Το ροόμετρο Vortex είναι ένας κοινός εξοπλισμός μέτρησης ροής, που χρησιμοποιείται ευρέως σε βιομηχανικές διεργασίες για τη μέτρηση της ροής αερίου, υγρού και ατμού. Ακολουθεί μια λεπτομερής εξήγηση της αρχής λειτουργίας, της δομής, των συνθηκών λειτουργίας, των πιθανών προβλημάτων, της αντιστάθμισης θερμοκρασίας και πίεσης και του απαιτούμενου υλικού κατά τη μέτρηση κορεσμένου ατμού ή υπέρθερμου ατμού.
1. Πώς λειτουργεί
Τα ροόμετρα Vortex βασίζονται στην αρχή της οδού δίνης Karman: Όταν ένα ρευστό ρέει μέσα από ένα ασύμμετρο σώμα (που ονομάζεται γεννήτρια δίνης), σχηματίζονται εναλλακτικές δίνες κατάντη αυτού, οι οποίες δημιουργούνται και απελευθερώνονται σε μια συγκεκριμένη συχνότητα. Η συχνότητα δημιουργίας στροβιλισμού είναι ανάλογη με τον ρυθμό ροής του ρευστού, επομένως ο ρυθμός ροής του ρευστού μπορεί να υπολογιστεί ανιχνεύοντας τη συχνότητα αυτών των δινών. Οι συνήθεις μέθοδοι ανίχνευσης περιλαμβάνουν πιεζοηλεκτρικούς αισθητήρες ή χωρητικούς αισθητήρες για την καταγραφή της συχνότητας της δίνης.
2.Δομή
Η βασική δομή του ροόμετρου vortex περιλαμβάνει:
Γεννήτριες δίνης: Συνήθως τριγωνικές στήλες ή πρίσματα, που χρησιμοποιούνται για να διαταράξουν το ρευστό και να δημιουργήσουν δίνες.
• Ανιχνευτές αισθητήρων: Συσκευές που χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση συχνοτήτων στροβιλισμού, όπως πιεζοηλεκτρικοί ή χωρητικοί αισθητήρες.
Σωλήνας μέτρησης ροής: Είναι εγκατεστημένη μια γεννήτρια δίνης και ένας καθετήρας στον οποίο το ρευστό ρέει μέσω αυτού του τμήματος.
• Μονάδα επεξεργασίας σήματος: Το σήμα που συλλέγεται από τον αισθητήρα μετατρέπεται σε δεδομένα ταχύτητας ή ροής.
3. Συνθήκες λειτουργίας
Τα ροόμετρα Vortex είναι κατάλληλα για τη μέτρηση των ακόλουθων υγρών:
• Αέριο: όπως αέρας, άζωτο, φυσικό αέριο κ.λπ.
• Υγρό: όπως νερό, λάδι κ.λπ.
Ατμός: όπως κορεσμένος ατμός και υπέρθερμος ατμός.
Σημείωση κατά τη χρήση:
• Απαιτήσεις ευθείας διατομής σωλήνα: Για να διασφαλιστεί η ακριβής μέτρηση, είναι συνήθως απαραίτητο να διατηρηθεί ένα αρκετά μεγάλο ευθύ τμήμα σωλήνα πριν και μετά το ροόμετρο vortex για να αποφευχθούν διαταραχές στο πεδίο ροής.
• Εύρος ταχύτητας ρευστού: Τα ροόμετρα Vortex είναι κατάλληλα για μεσαίες έως υψηλές παροχές.
• Συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης: Τα σωστά υλικά και αισθητήρες ροόμετρου vortex πρέπει να επιλέγονται σύμφωνα με τις συγκεκριμένες συνθήκες εργασίας για να προσαρμοστούν σε περιβάλλοντα υψηλότερης θερμοκρασίας ή πίεσης.
4. Κοινά προβλήματα
Το ροόμετρο Vortex ενδέχεται να αντιμετωπίσει τα ακόλουθα προβλήματα κατά τη χρήση:
Επιδράσεις κραδασμών: Η δόνηση του σωλήνα μπορεί να επηρεάσει την ακρίβεια του σήματος, με αποτέλεσμα λανθασμένα δεδομένα μέτρησης.
Ευαισθησία χαμηλής ταχύτητας ροής: Σε χαμηλούς ρυθμούς ροής, το σήμα στροβιλισμού που προκύπτει μπορεί να μην είναι αρκετά εμφανές, μειώνοντας την ακρίβεια της μέτρησης.
Απολέπιση και διάβρωση: Η απολέπιση ή η διάβρωση στο εσωτερικό τοίχωμα του σωλήνα μέτρησης μπορεί να επηρεάσει την απόδοση και τη σταθερότητα μέτρησης της γεννήτριας δίνης.
• Μπλοκάρισμα ξένων ουσιών: Η απόφραξη ξένων ουσιών στο σωλήνα μέτρησης θα προκαλέσει σφάλματα μέτρησης
5. Αντιστάθμιση θερμοκρασίας και πίεσης κατά τη μέτρηση κορεσμένου ατμού και υπερθερμασμένου ατμού
Κατά τη μέτρηση της ροής κορεσμένου ή υπέρθερμου ατμού, η αντιστάθμιση θερμοκρασίας και πίεσης είναι σημαντική για να διασφαλιστεί ότι τα αποτελέσματα της μετρούμενης ροής αντικατοπτρίζουν τη ροή μάζας ή τη ροή όγκου υπό πραγματικές συνθήκες.
• Κορεσμένος ατμός: Η πυκνότητα του κορεσμένου ατμού έχει σταθερή σχέση με τη θερμοκρασία και την πίεση, επομένως η πυκνότητα μπορεί να υπολογιστεί μετρώντας την πίεση ή τη θερμοκρασία.
• Υπέρθερμος ατμός: Δεδομένου ότι η θερμοκρασία και η πίεσή του είναι σχετικά ανεξάρτητες, η θερμοκρασία και η πίεση πρέπει να μετρηθούν ταυτόχρονα για να υπολογιστεί η πυκνότητα.
Μέθοδος αποζημίωσης:
Αντιστάθμιση θερμοκρασίας: Λάβετε τη θερμοκρασία του υγρού σε πραγματικό χρόνο εγκαθιστώντας έναν αισθητήρα θερμοκρασίας.
• Αντιστάθμιση πίεσης: Λάβετε την πίεση του υγρού σε πραγματικό χρόνο εγκαθιστώντας έναν πομπό πίεσης.
Υπολογισμός ροής: Τα δεδομένα θερμοκρασίας και πίεσης εισάγονται σε υπολογιστές ροής ή αυτοματοποιημένα συστήματα για αντιστάθμιση πυκνότητας σε πραγματικό χρόνο για τον υπολογισμό ακριβών ρυθμών ροής μάζας.
6. Απαιτούμενο υλικό
Για να επιτευχθεί ακριβής αντιστάθμιση θερμοκρασίας και πίεσης, συνήθως απαιτείται το ακόλουθο υλικό:
• Σώμα ροόμετρου Vortex: εξοπλισμένο με τυπική διεπαφή εξόδου σήματος.
Αισθητήρες θερμοκρασίας (όπως θερμοστοιχεία ή θερμικές αντιστάσεις): χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του ατμού.
• Πομπός πίεσης: Χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της πίεσης του ατμού.
Αριθμομηχανές ροής ή συστήματα DCS/PLC: χρησιμοποιούνται για τη λήψη σημάτων θερμοκρασίας, πίεσης και ροής και την εκτέλεση υπολογισμών αντιστάθμισης.
7. Προσθέστε:
Γιατί απαιτείται αντιστάθμιση θερμοκρασίας και πίεσης κατά τη μέτρηση κορεσμένου ή υπέρθερμου ατμού
Απαιτείται αντιστάθμιση θερμοκρασίας και πίεσης κατά τη μέτρηση κορεσμένου ή υπέρθερμου ατμού, κυρίως επειδή η πυκνότητα του ατμού ποικίλλει σημαντικά ανάλογα με τη θερμοκρασία και την πίεση. Χωρίς αντιστάθμιση, τα ροόμετρα στροβιλισμού μπορούν να μετρήσουν μόνο τη ροή όγκου και για τον ακριβή έλεγχο της διαδικασίας και τον υπολογισμό της ενέργειας, συνήθως χρειάζεται να γνωρίζουμε τη ροή μάζας ή την τυπική ροή όγκου. Να γιατί:
1. Αλλαγή πυκνότητας ατμού
• Κορεσμένος ατμός: Στην κορεσμένη κατάσταση, υπάρχει αυστηρή αντιστοιχία μεταξύ της θερμοκρασίας και της πίεσης του ατμού. Οποιαδήποτε αλλαγή στη θερμοκρασία ή την πίεση έχει ως αποτέλεσμα μια αλλαγή στην πυκνότητα, επομένως η πυκνότητα μπορεί να εξαχθεί με τη μέτρηση μιας παραμέτρου, όπως η θερμοκρασία ή η πίεση. Ωστόσο, εξακολουθεί να είναι απαραίτητη η λήψη της πυκνότητας σε πραγματικό χρόνο για αποζημίωση λόγω της αλλαγής των συνθηκών εργασίας.
• Υπερθερμασμένος ατμός: Η θερμοκρασία και η πίεση ποικίλλουν ανεξάρτητα και η πυκνότητα δεν μπορεί να προσδιοριστεί μόνο με μία παράμετρο. Επομένως, είναι απαραίτητο να μετρήσετε τόσο τη θερμοκρασία όσο και την πίεση για να υπολογίσετε την πυκνότητα του ατμού.
2. Τύπος ροής και στόχος μέτρησης
• Ροή όγκου: Το ροόμετρο vortex μετρά απευθείας τη ροή όγκου του ρευστού, δηλαδή τον όγκο διαμέσου του μετρούμενου τμήματος σε μονάδα χρόνου. Για αέρια και ατμούς, αυτή η τιμή δεν αντανακλά άμεσα τη μάζα σε διαφορετικές θερμοκρασίες και πιέσεις.
Ρυθμός ροής μάζας: Αυτή είναι μια πιο χρήσιμη ποσότητα στον έλεγχο διεργασίας και στον υπολογισμό της ενέργειας καθώς σχετίζεται με την πραγματική μάζα του ρευστού. Κατά τον υπολογισμό του ρυθμού ροής μάζας, πρέπει να χρησιμοποιήσετε τον τύπο:
• Αντιστάθμιση πυκνότητας: Μέσω μετρήσεων θερμοκρασίας και πίεσης, η πυκνότητα σε πραγματικό χρόνο υπολογίζεται και αντισταθμίζεται για να διασφαλιστεί ότι το μετρούμενο αποτέλεσμα είναι ακριβής ρυθμός ροής μάζας ή τυπικός ρυθμός ροής όγκου.
3.Ανάγκες υπολογισμού ενέργειας ατμού
Σε πολλές βιομηχανικές εφαρμογές, ειδικά εκείνες που περιλαμβάνουν θέρμανση με ατμό ή εξοπλισμό με ατμό, η μεταφορά ενέργειας του ατμού είναι το κλειδί. Η ενθαλπία (θερμική περιεκτικότητα) του ατμού σχετίζεται άμεσα με τη θερμοκρασία και την πίεσή του. Χωρίς αντιστάθμιση, τα δεδομένα που παρέχονται από το ροόμετρο δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν με ακρίβεια για υπολογισμούς ενέργειας.
• Η αντιστάθμιση σε πραγματικό χρόνο παρέχει τις παραμέτρους πραγματικής κατάστασης του ατμού για πιο ακριβή ενεργειακή ισορροπία και έλεγχο.
4.Δυναμικές αλλαγές στις πραγματικές συνθήκες εργασίας
Η θερμοκρασία και η πίεση σε ένα σύστημα ατμού μπορεί να αλλάξουν με την πάροδο του χρόνου, όπως σε συνθήκες υψηλού ή χαμηλού φορτίου, και αυτή η διακύμανση θα προκαλέσει αλλαγή της πυκνότητας του ατμού. Επομένως, προκειμένου να διασφαλιστούν ακριβείς μετρήσεις, αυτές οι αλλαγές πρέπει να αποτυπωθούν και να αντισταθμιστούν δυναμικά.
σύναψη
Η αντιστάθμιση θερμοκρασίας και πίεσης είναι απαραίτητη για τη μέτρηση κορεσμένου και υπέρθερμου ατμού επειδή μπορεί:
• Η παροχή όγκου που μετράται από το διορθωμένο ροόμετρο είναι ροή μάζας.
• Παρέχει πιο ακριβή δεδομένα ροής ατμού για έλεγχο διεργασίας.
• Διασφάλιση της ακρίβειας των υπολογισμών ενέργειας και της αποδοτικότητας της διαδικασίας.
Με τη μέτρηση της θερμοκρασίας και της πίεσης σε πραγματικό χρόνο και τον συνδυασμό αυτών των δεδομένων για υπολογισμούς πυκνότητας, είναι δυνατό να αντισταθμιστούν οι αλλαγές στην πυκνότητα ατμών, καθιστώντας τις μετρήσεις πιο αξιόπιστες και ακριβείς.
σύναψη
Το ροόμετρο Vortex χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία λόγω της απλής δομής, της εύκολης συντήρησης και του μεγάλου εύρους εφαρμογής του. Κατά τη μέτρηση κορεσμένου και υπέρθερμου ατμού, η αντιστάθμιση θερμοκρασίας και πίεσης είναι απαραίτητη για τη διασφάλιση της ακρίβειας και της αξιοπιστίας των δεδομένων ροής.
Σας ευχαριστώ
