ورتیکس فلو متر یک تجهیزات اندازه گیری جریان رایج است که به طور گسترده در فرآیندهای صنعتی برای اندازه گیری جریان گاز، مایع و بخار استفاده می شود.در زیر توضیح مفصل از اصل کار آن ارائه شده است، ساختار، شرایط عملیاتی، مشکلات احتمالی، جبران دما و فشار و سخت افزار مورد نیاز هنگام اندازه گیری بخار اشباع شده یا بخار بیش از حد گرم.
1چطور کار ميکنه
جریان سنج های گرداب بر اساس اصل خیابان گرداب کارمان است: هنگامی که یک مایع از طریق یک جسم نامتقارن جریان می یابد (به نام ژنراتور گرداب) ، گرداب های جایگزین در پایین آن شکل می گیرند.که با فرکانس خاصی تولید و آزاد می شوند.فرکانس تولید گرداب متناسب با سرعت جریان مایع است، بنابراین سرعت جریان مایع را می توان با تشخیص فرکانس این گرداب ها محاسبه کرد.روش های تشخیص رایج شامل سنسورهای پیزو الکتریکی یا سنسورهای ظرفیتی برای ثبت فرکانس گرد و غبار است.
2ساختار
ساختار پایه ی جریان سنج گرداب شامل:
ژنراتورهای گرد و غبار: معمولاً ستون های مثلثی یا پریزمهایی هستند که برای آشفتن مایع و ایجاد گرد و غبار استفاده می شوند.
• سنجه های سنسور: دستگاه هایی که برای تشخیص فرکانس های گرداب استفاده می شوند، مانند سنسورهای پیزو الکتریکی یا ظرفیتی.
لوله اندازه گیری جریان: یک ژنراتور گرداب و یک سُند نصب شده است که مایع از طریق این بخش جریان می یابد.
• واحد پردازش سیگنال: سیگنال جمع آوری شده توسط کاوشگر به داده های سرعت یا جریان تبدیل می شود.
3شرایط عملیاتی
جریان سنج های گرد و غبار برای اندازه گیری مایعات زیر مناسب هستند:
• گاز: مانند هوا، نیتروژن، گاز طبیعی و غیره
• مایع: مانند آب، روغن و غیره
بخار: مانند بخار اشباع شده و بخار فوق گرم.
در هنگام استفاده توجه داشته باشید:
• الزامات قطعه مستقیم لوله: برای اطمینان از اندازه گیری دقیق،معمولا لازم است که یک قطعه لوله به اندازه کافی طولانی و مستقیم قبل و بعد از ورتاکس جریان سنج برای جلوگیری از اختلالات میدان جریان حفظ شود..
• محدوده سرعت مایع: جریان سنج های ورتیکس برای جریان متوسط تا بالا مناسب هستند.
• شرایط دمای و فشار:مواد و سنسورهای مناسب جریان سنج گرداب باید با توجه به شرایط کار خاص انتخاب شوند تا با محیط های با دمای بالاتر یا فشار بیشتر سازگار شوند.
4مشکلات مشترک
در هنگام استفاده از ورتیکس فلو میتر ممکن است مشکلات زیر را تجربه کند:
اثرات لرزش: لرزش لوله می تواند با دقت سیگنال تداخل داشته باشد و منجر به داده های اندازه گیری نادرست شود.
حساسیت نرخ جریان پایین: در نرخ جریان پایین، سیگنال گردشی حاصل ممکن است به اندازه کافی آشکار نباشد و دقت اندازه گیری را کاهش دهد.
مقیاس بندی و خوردگی: مقیاس بندی یا خوردگی در دیواره داخلی لوله اندازه گیری می تواند عملکرد و ثبات اندازه گیری ژنراتور گرداب را تحت تاثیر قرار دهد.
• مسدود شدن مواد خارجی: مواد خارجی که لوله اندازه گیری را مسدود می کنند، باعث اشتباهات اندازه گیری می شوند.
5تعویض دمای و فشار هنگام اندازه گیری بخار اشباع شده و بخار فوق گرم
در هنگام اندازه گیری جریان بخار اشباع شده یا بیش از حد گرم،تعویض درجه حرارت و فشار مهم است تا اطمینان حاصل شود که نتایج جریان اندازه گیری شده منعکس کننده جریان جرم یا جریان حجم در شرایط واقعی است..
• بخار اشباع شده: تراکم بخار اشباع شده با درجه حرارت و فشار رابطه ثابت دارد، بنابراین تراکم را می توان با اندازه گیری فشار یا دمای محاسبه کرد.
• بخار بیش از حد گرم: از آنجا که دمای آن و فشار نسبتا مستقل هستند، دمای و فشار باید همزمان اندازه گیری شود تا تراکم را محاسبه کند.
روش جبران:
جبران دمایی: با نصب سنسور دمایی، دمای مایع را در زمان واقعی بدست آورید.
• تعویض فشار: فشار مایع را در زمان واقعی با نصب یک فرستنده فشار بدست آورید.
محاسبه جریان: داده های دمای و فشار در ماشین حساب جریان یا سیستم های خودکار برای جبران تراکم در زمان واقعی برای محاسبه نرخ جریان جرم دقیق وارد می شوند.
6تجهیزات مورد نیاز
برای دستیابی به تعویض دقیق دمای و فشار، معمولاً سخت افزار زیر مورد نیاز است:
• بدن ورتاکس جریان سنج: مجهز به رابط خروجی سیگنال استاندارد.
سنسورهای دمایی (مانند ترموپول ها یا مقاومت های حرارتی): برای اندازه گیری دمای بخار استفاده می شود.
• فرستنده فشار: برای اندازه گیری فشار بخار استفاده می شود.
ماشین حساب جریان یا سیستم های DCS/PLC: برای دریافت سیگنال های دمای، فشار و جریان و انجام محاسبات جبران استفاده می شود.
7. اضافه کن:
چرا هنگام اندازه گیری بخار اشباع شده یا بیش از حد گرم، تعویض دما و فشار مورد نیاز است؟
برای اندازه گیری بخار اشباع شده یا بیش از حد گرم، تعویض دما و فشار مورد نیاز است، عمدتا به این دلیل که تراکم بخار با دما و فشار به طور قابل توجهی متفاوت است.بدون جبران، اندازه گیری جریان ورتاکس فقط می تواند حجم جریان را اندازه گیری کند، و برای کنترل دقیق فرآیند و محاسبه انرژی، ما معمولا نیاز به دانستن جریان جرم یا جریان حجم استاندارد داریم.
1تغییر چگالی بخار
• بخار اشباع شده: در حالت اشباع، بین دمای بخار و فشار آن ارتباط صمیمی وجود دارد. هر تغییر در دمای یا فشار منجر به تغییر تراکم می شود.بنابراین تراکم می تواند با اندازه گیری یک پارامتر به دست آیدبا این حال، هنوز هم لازم است که تراکم را در زمان واقعی برای جبران ناشی از تغییر شرایط کار بدست آوریم.
• بخار بیش از حد گرم: دمای و فشار به طور مستقل متفاوت است و تراکم نمی تواند به سادگی توسط یک پارامتر تعیین شود.لازم است که هر دو درجه حرارت و فشار را برای محاسبه تراکم بخار اندازه گیری کنید..
2نوع جریان و هدف اندازه گیری
• جریان حجم: جریان سنج گرداب به طور مستقیم جریان حجم مایع را اندازه گیری می کند، یعنی حجم از طریق بخش اندازه گیری شده در واحد زمان.این مقدار به طور مستقیم نشان دهنده جرم در دمای مختلف و فشار نیست..
جریان جرم: این مقدار در کنترل فرآیند و محاسبه انرژی مفیدتر است زیرا با جرم واقعی مایع مرتبط است.بايد از فرمول استفاده کني:
• جبران تراکم: از طریق اندازه گیری دمای و فشار،تراکم در زمان واقعی محاسبه و جبران می شود تا اطمینان حاصل شود که نتیجه اندازه گیری یک جریان جرم دقیق یا جریان حجم استاندارد است..
3.نیاز به محاسبه انرژی بخار
در بسیاری از کاربردهای صنعتی، به ویژه آنهایی که شامل گرمایش بخار یا تجهیزات بخار هستند، انتقال انرژی بخار کلیدی است.انتالپی (حداثیت گرما) بخار مستقیماً با دمای آن و فشار آن مرتبط استبدون تعویض، داده های ارائه شده توسط جریان سنج نمی تواند برای محاسبات انرژی به طور دقیق استفاده شود.
• جبران زمان واقعی پارامترهای واقعی بخار را برای تعادل و کنترل دقیق تر انرژی فراهم می کند.
4.تغییرات پویا در شرایط واقعی کار
دمای و فشار در یک سیستم بخار ممکن است در طول زمان تغییر کند، مانند در شرایط بار بالا یا پایین، و این نوسان باعث تغییر تراکم بخار می شود. بنابراین،برای اطمینان از اندازه گیری دقیق، این تغییرات باید به صورت پویا شناسایی و جبران شوند.
نتیجه گیری
تعویض دمای و فشار برای اندازه گیری بخار اشباع شده و بیش از حد گرم شده ضروری است زیرا می تواند:
• جریان حجم اندازه گیری شده توسط جریان سنج اصلاح شده جریان جرم است.
• داده های دقیق تر جریان بخار را برای کنترل فرآیند فراهم می کند.
• اطمینان از دقت محاسبات انرژی و بهره وری فرآیند.
با اندازه گیری دمای و فشار در زمان واقعی و ترکیب این داده ها برای محاسبات تراکم، می توان تغییرات تراکم بخار را جبران کرد.انجام اندازه گیری های قابل اعتماد و دقیق تر.
نتیجه گیری
در صنعت به دلیل ساختار ساده، نگهداری آسان و طیف گسترده ای از کاربردهای آن، از جریان سنج ورتاکس به طور گسترده ای استفاده می شود.تعویض دما و فشار برای اطمینان از دقت و قابلیت اطمینان داده های جریان ضروری است..
ممنون
