Что такое вихревые расходомеры?

07.06.2019

Вихревой расходомер- это преобразователь, который определяет расход потока вещества в сечении трубы с помощью анализа вихревой дорожки (дорожки Кармана)

СОДЕРЖАНИЕ:

Вихревой расходомер принцип действия

В основе работы преобразователей представленного типа лежит анализ цепочки вихрей, которые также называются дорожкой Кармана, в честь ее открывателя. Такое явление образовывается во время обтекания потоком жидкостей или газов твердых тел. При чем в зависимости от формы обтекаемого тела, будут образовываться различные завихрения.

Наиболее проще всего представить этот эффект на примере флагштока и флага. В качестве потока выступает воздух, в качестве твердого тела- флагшток. Когда поток обтекает флагшток, образуются вихри, воздействие которых можно увидеть на полотне флага.

Обтекаемые тела могут иметь самую различную форму, но зачастую используют цилиндрические объекты, расположенные перпендикулярно потоку.

Измерение характеристик потока вихревыми преобразователями основывается в первую очередь на определении частоты вихревых волн. Она рассчитывается по формуле:

f = Sh * v/d, где

Sh- число Струхаля

v- скорость потока

d- ширина тела обтекания

Число Струхаля (Струхала) является безразмерной величиной, которая зависит от частоты процесса, линейного размера течения и скорости потока.

Устройство вихревых расходомеров

Все устройства относящиеся к представляемому типу преобразователей расхода имеют похожие основные элементы. Вихревой расходомер состоит из:

Проточной части
Тела обтекания
Датчиков
Преобразователя

Проточная часть. Это сечение внутри расходомера, которое чаще всего монтируется непосредственно в трубопровод.

Тело обтекания. Состоит из твердого материала и установлено перпендикулярно потоку. Позволяет образовывать вихревые дорожки. Может иметь самую различную форму (цилиндр, квадрат, треугольник. многогранник и т.д.)

Датчики. Специальные сенсоры, которые устанавливаются для анализа образованных завихрений.

Преобразователь. Это устройство позволяет анализировать полученные результаты и трансформировать их электрический сигнал.

Помимо основных элементов в системе вихревого датчика расхода могут быть установлены дополнительные различные устройства, например, вычислитель или нормирующий преобразователь и т.д.

Типы вихревых преобразователей расхода

Среди наиболее часто используемых вихревых расходомеров, стоит отметить два типа:

С обтекаемым неподвижным телом
С прецессией воронкообразного вихря

С обтекаемым неподвижным телом. В этом типе поток протекает вдоль неподвижного тела и попеременно с обоих сторон образует завихрения. Они вызывают скачки давления и изменения в скорости, которые и анализируют датчики.

С прецессией воронкообразного вихря. В таких устройствах вихревые волны образуются с помощью специальных приспособлений и уже в виде завихрений попадают в проточную часть. Замеры также производятся анализом изменения скорости и давления.

Отдельно стоит отметить еще один вид устройств – вихревые расходомеры с подвижным телом. Зачастую такие преобразователи используют для работы с газовыми потоками. Главным их отличием, является то, что тело, через которое протекает поток – раскачивается под влиянием турбулентности. Такое взаимодействие также образует вихревые дорожки.

Преимущества и недостатки вихревых расходомеров

Сфера применения представляемых устройств довольно разнообразна. Однако стоит учитывать что вихревые преобразователи расхода обладают своими сильными и слабыми сторонами.

К преимуществам вихревых расходомеров можно отнести:

Отсутствие подвижных частей
Хорошая точность результатов
Работа с широким диапазоном температур
Хорошая повторяемость
Низкое влияние загрязнения

К недостаткам вихревых расходомеров можно отнести:

Необходимость высокой скорости потока
Потери в давления в потоке
Невозможность работы с сечением более 300мм
Сильное воздействие вибрации на результат

В заключение стоит сказать, что представляемые преобразователи расхода набирают широкую популярность во всех секторах производства и даже в бытовом сегменте. Это объясняется простотой и точностью работы приборов. Однако стоит избегать их установки в местах, где на устройство могут воздействовать различные механические силы, а также в трубах с сечением более 300мм.

На нашем сайте eltaltd.com.ua вы сможете найти вихревые расходомеры производства Siemens.

Подписывайтесь на наши обновления: