บทนำและการประยุกต์ใช้การวัดกระแสน้ำวน

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบปากเปล่าใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัดการไหลของไอน้ำอิ่มตัวในช่วงทศวรรษ 1980 แต่จากการพัฒนาเครื่องมือวัดอัตราการไหล แม้ว่าเครื่องวัดอัตราการไหลแบบปากเปล่าจะมีประวัติมายาวนานและมีการใช้งานที่หลากหลาย ผู้คนได้ศึกษาเขาเป็นอย่างดีและข้อมูลการทดลองก็เสร็จสมบูรณ์ แต่ก็ยังมีข้อบกพร่องบางประการในการใช้มิเตอร์วัดการไหลของปากมาตรฐานในการวัดการไหลของไอน้ำอิ่มตัว ประการแรก การสูญเสียแรงดันมีมาก ประการที่สองท่อแรงกระตุ้นวาล์วสามกลุ่มและตัวเชื่อมต่อนั้นรั่วได้ง่าย ประการที่สาม ช่วงการวัดมีขนาดเล็ก โดยทั่วไป 3:1 ซึ่งง่ายต่อการทำให้ค่าการวัดต่ำสำหรับความผันผวนของการไหลขนาดใหญ่ เครื่องวัดการไหลของกระแสน้ำวนมีโครงสร้างที่เรียบง่ายและมีการติดตั้งเครื่องส่งสัญญาณกระแสน้ำวนโดยตรงบนไปป์ไลน์ซึ่งเอาชนะปรากฏการณ์การรั่วไหลของไปป์ไลน์ นอกจากนี้ เครื่องวัดอัตราการไหลวนยังมีการสูญเสียแรงดันเล็กน้อยและช่วงกว้าง และอัตราส่วนช่วงการวัดของไอน้ำอิ่มตัวสามารถเข้าถึง 30:1 ดังนั้น ด้วยเทคโนโลยีการวัดกระแสน้ำวนที่ครบกำหนด การใช้เครื่องวัดอัตราการไหลกระแสน้ำวนจึงเป็นที่นิยมมากขึ้นเรื่อยๆ

1. หลักการวัดกระแสน้ำวน

เครื่องวัดการไหลของกระแสน้ำวนใช้หลักการสั่นของของไหลเพื่อวัดการไหล เมื่อของเหลวไหลผ่านเครื่องส่งกระแสน้ำวนในท่อ กระแสน้ำวนสองแถวตามสัดส่วนกับอัตราการไหลจะถูกสร้างขึ้นสลับกันขึ้นและลงด้านหลังเครื่องกำเนิดน้ำวนของคอลัมน์สามเหลี่ยม ความถี่การปลดปล่อยของกระแสน้ำวนสัมพันธ์กับความเร็วเฉลี่ยของของไหลที่ไหลผ่านเครื่องกำเนิดกระแสน้ำวนและความกว้างลักษณะเฉพาะของตัวกำเนิดกระแสน้ำวน ซึ่งสามารถแสดงได้ดังนี้

โดยที่: F คือความถี่การปล่อยกระแสน้ำวน Hz; V คือความเร็วเฉลี่ยของของไหลที่ไหลผ่านเครื่องกำเนิดกระแสน้ำวน m/s; D คือความกว้างลักษณะของเครื่องกำเนิดกระแสน้ำวน m; ST คือจำนวน Strouhal ไร้มิติ และช่วงค่าของมันคือ 0.14-0.27 ST เป็นฟังก์ชันของจำนวน Reynolds, st=f (1/re)

เมื่อหมายเลข Reynolds Re อยู่ในช่วง 102-105 ค่า st จะอยู่ที่ประมาณ 0.2 ดังนั้น ในการวัดค่า หมายเลข Reynolds ของของเหลวควรเป็น 102-105 และความถี่ของกระแสน้ำวน f=0.2v/d

ดังนั้นความเร็วเฉลี่ย V ของของไหลที่ไหลผ่านเครื่องกำเนิดกระแสน้ำวนสามารถคำนวณได้โดยการวัดความถี่ของกระแสน้ำวน จากนั้นจึงหาค่าการไหล Q ได้จากสูตร q=va โดยที่ a คือพื้นที่หน้าตัดของของไหลที่ไหล ผ่านเครื่องกำเนิดน้ำวน

เมื่อกระแสน้ำวนถูกสร้างขึ้นทั้งสองด้านของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เซ็นเซอร์แบบเพียโซอิเล็กทริกจะใช้ในการวัดการเปลี่ยนแปลงการยกแบบสลับซึ่งตั้งฉากกับทิศทางการไหลของของเหลว แปลงการเปลี่ยนแปลงลิฟต์ยกเป็นสัญญาณความถี่ไฟฟ้า ขยายและกำหนดรูปร่างของสัญญาณความถี่ และส่งออก ไปจนถึงเครื่องมือรองสำหรับสะสมและแสดงผล

2. การประยุกต์ใช้เครื่องวัดการไหลวน

2.1 การเลือกเครื่องวัดการไหลวน

2.1.1 การเลือกเครื่องส่งสัญญาณกระแสน้ำวน

ในการวัดไอน้ำอิ่มตัว บริษัทของเราใช้เครื่องส่งสัญญาณกระแสน้ำวนชนิด VA ชนิด VA ที่ผลิตโดยโรงงาน Hefei Instrument General เนื่องจากช่วงกว้างของกระแสน้ำวน ในการใช้งานจริง โดยทั่วไปถือว่าการไหลของไอน้ำอิ่มตัวไม่ต่ำกว่าขีดจำกัดล่างของเครื่องวัดกระแสน้ำวน กล่าวคือ อัตราการไหลของของเหลวต้องไม่ต่ำกว่า 5 เมตร / ส. เครื่องทรานสมิตเตอร์กระแสน้ำวนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกันจะถูกเลือกตามปริมาณการใช้ไอน้ำ มากกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อในกระบวนการที่มีอยู่

2.1.2 การเลือกเครื่องส่งสัญญาณแรงดันสำหรับการชดเชยแรงดัน

เนื่องจากท่อส่งไอน้ำอิ่มตัวยาวและแรงดันผันผวนมาก จึงต้องใช้การชดเชยแรงดัน เมื่อพิจารณาถึงความสัมพันธ์ที่สอดคล้องกันระหว่างความดัน อุณหภูมิ และความหนาแน่น สามารถใช้การชดเชยแรงดันในการวัดได้เท่านั้น เนื่องจากแรงดันไอน้ำอิ่มตัวของท่อส่งของบริษัทเราอยู่ในช่วง 0.3-0.7mpa จึงสามารถเลือกช่วงของตัวส่งสัญญาณแรงดันเป็น 1MPa