼器、阻尼片等。

认识卡门涡街
卡门涡街（Carman Vortex Street）是一种流体力学现象，是一种稳定的渦旋流，这种流体动力学的现象可以在多种物理系统中观察到，其中包括水流和风流等。

卡门涡街是由匈牙利物理学家Theodor von Karman于1911年在实验中发现，并被命名为卡门涡街。

当有一个绕流物体时，如一个圆柱或一个球体，流体就会分离并形成由交替的不稳定涡流包围的一系列交替的旋涡。

这些涡流在物体的尾部排列并形成卡门涡街。

这种流动的特征是具有一个成对的涡街，在流体中心形成一系列的涡流，并向两侧传播。

卡门涡街的稳定性与物体的 Reynold 数相关，当 Reynold 数小于40时，卡门涡街通常是不稳定的，而当 Reynold 数大于40时，卡门涡街变得更加稳定，成为常见的硬性物体后方的稳定流线。

卡门涡街对工程应用具有重要意义，因为它可以在流体管道和其他流体设备中出现，并对流量、压力和乱流产生影响。

了解卡門渦旋流现象有助于解决很多气流和液流问题，比如飞机尾流的问题等。

此外，在地球大气环境中，卡门涡街也起着重要的作用，它可以影响气候，产生湍流和旋涡，并与天气前缘有很大的关系。

卡门涡街还可以在自然界中观察到，如红晕光彩、旋涡云层等天气现象。

总之，卡门涡街是一种非常重要的流体动力学现象，与工程设计和自然环境中都有密切的关系。

了解和掌握它的原理和应用，能够帮助我们更好地研究和解决与流体力学相关的问题。

卡门涡街流体绕过非流线形物体时，物体尾流左右两侧产生的成对的、交替排列的、旋转方向相反的反对称涡旋。

卡门涡街是粘性不可压缩流体动力学所研究的一种现象。

流体绕流高大烟囱、高层建筑、电线、油管道和换热器的管束时都会产生卡门涡街。

1911年,德国科学家T.von卡门从空气动力学的观点找到了这种涡旋稳定性的理论根据。

对圆柱绕流，涡街的每个单涡的频率f与绕流速度v成正比，与圆柱体直径d成反比，即。

Sr是斯特劳哈尔数,它主要与雷诺数有关。

当雷诺数为300～3×105时,Sr近似于常数值(0.21)；当雷诺数为3×105～3×106时，有规则的涡街便不再存在；当雷诺数大于3×106时，卡门涡街又会自动出现，这时Sr约为0.27。

出现涡街时，流体对物体会产生一个周期性的交变横向作用力。

如果力的频率与物体的固有频率相接近,就会引起共振,甚至使物体损坏。

这种涡街曾使潜水艇的潜望镜失去观察能力,海峡大桥受到毁坏,锅炉的空气预热器管箱发生振动和破裂。

但是利用卡门涡街的这种周期的、交替变化的性质，可制成卡门涡街流量计，通过测量涡流的脱落频率来确定流体的速度或流量。

流体绕过发生体时会形成卡门涡街，在满足一定的条件下，非对称涡列就能保持稳定，此时，涡旋的频率f与流体的流速v及涡旋发生体的宽度d有如下关系：f=St(v/d)其中St为斯特劳哈尔数，在正常工作条件下为常数。

为什么会出现卡门涡街当流速比较小时，物体两边产生的窝比较小，也不怎么互相影响，而当流速比较高时，物体两边的窝开始互相影响。

如图所示，因为任何时候左右都不会完全对称，某一时刻，必有一方压力高，而另一方压力低。

在图示的时刻，红点处的压力高，而蓝点处的压力低，所以流体向右移动，一旦移动到一定的时候，红点处的压力与蓝点处的压力一样了，向右的移动便停止了。

右端的窝脱离。

与此同时，由于流动，左端靠近物体的低压区也在发展。

当左端的低压区壮大到一定的程度，右端的压力就会高于左端。

卡门涡街的原理及其应用1. 引言卡门涡街是一种通过涡街效应将能量转换为涡旋运动的现象，应用广泛于流体力学领域。

本文将介绍卡门涡街的原理以及其在不同领域的应用情况。

2. 卡门涡街的原理卡门涡街的原理基于流体在通过一个绕流体流动物体的缝隙时，会将能量转化为涡旋运动的现象。

它的原理可以归结为以下几点：•涡街效应: 当流体通过一个孔隙时，由于惯性导致了流体流动的非稳定性。

这种非稳定流动会引起涡旋的生成，形成卡门涡街现象。

•压力梯度: 缝隙内外的压力差异是产生卡门涡街现象的重要原因。

在压力梯度的作用下，流体极易产生旋转运动。

3. 卡门涡街的应用卡门涡街的独特原理使其在许多领域中得到广泛应用。

以下是一些常见的应用场景：3.1 流体力学研究卡门涡街广泛应用于流体力学研究中，帮助研究者了解流体的运动方式和行为。

通过观察卡门涡街现象，研究者可以测量流体的速度、压力和涡旋的形成情况，从而揭示出流体的运动规律。

3.2 传感器技术由于卡门涡街现象的灵敏度高，它被广泛应用于传感器技术中。

通过使用卡门涡街传感器，可以测量流体的流速、温度和压力等参数。

卡门涡街传感器具有精度高、可靠性强等优点，在工业领域和科学研究中得到了广泛的应用。

3.3 能量转换卡门涡街的能量转换特性使其在能源领域中有着重要的应用前景。

利用涡街效应，可以将流体能转化为机械能或电能。

卡门涡街发电机通过将流体通过涡街缝隙，引起涡旋运动，从而驱动发电机产生电能。

3.4 测流技术卡门涡街的特性使其成为一种重要的测流技术。

通过测量卡门涡街涡旋的频率和振幅变化，可以准确测量流体的体积流量。

这种测流技术在工业流程控制和水资源管理中具有重要意义。

4. 结论卡门涡街是一种利用涡街效应将能量转换为涡旋运动的现象。

它在流体力学研究、传感器技术、能量转换和测流技术等领域中有着广泛应用。

随着对流体行为和能源利用的不断深入研究，卡门涡街在未来的应用前景将会更加广阔。

一、实验目的1. 理解卡门涡街现象的成因及规律；2. 掌握实验原理和方法；3. 观察和分析卡门涡街现象；4. 计算卡门涡街的频率、斯特劳哈尔数等参数。

二、实验原理卡门涡街是流体力学中的一种重要现象，当定常来流绕过某些物体时，物体两侧会周期性地脱落出旋转方向相反、排列规则的双列线涡。

这种现象的成因是：流体在绕过物体时，由于物体对流体流动的阻碍，使得流体在物体表面形成边界层。

当雷诺数处于特定范围时，边界层内的流体流动会产生周期性的涡旋脱落，形成卡门涡街。

实验原理基于以下公式：f = Sr (v / d)其中，f为涡街频率，v为绕流速度，d为圆柱体直径，Sr为斯特劳哈尔数。

三、实验设备与材料1. 实验装置：卡门涡街实验装置，包括圆柱体、水槽、泵、流量计、计时器等；2. 实验材料：圆柱体、水槽、水泵、计时器、尺子等；3. 仪器：电脑、数据采集器、频谱分析仪等。

四、实验步骤1. 准备实验装置，确保水槽内水位稳定；2. 将圆柱体放置在水槽中央，调整位置，使圆柱体与水槽壁保持一定距离；3. 启动水泵，调节流量，使水流速度稳定；4. 打开计时器，观察并记录圆柱体两侧涡街的频率；5. 使用尺子测量圆柱体直径；6. 重复实验，改变水流速度，记录不同速度下的涡街频率；7. 计算斯特劳哈尔数Sr。

五、实验结果与分析1. 观察实验现象：当水流绕过圆柱体时，圆柱体两侧会出现周期性的涡街，涡街频率与水流速度有关；2. 计算斯特劳哈尔数：根据实验数据，计算不同水流速度下的斯特劳哈尔数；3. 分析实验结果：斯特劳哈尔数与雷诺数有关，当雷诺数处于特定范围时，斯特劳哈尔数近似于常数值。

在本实验中，斯特劳哈尔数近似为0.21。

六、实验结论1. 卡门涡街现象是流体力学中的一种重要现象，当定常来流绕过某些物体时，物体两侧会周期性地脱落出旋转方向相反、排列规则的双列线涡；2. 涡街频率与水流速度有关，满足公式f = Sr (v / d)；3. 斯特劳哈尔数与雷诺数有关，当雷诺数处于特定范围时，斯特劳哈尔数近似于常数值。

卡门涡街效应
卡门涡街效应是一种物理现象，它是由1883年俄国物理学家卡门·涡街（Kamenev）发现的。

卡门涡街效应源于气体分布的不均衡情况。

当流体在一个涡街中流动时，其流转的方向会发生改变，导致涡街的大小也会改变。

这种物理现象被称为卡门涡街效应。

卡门涡街效应是一个自发平衡过程：当涡街中发生流变时，它会产生一个力，这种力称为“卡门力”，它将使得涡街改变其大小和形状，也就是涡街中的气体分布重新平衡，从而确保涡街保持一定的平衡状态。

换句话说，卡门涡街效应就是使涡街保持平衡的过程。

卡门涡街效应在几何形状和流动特性等各方面都受到应用。

举个例子，它可以用来解释风的形成：即在地球的表面，气压和对流起着重要作用，导致某些地方出现气压降低，使得流体（空气）在外力的作用下流向低压地区，产生风。

此外，卡门涡街效应还被广泛应用于汽车，飞机，暖气，船舶等传统运输方式上，从而改善它们的性能。

在现代汽车工业中，它也可以用于改进车身和排气系统，改善燃油效率，从而达到节能的目的。

另外，卡门涡街效应也可以用来解释天气现象，如影响全球气候的强对流，也可以使用它来解释大气环流，这是一个复杂的过程，也非常重要。

由此可见，卡门涡街效应是一种重要而又实用的物理现象。

它不仅可以解释许多宏观现象，而且还被广泛用于汽车工业，航空航天，船舶工业等传统行业，以及现代汽车和暖通空调系统等技术领域，从而改善它们的性能。

因此，卡门涡街效应将在未来发挥着更为重要的作用。

卡门涡街是在圆柱绕流过程中产生的一种涡动结构，其特点为定常而规则的交替产生于圆柱两侧的涡流。

涡街结构对于流体动力学过程具有重要的影响，因此对于这一结构的研究一直备受重视。

而影响卡门涡街的一个重要参数即为扰流圆柱的脱落频率。

1. 卡门涡街的形成卡门涡街是由于流体在绕过圆柱物体时，由于非稳定性和几何形状的影响而产生的一种结构性流动现象。

当流速较低时，流体绕过圆柱时会形成一个涡腾升，之后形成一个反向的涡脱落，这种涡量的不断脱落和再生就形成了卡门涡街。

2. 扰流圆柱的脱落频率扰流圆柱的脱落频率是指在固定条件下，卡门涡街结构中反向涡脱落的频率。

这一频率受到多种因素的影响，包括流速、圆柱直径、流体粘性等。

通过对扰流圆柱的脱落频率进行研究，可以更深入地了解卡门涡街的产生机制及其对流体动力学的影响。

3. 影响因素（1）流速：流速是影响卡门涡街及其扰流圆柱脱落频率的重要因素之一。

一般来说，当流速较低时，卡门涡街的结构更加稳定，扰流圆柱的脱落频率较低；而当流速增大时，卡门涡街结构会变得不稳定，扰流圆柱的脱落频率也会相应增加。

（2）圆柱直径：圆柱直径的大小也会对扰流圆柱的脱落频率产生影响。

一般来说，圆柱直径越大，涡脱落的频率也会随之增大，这是因为圆柱直径增大会引起流体绕流的不稳定性增加，进而加速涡脱落的频率。

（3）流体粘性：流体的粘性对于扰流圆柱的脱落频率也有一定的影响。

高粘性的流体会减缓涡脱落的频率，而低粘性的流体则会加速涡脱落的频率。

这是因为高粘性的流体对于流动的稳定性具有一定的约束作用，而低粘性的流体则相对自由。

4. 应用意义对于扰流圆柱的脱落频率的研究不仅有助于加深对卡门涡街结构的认识，还具有一定的工程应用意义。

例如在建筑结构中，对于桥梁、烟囱等圆柱状物体的设计都需要考虑卡门涡街结构的影响，而了解扰流圆柱的脱落频率可以为此提供一定的参考。

扰流圆柱的脱落频率是影响卡门涡街结构形成及其对流体动力学影响的重要因素。

卡门涡街对锅炉冷风风道危害的研究与对策卡门涡街是一种流体力学现象，它通常形成于局部或全局弯曲的管道中，如锅炉冷风风道。

该现象产生的速度脉动和涡旋结构会对管道及其周围的流体造成不稳定影响，导致能量损失、噪声、振动、腐蚀和磨损等不良后果。

在燃煤锅炉中，卡门涡街对冷风风道的危害尤其显著，可能导致冷风风量不足、温度和氧量不均匀、煤粉不利于燃烧等问题，进而影响锅炉的热效率、安全性和环保性。

本文旨在研究卡门涡街对锅炉冷风风道的危害，并提出相应的对策和建议。

首先，介绍卡门涡街的基本概念和形成机理，以及其对流体的影响。

其次，分析卡门涡街对锅炉冷风风道的不良影响，包括流量降低、温度分布不均、氧量偏低和煤粉沉积等方面。

然后，探讨了应对卡门涡街的措施和方法，包括优化风道结构、加装衬板、改变进风角度、增加扩散段等方面。

最后，总结了本文的研究内容和结论，并对未来的研究方向提出了展望。

一、卡门涡街的基本概念和形成机理卡门涡街是指在管道中流动的稳定涡旋结构，其形成原因主要是由于流动中存在一定的雷诺数和曲率半径，导致惯性力和压力梯度的相互作用，从而形成了旋转的速度脉动和涡旋。

在锅炉冷风风道中，此类现象可能由风道的结构、进气口、气流速度等多个因素共同作用而形成。

其流动可以分为静态流、周期性变化流和涡流三种类型，其中周期性变化流是卡门涡街的核心特征。

周期性涡旋结构会导致流动的不稳定性、严重振动和能量损失，同时还会影响燃烧的温度和氧量分布。

二、卡门涡街对锅炉冷风风道的不良影响卡门涡街对锅炉冷风风道的不良影响主要包括以下几个方面。

1.流量降低卡门涡街可能会让风道的清洁效果变差，使得风量下降，导致风压变小和灰渣积累。

2.温度分布不均由于卡门涡街的存在，空气的速度、温度和浓度分布不均匀，使得冷区温度升高和热区温度下降，导致锅炉的热效率受到影响。

3.氧量偏低卡门涡街会导致风量衰减和流体混合变差，进而使得部分区域的氧量偏低，燃烧不充分和烟气排放量增加。

卡门涡街现象分析1881年5月11日是著名的美国工程力学家卡门（1881-1963）的诞生纪念日.卡门出生在匈牙利的布达佩斯。

他对人类最大的贡献是开创了数学、力学在航空、航天和其它工程技术领域的应用，为近代力学的发展奠定了基础。

1911年卡门对流动的流体在圆柱体后留下的两排周期性旋涡进行了深入的研究，在理论上对这种旋涡做出了精辟的分析。

这就是著名的卡门旋涡。

卡门创建了美国航空科学学院,并把这所学院建设成了当时流体力学的研究中心和培训基地.卡门支持他的学生对火箭推进技术进行研究并和马利纳第一次证明能够设计出稳定持久燃烧的固体火箭发动机。

一.卡门涡街现象实际流体绕流圆柱（管）体时，边界层分离所形成的旋涡在背流面有一定释放（脱落)规律，当Re90～200时，背流面旋涡不断的交替生成及脱离，并在尾涡区形成交替排列、旋转方向相反、有规则且较稳定的两行旋涡,以比来流小得多的速度运动，这种现象称为卡门涡街（冯·卡门首先实验测得），又称卡门涡列.［注意］卡门涡街现象在Re60～210都可以观察到，但有规则的卡门涡街在Re60～5000范围内，而只有Re90～200范围内观察到的卡门涡街现象才是较稳定的。

二。

卡门涡街的利用及危害a。

利用：测量流体来流速度及流量。

卡门涡街中旋涡脱落频率f可表示为 5d 5式中St称为斯特罗哈尔数,是个无量纲量。

当Re800～1.510时，一般St0.21.因此利用这一特点可以制成卡门涡街流量计,即测得脱落频率f、圆柱外直径d后，因为fStSt0。

21已知，则可以求得来流速度c，进而获得流量。

b。

危害:会产生振动及噪声，严重时产生共振及声振。

卡门涡街时旋涡交替产生并脱落，因此将产生交变力,从而被绕流柱体产生振动及噪声；当交变力频率与柱体材料的固有频率接近时，便会产生共振现象，使振动加剧；振动会使周围空气发出声响效应，若其频率与柱体材料的固有频率接近时，又会产生所谓的声振，使振动及噪声加剧。