Uvođenje i mjerna primjena vorteks mjerača protoka
Standardni mjerač protoka otvora se široko koristio u mjerenju protoka zasićene pare 1980-ih, ali od razvoja instrumenata protoka, iako mjerač protoka sa otvorom ima dugu povijest i širok spektar primjena; Ljudi su ga dobro proučili i eksperimentalni podaci su potpuni, ali još uvijek postoje neki nedostaci u korištenju standardnog mjerača protoka sa otvorom za mjerenje protoka zasićene pare: prvo, gubitak tlaka je velik; Drugo, impulsna cijev, tri grupe ventila i konektori lako propuštaju; Treće, opseg mjerenja je mali, uglavnom 3:1, što je lako uzrokovati niske vrijednosti mjerenja za velike fluktuacije protoka. Vrtložni mjerač protoka ima jednostavnu strukturu, a vortex transmiter je direktno instaliran na cjevovod, čime se prevazilazi fenomen curenja cevovoda. Osim toga, vrtložni mjerač protoka ima mali gubitak tlaka i širok raspon, a omjer raspona mjerenja zasićene pare može doseći 30:1. Stoga, sa zrelošću tehnologije mjerenja vrtložnih mjerača protoka, upotreba vorteks mjerača protoka je sve popularnija.
1. Princip mjerenja vorteks mjerača protoka
Vortex mjerač protoka koristi princip oscilacije fluida za mjerenje protoka. Kada fluid prolazi kroz predajnik vrtložnog protoka u cjevovodu, dva reda vrtloga proporcionalna brzini protoka se naizmenično stvaraju gore i dolje iza generatora vrtloga trokutastog stupa. Frekvencija oslobađanja vrtloga povezana je sa prosječnom brzinom fluida koji teče kroz generator vrtloga i karakterističnom širinom generatora vrtloga, koja se može izraziti na sljedeći način:
Gdje je: F frekvencija oslobađanja vrtloga, Hz; V je prosječna brzina fluida koji teče kroz generator vrtloga, m/s; D je karakteristična širina generatora vrtloga, m; ST je Strouhalov broj, bezdimenzionalni, a njegov raspon vrijednosti je 0,14-0,27. ST je funkcija Reynoldsovog broja, st=f (1/re).
Kada je Reynoldsov broj Re u rasponu od 102-105, st vrijednost je oko 0,2. Stoga, u mjerenju, Reynoldsov broj fluida treba da bude 102-105, a frekvencija vrtloga f=0,2v/d.
Prema tome, prosječna brzina V fluida koji teče kroz generator vrtloga može se izračunati mjerenjem frekvencije vrtloga, a zatim se protok Q može dobiti iz formule q=va, gdje je a površina poprečnog presjeka fluida koji teče kroz generator vrtloga.
Kada se vrtlog generira na obje strane generatora, piezoelektrični senzor se koristi za mjerenje naizmjenične promjene podizanja okomito na smjer protoka tekućine, pretvaranje promjene podizanja u signal električne frekvencije, pojačavanje i oblikovanje frekvencijskog signala i odašiljanje na sekundarni instrument za akumulaciju i prikaz.
2. Primjena vortex mjerača protoka
2.1 izbor vorteks merača protoka
2.1.1 izbor predajnika vrtložnog toka
U mjerenju zasićene pare, naša kompanija usvaja piezoelektrični vorteksni predajnik protoka tipa VA koji proizvodi Hefei Instrument General Factory. Zbog širokog raspona vrtložnih mjerača protoka, u praktičnoj primjeni se općenito smatra da protok zasićene pare nije niži od donje granice vrtložnog mjerača protoka, odnosno brzina protoka fluida ne smije biti niža od 5m/ s. Vrtložni transmiteri protoka različitih prečnika biraju se prema potrošnji pare, a ne prema postojećim prečnikima procesnih cevi.
2.1.2 izbor transmitera pritiska za kompenzaciju pritiska
Zbog dugog cjevovoda zasićene pare i velikih fluktuacija tlaka, mora se usvojiti kompenzacija tlaka. Uzimajući u obzir odgovarajući odnos između pritiska, temperature i gustine, samo se kompenzacija pritiska može usvojiti u merenju. S obzirom da je pritisak zasićene pare u cevovodu naše kompanije u opsegu od 0,3-0,7mpa, opseg transmitera pritiska se može izabrati kao 1MPa.