Predstavitev in merilna uporaba vrtinčnega merilnika pretoka
Standardni merilnik pretoka z zaslonko se je široko uporabljal pri merjenju pretoka nasičene pare v osemdesetih letih prejšnjega stoletja, vendar od razvoja instrumentov za pretok, čeprav ima merilnik pretoka z zaslonko dolgo zgodovino in širok spekter uporabe; Ljudje so ga dobro preučili in eksperimentalni podatki so popolni, vendar je še vedno nekaj pomanjkljivosti pri uporabi merilnika pretoka s standardno zaslonko za merjenje pretoka nasičene pare: prvič, izguba tlaka je velika; Drugič, impulzna cev, tri skupine ventilov in priključki zlahka puščajo; Tretjič, merilno območje je majhno, na splošno 3:1, kar zlahka povzroči nizke merilne vrednosti pri velikih nihanjih pretoka. Vrtinski merilnik pretoka ima preprosto strukturo, vrtinčni oddajnik pa je neposredno nameščen na cevovodu, kar premaga pojav puščanja cevovoda. Poleg tega ima vrtinčni merilnik pretoka majhno izgubo tlaka in širok razpon, razmerje merilnega območja nasičene pare pa lahko doseže 30:1. Zato je z zrelostjo tehnologije merjenja vrtinčnega merilnika pretoka uporaba vrtinčnega merilnika pretoka vse bolj priljubljena.
1. Merilni princip vrtinčnega merilnika pretoka
Vortex merilnik pretoka za merjenje pretoka uporablja princip nihanja tekočine. Ko gre tekočina skozi oddajnik vrtinčnega toka v cevovodu, se za vrtinčnim generatorjem trikotnega stebra izmenično ustvarjata dve vrsti vrtincev, sorazmernih s hitrostjo pretoka. Frekvenca sproščanja vrtinca je povezana s povprečno hitrostjo tekočine, ki teče skozi generator vrtinca, in karakteristično širino generatorja vrtinca, ki jo lahko izrazimo na naslednji način:
Kjer je: F frekvenca sproščanja vrtinca, Hz; V je povprečna hitrost tekočine, ki teče skozi vrtinčni generator, m/s; D je značilna širina vrtinčnega generatorja, m; ST je brezdimenzionalno Strouhalovo število, njegovo območje vrednosti pa je 0,14-0,27. ST je funkcija Reynoldsovega števila, st=f (1/re).
Ko je Reynoldsovo število Re v območju 102-105, je vrednost st približno 0,2. Zato mora biti pri meritvi Reynoldsovo število tekočine 102-105 in frekvenca vrtinčenja f=0,2v/d.
Zato lahko povprečno hitrost V tekočine, ki teče skozi vrtinčni generator, izračunamo z merjenjem vrtinčne frekvence, nato pa pretok Q dobimo iz formule q=va, kjer je a površina prečnega prereza tekočine, ki teče preko vrtinčnega generatorja.
Ko se vrtinec ustvari na obeh straneh generatorja, se piezoelektrični senzor uporablja za merjenje izmenične spremembe dviga pravokotno na smer toka tekočine, pretvorbo spremembe dviga v električni frekvenčni signal, ojačanje in oblikovanje frekvenčnega signala ter njegovo oddajanje na sekundarni instrument za kopičenje in prikaz.
2. Uporaba vrtinčnega merilnika pretoka
2.1 izbira vrtinčnega merilnika pretoka
2.1.1 izbira oddajnika vrtinčnega toka
Pri merjenju nasičene pare naše podjetje uporablja piezoelektrični vrtinčni oddajnik pretoka tipa VA, ki ga proizvaja Hefei Instrument General Factory. Zaradi širokega razpona vrtinčnega merilnika pretoka se v praktični uporabi na splošno šteje, da pretok nasičene pare ni nižji od spodnje meje vrtinčnega merilnika pretoka, kar pomeni, da pretok tekočine ne sme biti nižji od 5 m / s. Vortex pretočni pretvorniki različnih premerov so izbrani glede na porabo pare, ne pa glede na obstoječe premere procesnih cevi.
2.1.2 izbira tlačnega pretvornika za kompenzacijo tlaka
Zaradi dolgega cevovoda za nasičeno paro in velikega nihanja tlaka je treba uporabiti kompenzacijo tlaka. Ob upoštevanju ustreznega razmerja med tlakom, temperaturo in gostoto je pri meritvi mogoče uporabiti samo kompenzacijo tlaka. Ker je tlak nasičene pare v cevovodu našega podjetja v razponu od 0,3 do 0,7 mpa, se lahko območje tlačnega oddajnika izbere na 1 MPa.