Как да се изчисли дебитът, измерен от вихров разходомер?

Здравейте! Аз съм доставчик на вихрови разходомери и днес искам да поговорим за това как да изчисля дебита, измерен от вихров разходомер. Това е доста готина тема и ще я разбия по начин, който е лесен за разбиране.

Първо, нека поговорим малко за това какво е вихров разходомер. Вихровият разходомер е устройство, използвано за измерване на скоростта на потока на течности (течности, газове или пара) в тръба. Работи на принципа на вихровата улица на фон Карман. Когато течност тече покрай блъф тяло (обект с необтекаема форма), поставено на пътя на потока, вихрите се отделят последователно от двете страни на блъф тялото. Честотата на тези завихряния е право пропорционална на скоростта на потока на течността.

Сега нека се заемем с тънкостите на изчисляването на скоростта на потока. Основната формула за изчисляване на дебита с помощта на вихров разходомер е:

$Q = f / K$

където:

• $Q$ е обемният дебит (в единици като кубични метри на час, $m^{3}/h$, или галони в минута, GPM).
• $f$ е честотата на отделяне на вихри (измерена в херци, Hz).
• $K$ е коефициентът на метър (в единици импулси на единица обем, напр. импулси на кубичен метър, $p/m^{3}$).

Коефициентът на измервателния уред $K$ е константа за калибриране, специфична за всеки вихров разходомер. Определя се по време на процеса на калибриране във фабриката. Калибрирането взема предвид физическите характеристики на разходомера, като размера на блъфовото тяло и вътрешния диаметър на разходната тръба.

Да приемем, че имате инсталиран вихров дебитомер в тръбопровод и измервате честотата на вихрово отделяне. Можете просто да разделите тази честота на фактора на измервателния уред, за да получите обемния дебит. Например, ако честотата на отделяне на вихри $f = 50$ Hz и коефициентът на измерване $K = 100$ импулси на кубичен метър, тогава обемният дебит $Q$ е:

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

Но не винаги е толкова просто. Има няколко неща, които трябва да имате предвид.

Ефекти на температурата и налягането

Плътността на течността може да се променя с температура и налягане. За газове и пара това е особено важно. Когато плътността се промени, връзката между обемния дебит и масовия дебит също се променя. За да отчетете това, може да се наложи да измерите температурата и налягането на течността и да използвате закона за идеалния газ или други подходящи уравнения, за да преобразувате обемния дебит в масов дебит.

Законът за идеалния газ се дава от:

$PV = nRT$

където:

• $P$ е налягането на газа.
• $V$ е обемът на газа.
• $n$ е броят молове газ.
• $R$ е идеалната газова константа.
• $T$ е абсолютната температура на газа.

Ако знаете налягането, температурата и обемния дебит, можете да изчислите масовия дебит, като използвате плътността на газа при дадените условия.

Вискозитет и число на Рейнолдс

Вискозитетът на течността също може да повлияе на работата на вихровия разходомер. Числото на Рейнолдс ($Re$) е безразмерна величина, която описва режима на потока (ламинарен или турбулентен) и се дава от:

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

където:

• $\rho$ е плътността на течността.
• $v$ е скоростта на течността.
• $D$ е диаметърът на тръбата.
• $\mu$ е динамичният вискозитет на течността.

Вихровите разходомери работят най-добре в режим на турбулентен поток, обикновено когато числото на Рейнолдс е над определена стойност (обикновено около $10^{4}$). Ако числото на Рейнолдс е твърде ниско, завихрянето може да стане нестабилно и разходомерът може да не дава точни показания.

Съображения за инсталиране

Инсталирането на вихровия разходомер също може да повлияе на точността на измерване на дебита. Той трябва да се монтира в прав участък от тръбопровода, далеч от всякакви смущения като колена, клапани или помпи. Изискванията за права линия нагоре и надолу по веригата обикновено се определят от производителя. Например, общо изискване е да има най-малко 10 диаметъра на права тръба преди и 5 диаметъра на тръбата след разходомера.

Сега нека поговорим за някои алтернативи на разходомери Vortex. Ако сте в ситуация, в която вихровият разходомер може да не е най-подходящият, можете да помислите за други видове разходомери. Например, наЕлектромагнитен разходомер LDGе чудесен за измерване на потока на проводими течности. Работи въз основа на закона на Фарадей за електромагнитната индукция. И наТурбинен разходомере друг вариант. Той измерва скоростта на потока, като брои завъртанията на турбинна лопатка, поставена в пътя на потока.

Но ако имате работа с широка гама от течности (течности, газове и пара) и се нуждаете от надеждно и точно измерване на потока,Вихров разходомерчесто е топ избор.

Ако се интересувате от закупуването на разходомер Vortex или имате въпроси относно изчисляването на дебита, не се колебайте да се свържете с нас. Ние сме тук, за да ви помогнем да намерите правилното решение за вашите нужди от измерване на потока. Независимо дали сте в химическата промишленост, хранително-вкусовата промишленост или всеки друг сектор, който изисква точно измерване на потока, ние разполагаме с експертизата и продуктите, за да отговорим на вашите изисквания.

Референции

• „Наръчник за измерване на потока: Принципи и практика“ от Ричард У. Милър
• Документация на производителя за вихрови разходомери