Hogyan lehet kiszámítani az örvényáram-mérővel mért áramlási sebességet?

Szia! Vortex áramlásmérők szállítója vagyok, és ma arról szeretnék beszélgetni, hogyan kell kiszámítani a Vortex áramlásmérővel mért áramlási sebességet. Ez egy nagyon klassz téma, és úgy fogom bontani, hogy könnyen érthető legyen.

Először is beszéljünk egy kicsit arról, hogy mi is az a Vortex Flowmeter. A Vortex Flowmeter egy olyan eszköz, amely a csőben lévő folyadékok (folyadékok, gázok vagy gőzök) áramlási sebességének mérésére szolgál. A von Kármán örvény utca elve alapján működik. Amikor egy folyadék elfolyik az áramlási útvonalon elhelyezett blöff test (egy nem áramvonalas tárgy) mellett, az örvények felváltva szóródnak ki a blöff test mindkét oldaláról. Ezen örvényleválás gyakorisága egyenesen arányos a folyadék áramlási sebességével.

Most pedig térjünk rá az áramlási sebesség kiszámításának alapjaira. Az áramlási sebesség Vortex áramlásmérővel történő kiszámításának alapképlete a következő:

$Q = f / K$

Ahol:

• $Q$ a térfogati áramlási sebesség (például köbméter per óra, $m^{3}/h$ vagy gallon per perc, GPM).
• $f$ az örvényleválás frekvenciája (Hz-ben, Hz-ben mérve).
• $K$ a mérőtényező (impulzusok egységnyi térfogatban, pl. impulzusok köbméterenként, $p/m^{3}$).

A $K$ mérőtényező az egyes Vortex áramlásmérőkre jellemző kalibrációs állandó. Ezt a gyári kalibrációs folyamat során határozzák meg. A kalibrálás figyelembe veszi az áramlásmérő fizikai jellemzőit, például a buff test méretét és az áramlási cső belső átmérőjét.

Tegyük fel, hogy van egy Vortex Flowmeter telepítve egy csővezetékbe, és megméri az örvényleválás gyakoriságát. Ezt a frekvenciát egyszerűen eloszthatja a mérőtényezővel, hogy megkapja a térfogati áramlási sebességet. Például, ha az örvényleadás frekvenciája $f = 50$ Hz és a mérőtényező $K = 100$ impulzus köbméterenként, akkor a térfogati áramlási sebesség $Q$:

$Q=\frac{50}{100}=0,5 m^{3}/h$

De ez nem mindig ilyen egyértelmű. Néhány dolgot figyelembe kell vennie.

Hőmérséklet és nyomás hatásai

A folyadék sűrűsége a hőmérséklet és a nyomás függvényében változhat. Gázok és gőz esetén ez különösen fontos. A sűrűség változásával a térfogatáram és a tömegáram közötti összefüggés is megváltozik. Ennek figyelembevételéhez meg kell mérnie a folyadék hőmérsékletét és nyomását, és az ideális gáz törvényét vagy más megfelelő egyenleteket kell használnia a térfogatáram tömegárammá alakításához.

Az ideális gáz törvényét a következő képlet adja meg:

$PV = nRT$

Ahol:

• $P$ a gáz nyomása.
• $V$ a gáz térfogata.
• $n$ a gáz móljainak száma.
• $R$ az ideális gázállandó.
• $T$ a gáz abszolút hőmérséklete.

Ha ismeri a nyomást, a hőmérsékletet és a térfogatáramot, akkor a tömegáramot a gáz adott feltételek melletti sűrűségéből számíthatja ki.

Viszkozitás és Reynolds-szám

A folyadék viszkozitása is befolyásolhatja a Vortex Flowmeter teljesítményét. A Reynolds-szám ($Re$) egy dimenzió nélküli mennyiség, amely leírja az áramlási rendszert (lamináris vagy turbulens), és a következőképpen adja meg:

$Re=\frac{\rho vD}{\mu}$

Ahol:

• $\rho$ a folyadék sűrűsége.
• $v$ a folyadék sebessége.
• $D$ a cső átmérője.
• $\mu$ a folyadék dinamikus viszkozitása.

A Vortex áramlásmérők turbulens áramlási üzemmódban működnek a legjobban, általában akkor, ha a Reynolds-szám egy bizonyos érték felett van (általában 10^{4}$ körül). Ha a Reynolds-szám túl alacsony, az örvényleválás instabillá válhat, és az áramlásmérő nem ad pontos leolvasást.

Telepítési szempontok

A Vortex Flowmeter felszerelése szintén befolyásolhatja az áramlási sebesség mérésének pontosságát. A csővezeték egyenes szakaszára kell felszerelni, távol minden olyan zavartól, mint a könyökök, szelepek vagy szivattyúk. Az upstream és downstream egyenes lefutású követelményeket általában a gyártó határozza meg. Például általános követelmény, hogy legalább 10 csőátmérőjű egyenes cső legyen az áramlásmérő előtt és 5 csőátmérő az áramlásmérő után.

Most beszéljünk a Vortex áramlásmérők néhány alternatívájáról. Ha olyan helyzetben van, amikor egy Vortex áramlásmérő nem feltétlenül a legmegfelelőbb, fontolóra veheti más típusú áramlásmérők használatát. Például aLDG elektromágneses áramlásmérőkiválóan alkalmas vezetőképes folyadékok áramlásának mérésére. Faraday elektromágneses indukciós törvénye alapján működik. És aTurbina áramlásmérőegy másik lehetőség. Az áramlási sebességet az áramlási útvonalon elhelyezett turbinalapát forgásainak számlálásával méri.

Ha azonban folyadékok (folyadékok, gázok és gőz) széles skálájával van dolgod, és megbízható és pontos áramlásmérésre van szüksége,Vortex áramlásmérőgyakran a legjobb választás.

Ha Vortex áramlásmérőt szeretne vásárolni, vagy kérdése van az áramlási sebesség kiszámításával kapcsolatban, forduljon bizalommal. Azért vagyunk itt, hogy segítsünk megtalálni a megfelelő megoldást az áramlásmérési igényeihez. Legyen szó a vegyiparról, az élelmiszer- és italiparról vagy bármely más, pontos áramlásmérést igénylő ágazatról, nálunk megvan az Ön igényeinek megfelelő szakértelem és termékeink.

Hivatkozások

• „Áramlásmérési kézikönyv: alapelvek és gyakorlat”, Richard W. Miller
• A Vortex áramlásmérők gyártói dokumentációja