Miernik wirowy to rodzaj przepływomierza objętościowego, który wykorzystuje zjawisko naturalne, które występuje, gdy ciecz przepływa wokół obiektu urwistego.Przepływomierze wirowe działają na zasadzie wirowania, w której wiry (lub wiry) są wyrzucane naprzemiennie za obiektem.Częstotliwość powstawania wirów jest wprost proporcjonalna do prędkości cieczy przepływającej przez miernik.
Przepływomierze wirowe najlepiej nadają się do pomiarów przepływu, gdzie wprowadzenie ruchomych części stwarza problemy.Są dostępne w wersji przemysłowej, z mosiądzu lub w całości z tworzywa sztucznego.Wrażliwość na zmiany warunków procesu jest niska, a brak ruchomych części charakteryzuje się stosunkowo niskim zużyciem w porównaniu z innymi typami przepływomierzy.
Projekt przepływomierza wirowego
Przepływomierz wirowy jest zwykle wykonany ze stali nierdzewnej 316 lub Hastelloy i zawiera korpus, zespół czujnika wirowego oraz elektronikę przetwornika – chociaż tę ostatnią można również zamontować zdalnie (rysunek 2).Są one zazwyczaj dostępne z kołnierzami o średnicach od ½ cala do 12 cali. Koszt instalacji mierników wirowych jest konkurencyjny w stosunku do mierników kryzowych w rozmiarach poniżej sześciu cali.Przepływomierze płytkowe (bez kołnierzy) są najtańsze, natomiast mierniki kołnierzowe są preferowane, jeśli płyn procesowy jest niebezpieczny lub ma wysoką temperaturę.
Eksperymentowano z kształtami korpusu typu Bluff (kwadratowy, prostokątny, w kształcie litery T, trapezowy) i wymiarami, aby uzyskać pożądane właściwości.Testy wykazały, że liniowość, niska liczba Reynoldsa i wrażliwość na zniekształcenia profilu prędkości różnią się tylko nieznacznie w przypadku blefowego kształtu ciała.Pod względem wielkości korpus urwiska musi mieć szerokość stanowiącą wystarczająco dużą część średnicy rury, aby cały przepływ uczestniczył w zrzucaniu.Po drugie, korpus urwiska musi mieć wystające krawędzie na powierzchni górnej, aby ustalić linie separacji przepływu, niezależnie od natężenia przepływu.Po trzecie, długość korpusu blefu w kierunku przepływu musi stanowić pewną wielokrotność szerokości korpusu blefu.
Obecnie większość mierników wirowych wykorzystuje czujniki piezoelektryczne lub pojemnościowe do wykrywania oscylacji ciśnienia wokół korpusu urwiska.Detektory te reagują na oscylacje ciśnienia sygnałem wyjściowym o niskim napięciu, który ma tę samą częstotliwość co oscylacje.Takie czujniki są modułowe, niedrogie, łatwe do wymiany i mogą pracować w szerokim zakresie temperatur – od cieczy kriogenicznych po przegrzaną parę.Czujniki mogą być umieszczone wewnątrz korpusu licznika lub na zewnątrz.Czujniki zwilżone są poddawane bezpośrednim obciążeniom w wyniku wahań ciśnienia wirowego i są zamknięte w utwardzanych obudowach, aby wytrzymać działanie korozji i erozji.
Czujniki zewnętrzne, zazwyczaj piezoelektryczne tensometry, wykrywają wydzielanie się wirów pośrednio poprzez siłę wywieraną na pręt przesiewający.Czujniki zewnętrzne są preferowane w zastosowaniach silnie erozyjnych/korozyjnych, aby zmniejszyć koszty konserwacji, podczas gdy czujniki wewnętrzne zapewniają lepszą zakresowość (lepszą czułość przepływu).Są również mniej wrażliwe na wibracje rur.Obudowa elektroniki jest zwykle odporna na eksplozję i warunki atmosferyczne i zawiera moduł przetwornika elektronicznego, złącza końcowe oraz opcjonalnie wskaźnik natężenia przepływu i/lub licznik.
Style przepływomierzy Vortex
Inteligentne mierniki wirowe zapewniają cyfrowy sygnał wyjściowy zawierający więcej informacji niż tylko natężenie przepływu.Mikroprocesor w przepływomierzu może automatycznie skorygować niewystarczający stan prostej rury, różnice między średnicą otworu a średnicą matyny
Zastosowania i ograniczenia
Przepływomierze wirowe nie są zwykle zalecane do zastosowań dozujących lub innych zastosowań z przepływem przerywanym.Dzieje się tak dlatego, że ustawienie natężenia przepływu kropli stacji dozującej może spaść poniżej minimalnego limitu liczby Reynoldsa licznika.Im mniejsza łączna partia, tym bardziej znaczący może być wynikowy błąd.
Gazy o niskim ciśnieniu (o małej gęstości) nie wytwarzają wystarczająco silnego impulsu ciśnienia, zwłaszcza jeśli prędkości płynu są niskie.Dlatego prawdopodobne jest, że w przypadku takich usług zakresowość licznika będzie słaba, a niskie przepływy nie będą mierzalne.Z drugiej strony, jeśli akceptowalna jest ograniczona zakresowość, a miernik jest odpowiednio dobrany do normalnego przepływu, nadal można rozważyć przepływomierz wirowy.
Czas publikacji: 21 marca 2024 r