فلومترهای گردابی
به روز رسانی شده در ۱۴۰۵/۲/۲۹ زمان مطالعه 10 دقیقهاطلاعات کلی
فلومترهای گردابی سنسورهای جریانی هستند که فرکانس گردابه های ریخته شده توسط یک بدنه بلوفی را که در یک جریان جریان قرار می گیرد، تشخیص می دهند. فرکانس گرداب ها متناسب با سرعت جریان است. جریان سنج گردابی برای اندازه گیری جریان مایعات و/یا گازها استفاده می شود و برای جریان آشفته با عدد رینولدز بیشتر از 10000 مناسب است. برخی از دستگاه ها می توانند مواد فاز مخلوط مانند بخار را در خود جای دهند. دیگران می توانند مایعات را با مواد جامد معلق (دوغاب) اندازه گیری کنند. از مزایای این دستگاه میتوان به هزینههای پایین راهاندازی اولیه و نیاز به نگهداری پایین در شرایط جریان تمیز استفاده کرد. فلومترهای گردابی به دما، فشار و ویسکوزیته نیز حساس نیستند. عیب دبی سنج گردابی این است که به دلیل انسداد در مسیر جریان، افت فشار کم تا متوسط وجود دارد.
اصل اساسی برای جریان سنج گردابی این است که یک مانع در یک جریان متحرک قرار می گیرد. همانطور که جریان در اطراف جسم می چرخد، به طور متناوب گرداب هایی (چرخش رسانه ها) از بالا یا پایین جسم ایجاد می کند. چرخش ها از افزایش فشار و کاهش سرعت در یک طرف جسم و کاهش فشار و افزایش سرعت در طرف دیگر ایجاد می شوند. این فرآیند یک چرخش در یک طرف شی ایجاد می کند و با تغییر روند، یک چرخش در طرف دیگر ایجاد می شود.
ریزش گرداب.
فرکانس این فرآیند متناوب متناسب با سرعت جریان جریان در هنگام عبور از نقطه تماس است. سری یا الگوی ایجاد شده توسط چرخش های گردابی به عنوان "خیابان گرداب فون کارمان" شناخته می شود. نرخ جریان حجمی (با فرض جریان بالادست حالت پایدار) است
که آنجا:
فرکانس ریزش گرداب است
قطر لوله است
عرض بدنه بلوف بیش از قطر لوله است
یک ثابت برای تمام سیالات با طراحی متر است. یک عامل k برای جبران مشخصات غیر یکنواخت جریان لوله معرفی شده است.
عدد استروهال است که به صورت تجربی تعیین شده است.
در اینجا جدولی از تعدادی اعداد رایج استروهال آورده شده است.
S | W/D |
0/18 | 0/1 |
0/26 | 0/3 |
0/44 | 0/5 |
برای اندازهگیری جریان، یک حسگر اولتراسونیک، الکترونیکی یا فیبر نوری تغییر الگوی گرداب را در پایین دست از جسم نظارت میکند و یک سیگنال خروجی ضربانی را به بازخوانهای خارجی ارسال میکند.
مشخصات گرداب
محدوده فشار عملیاتی و محدوده دمای رسانه از مشخصات رسانه مهمی هستند که باید در نظر گرفته شوند.
محدوده فشار عملیاتی حداکثر فشار سر رسانه فرآیندی است که دستگاه ها می توانند تحمل کنند.
محدوده دمای حداکثر حداکثر دمای رسانه ای است که می توان آن را نظارت کرد.
سرعت جریان سرعت معمولاً بر حسب فاصله/زمان اندازه گیری می شود. ماکزیمم دبی یک دبی سنج توسط سازنده علاوه بر نسبت چرخش به حداکثر دبی تقسیم می شود تا حداقل دبی را تعیین کند. فرمول های اضافی در مورد محاسبه نرخ جریان را می توان در اینجا یافت.
اندازه لوله مهم است زیرا بسیاری از محصولات از نظر قطر لوله کالیبره می شوند، اندازه گیری که در واحدهای انگلیسی مانند اینچ (in) یا واحدهای متریک مانند سانتی متر (سانتی متر) بیان می شود. اغتشاش در لوله می تواند بر دقت اکثر جریان سنج ها تأثیر بگذارد. بنابراین فلومترهای گردابی باید در فاصله توصیه شده از دستگاه های ایجاد تلاطم مانند پمپ ها و شیرها قرار گیرند.
سیال سیستم
محلولهای رسانهای مختلف، مانند مایع یا گاز، میتوانند بر قابلیت فلومتر گردابی تأثیر بگذارند.
مایع - مایعات با تعلیق ذرات سنگین، فرسوده می شوند یا قسمت های داخلی مانند بدنه بلوف را مسدود می کنند و باعث خطای فلومتر می شوند. فلومترهای گردابی با مایعاتی که ویسکوزیته بالایی دارند، مبارزه میکنند، زیرا تمایل دارند تشکیل گردابها را کاهش دهند و برد مؤثر را کاهش دهند. ذرات و حباب های داخلی معمولاً بر گرداب سنج ها تأثیر نمی گذارند. اکثر تولیدات برای مایعات با ویسکوزیته 1 CST کالیبره شده اند. هر چیزی بالاتر از آن حداقل نرخ جریان قابل خواندن را افزایش میدهد و محدودهپذیری را کاهش میدهد.
گاز- گاز قابل تراکم است و هنگامی که تحت فشار قرار می گیرد، گرم می شود یا سرد می شود، حجم آن تغییر می کند. برای سیستم هایی که گاز رسانه اولیه است، رسانه جریان گردابی باید دارای حسگرهایی باشد که تغییرات دما و فشار را در سیستم نظارت می کنند.
مشخصات عملکرد
انتخاب مواد
مواد لوله: مواد لوله باید پس از در نظر گرفتن سیال منتقل شده توسط سیستم انتخاب شود. دانستن غلظت، محدوده دمای عملیاتی و محدوده فشار کاری بسیار مهم است تا لوله بتواند نیازهای سیستم را تحمل کند.
مواد فلومتر - انتخاب ماده برای فلومتر گردابی نیازمند ملاحظات اضافی نسبت به موارد ذکر شده در بالا برای مواد پیپ است. این مشخصات شامل ویسکوزیته سیال، ذرات معلق، چگالی سیال و محدوده جریان مورد انتظار می باشد. اگر قصد دارید یک دبی سنج را در سیستم لوله فلزی نصب کنید، دما، رسانه و فشار باید برای اطمینان از سازگاری در نظر گرفته شود.
سبک نصب
کنتورهای سری RWG و RWBG جریان سنج های خطی به سبک ویفر هستند که برای ارائه اندازه گیری با دقت بالا با افت فشار بسیار کم طراحی شده اند. چندین سبک نصب برای فلومترهای گردابی وجود دارد.
دستگاه های نوع درج عمود بر مسیر جریان وارد می شوند. آنها معمولاً به یک سوراخ رزوه دار در لوله فرآیند یا وسیله دیگری برای دسترسی نیاز دارند.
دستگاه های فلنجی درون خطی به موازات مسیر جریان، معمولاً بین دو قطعه از لوله های فرآیند فلنجی قرار می گیرند.
محصولات رزوه ای درون خطی به موازات مسیر جریان وارد شده و در دو لوله فرآیند موجود رزوه می شوند. نخ لوله ملی (NPT) رایج ترین نوع رزوه است.
فلومترهای گردابی گیره ای درون خطی نیز موجود هستند. این دستگاه ها به موازات مسیر جریان وارد شده و بین دو لوله فرآیند موجود بسته می شوند.
خروجی ها و رابط ها
فلومترهای گردابی از نظر خروجی و رابط متفاوت هستند. اطلاعات نرخ جریان می تواند به صورت سیگنال ولتاژ آنالوگ، سیگنال جریان آنالوگ، فرکانس یا پالس یا سوئیچ خروجی باشد.
گزینه های خروجی
سیگنال های ولتاژ آنالوگ مانند 0 تا 10 میلی ولت یک تابع ساده و معمولا خطی اندازه گیری هستند. آنها پیوسته هستند، نه پالسی یا گسسته.
سیگنال های جریان آنالوگ مانند 4 تا 20 میلی آمپر از بازخورد برای ارائه جریان مناسب بدون توجه به نویز خط و امپدانس استفاده می کنند. این دستگاه ها که اغلب فرستنده نامیده می شوند، هنگام ارسال سیگنال در فواصل طولانی مفید هستند.
اطلاعات نرخ جریان همچنین می تواند به عنوان یک سیگنال رمزگذاری شده از طریق مدولاسیون دامنه (AM) یا مدولاسیون فرکانس خروجی شود. فلومترهای گردابی با خروجی سوئیچ از جریان رسانه برای راه اندازی سوئیچ بر اساس نرخ جریان از پیش تعیین شده استفاده می کنند.
گزینه های رابط
رابط های سریال شامل RS232، RS422 و RS485 است.
رابط های موازی از گذرگاه رابط کاربری عمومی (GPIB)، یک پورت Centronics یا یک پورت چاپگر استفاده می کنند.
ویژگی ها
فلومترهای گردابی ویژگی های مختلفی را ارائه می دهند.
دستگاه های چند درج نرخ جریان را با اندازه گیری سرعت جریان در چندین نقطه در مسیر جریان تعیین می کنند.
فلومترهای قابل برنامه ریزی معمولاً شامل یک ریزپردازنده داخلی هستند و می توانند به صورت الکترونیکی برای مواد، محدوده ها و خروجی های مختلف تنظیم شوند.
دستگاه هایی با عملکرد ضبط یا توتالایزر می توانند تاریخچه جریان را برای یک واحد زمان مشخص رسم یا نمودار کنند.
هشدارهای صوتی یا بصری را می توان برای هشدار به کاربر در صورتی که سیستم از مشخصات از پیش تعیین شده بالاتر و/یا پایین تر رفت، تعبیه کرد.
عملکردهای کنترلر دارای ورودی حسگر هستند یا دریافت می کنند، کنترل را ارائه می دهند (محدودیت ها، PID، منطق، و غیره) و یک سیگنال کنترل را خروجی می دهند.
استریلیزاسیون برای کاربردهای بهداشتی مانند کاربردهای پزشکی یا فرآوری مواد غذایی مهم است.
فلومترهای گردابی که می توانند دما، چگالی یا سطوح رسانه را نیز اندازه گیری کنند معمولاً در دسترس هستند
منابع
efunda - بررسی اجمالی جریان سنج های گرداب
Instrumart - فلومترهای ریزش گرداب
https://www.globalspec.com
محصولات و خدمات مرتبط
فلومترها
فلومترها (جریان سنج ها) و سنسورهای جریان وسایلی هستند که برای اندازه گیری دبی یا مقدار یک سیال یا گاز متحرک استفاده می شوند.
دبی سنج گاز
دبی سنج گاز برای اندازه گیری جریان یا مقدار گاز متحرک در یک لوله یا گذرگاه محصور استفاده می شود.
جریان سنج مایع
دبی متر مایع برای اندازه گیری دبی حجمی یا مقدار یک مایع متحرک استفاده می شود.
دبی سنج ها و کنترل کننده ها
دبی سنج ها و کنترل کننده ها میزان جریان را بر حسب واحد جرم یا حجم در واحد زمان (به عنوان مثال پوند در دقیقه) اندازه گیری می کنند. آنها برای استفاده با گازها، مایعات، بخارها یا دوغاب طراحی شده اند.
سوئیچ های جریان انبوه
سوئیچ های جریان مایع جرمی و سوئیچ های جریان گاز جرمی دستگاه هایی هستند که برای اندازه گیری جریان یا کمیت یک مایع یا گاز متحرک بر حسب واحد جرم در واحد زمان مانند پوند در دقیقه استفاده می شوند. این دستگاه ها ممکن است حسگرهایی با خروجی الکتریکی باشند یا ممکن است ابزارهای مستقل با نمایشگرها و کنترل های محلی باشند.
فلومتر التراسونیک
فلومتر التراسونیک از امواج صوتی برای تعیین نرخ جریان استفاده می کند. آنها می توانند یا سنج های اثر داپلر یا زمان پرواز سنج باشند.
سوئیچ های حجمی جریان گاز
سوئیچ های جریان گاز حجمی دستگاه هایی با خروجی سوئیچ هستند که برای اندازه گیری دبی یا کمیت گاز متحرک بر حسب واحد حجم در واحد زمان مانند فوت مکعب در دقیقه استفاده می شوند.