Вихревые расходомеры-счетчики предназначены для измерения объемного и массового расхода жидкостей, газов и пара. Расходомеры состоят из блока электроники и первичного преобразователя. Блок выполнен в виде цилиндрического корпуса с отсеками для смотрового окна и разъемов. На корпусе расположены кабельные вводы и переходник для преобразователя. Применяются расходомеры для измерения и учёта расхода веществ технологических процессов в промышленности и коммунальном хозяйстве
Принцип измерения основан на следующем эффекте: если в поток вязкого газа ввести плохообтекаемый предмет, то за ним формируется след, состоящий из цепочки регулярных вихрей (дорожки Кармана).
По форме тело обтекания может быть круглое, квадратное, треугольное, трапецевидное или сложной формы. Из-за разницы давлений на передней и задней сторонах тела обтекания, возникающей при движении рабочей среды, на боковых поверхностях тела обтекания образуются завихрения. При этом завихрения начинают образовываться не одновременно, а поочерёдно с одной и с другой стороны. Данный эффект носит имя Теодора фон Кармана, нередко называется «вихревой дорожкой Кармана». От формы тела обтекания зависят метрологические характеристики вихревого расходомера, стабильность и динамический диапазон измерений.
Правило измерения в вихревом приборе основан на утверждении о пропорциональности частоты вихреобразования и скорости потока при определенных значениях числа Рейнольдса. Зная скорость потока измеряемой среды и размер трубопровода, в котором расположен вихревой расходомер, объемный расход можно вычислить по формуле:
Где:
Q – измеряемый расход =
Fu - частота возникновения вихрей *
Кф – (К-фактор) – объем, приходящийся на 1 вихрь.
вихри представляют собой зоны более высокого и низкого давления, а чувствительный элемент преобразует энергию регулярных вихрей в выходной электрический частотный сигнал. Частота следования вихрей, а, следовательно, и частота сигнала пропорциональна объемному расходу в широком диапазоне скоростей и зависит от параметров измеряемой среды (вязкости и плотности газа), геометрических параметров трубопровода и формы тела обтекания. Совокупность свойств среды и геометрических размеров сечения проточной части определяется безразмерной величиной Sh - число Струхаля.
Все вихревые расходомеры можно разделить на три группы по типу преобразователей.
Вихревые расходомеры с обтекаемым телом – поток вещества огибает тело обтекания, установленное в трубопроводе, меняется траектория движения и увеличивается скорость струй, создаются завихрения, уменьшается давление в трубе. За миделевым сечением тела скорость снижается, а давление увеличивается. На передней стороне тела обтекания образуется повышенное давление, на задней стороне — пониженное. Образование вихрей с обеих сторон происходит поочередно. За обтекаемым телом образуется вихревая дорожка Кармана.
Вихревые расходомеры с прецессией воронкообразного вихря – принцип действия заключается в том, что поток закручивается перед попаданием в более широкую часть трубы, вызывая пульсации давления. В качестве преобразователя сигнала обычно служат пьезоэлементы.
Вихревые расходомеры с осциллирующей струей – в подобного рода расходомерах пульсации давления создаются специальной конструкцией самого датчика, благодаря которой струя измеряемого вещества вытекает из специально предусмотренного отверстия в корпусе расходомера и создаёт пульсации давления.
Плюсы
К положительным моментам стоит отнести: высокую стабильность показаний, точность измерений, простоту в эксплуатации, нечувствительность к загрязнениям, отсутствие подвижных частей, охватывает практически весь спектр веществ - сред измерения.
Минусы
Ну и недостатками данный прибор не обделён: обладает большой чувствительностью к вибрациям, так же при измерениях требуется значительная скорость потока, ограничение по диаметру труб не более 300мм и менее 150мм и отмечаются просадки по давлению.
Идеально подходит для сред с высокой температурой и высокой скоростью пара
Производство энергии — паровые установки
Промышленное применение — установки ОВКВ, региональное управление энергопотреблением
Коммерческое применение — управление энергопотреблением зданий, студенческих городков и сооружений
Нефтегазовая промышленность — распределение природного газа
Нефтехимическая промышленность — массовая балансировка, подогрев технологических реакций
Do'stlaringiz bilan baham: |