Как промяната на налягането влияе върху измерването на вихров разходомер?
Остави съобщение
Здравейте! Аз съм доставчик на вихрови разходомери и днес искам да поговорим за това как промените в налягането могат да повлияят на измерването на тези изящни устройства.
Първо, нека бързо разберем какво представлява вихровият разходомер. АВихров разходомерработи на принципа на вихровата улица на фон Карман. Когато флуид преминава покрай блъф тяло (обект с необтекаема форма) в разходомера, той създава редуващи се вихри от двете страни на блъф тялото. Честотата на тези вихри е право пропорционална на скоростта на потока на течността. Чрез измерване на тази честота можем да определим скоростта на потока на течността.
Сега промените в налягането могат да имат няколко значителни въздействия върху измерването на вихров разходомер.
Промени в плътността поради налягане
Един от основните начини, по които налягането влияе върху измерването, е чрез влиянието му върху плътността на течността. Съгласно закона за идеалния газ, PV = nRT, където P е налягането, V е обемът, n е броят молове газ, R е константата на идеалния газ и T е температурата. За дадена маса газ, когато налягането се промени, плътността (масата на единица обем) също се променя.
При вихровия разходомер връзката между честотата на вихъра и скоростта на потока се калибрира за определена плътност. Ако налягането се увеличи, плътността на газа също се увеличава. Това означава, че при същата скорост на потока, масовият дебит ще бъде по-висок, тъй като има повече маса на течността, преминаваща през измервателния уред за единица време.
Да кажем, че имате газ, който тече през вихров разходомер с постоянна скорост. Ако налягането внезапно се повиши, газът се компресира и плътността му се повишава. Измервателният уред, който е калибриран за оригиналната плътност, все още ще измерва честотата на вихъра въз основа на скоростта на потока. Но ако се интересувате от масовия дебит (което често се случва в промишлени приложения), отчитането ще бъде неточно. Ще трябва да коригирате отчитането въз основа на новата стойност на плътността.
За течностите ефектът на налягането върху плътността е много по-малко значим в сравнение с газовете. Течностите са относително несвиваеми, така че малки до умерени промени в налягането няма да доведат до голяма промяна в плътността. Въпреки това, при приложения с високо налягане, дори течностите могат да изпитат лека промяна в плътността, която все още може да повлияе на измерването до известна степен.
Въздействие върху образуването на вихри
Промените в налягането също могат да повлияят на образуването на вихри. Стабилността на вихровата улица на фон Карман зависи от няколко фактора, включително числото на Рейнолдс, което е безразмерна величина, която свързва инерционните сили с вискозните сили в потока на течността.
Числото на Рейнолдс се изчислява като Re = ρvd/μ, където ρ е плътността на течността, v е скоростта на потока, d е характерна дължина (обикновено диаметърът на блъфовото тяло във вихров разходомер) и μ е динамичният вискозитет на течността. Когато налягането се промени, плътността се променя, което от своя страна влияе върху числото на Рейнолдс.
Ако налягането е твърде ниско, течността може да няма достатъчно енергия, за да образува добре дефинирани вихри. Потокът може да стане ламинарен или да има по-малко стабилен вихров модел. Това може да доведе до неточни измервания на честотата и, следователно, неправилни показания на дебита.
От друга страна, ако налягането е изключително високо, повишената плътност и свързаните с нея промени в характеристиките на потока също могат да нарушат нормалното образуване на вихри. Вихрите може да се образуват с неравномерна честота или в някои случаи изобщо да не се образуват.
Колебания на налягането и шум
В реални приложения налягането не винаги е постоянно. Може да има колебания в налягането поради различни причини, като пулсации на помпата, операции на клапана или промени в системата нагоре или надолу по веригата. Тези колебания на налягането могат да внесат шум в измерването.
Сензорите във вихровия разходомер са проектирани да откриват честотата на вихрите. Но когато има бързи промени в налягането, сензорите могат да уловят и тези колебания, като ги объркат с действителните вихрови сигнали. Това може да доведе до неравномерни показания и да затрудни получаването на точно измерване на скоростта на потока.
За да се справят с колебанията на налягането, някои усъвършенствани вихрови разходомери са оборудвани с алгоритми за обработка на сигнала. Тези алгоритми могат да филтрират шума, причинен от колебания в налягането, и да се фокусират върху истинската честота на вихъра. Въпреки това, в тежки случаи на нестабилност на налягането, може да са необходими допълнителни мерки, като например инсталиране на амортисьори или стабилизатори в тръбопроводната система за намаляване на колебанията в налягането.
Компенсационни техники
Като доставчик на вихрови разходомери, ние сме добре запознати с тези проблеми, причинени от промени в налягането, и предлагаме няколко решения, за да гарантираме точни измервания.
Един общ подход е компенсацията на плътността. Нашите разходомери могат да бъдат конфигурирани да отчитат налягането и температурата на флуида. Чрез измерване на налягането и температурата можем да изчислим плътността на течността, използвайки подходящи уравнения на състоянието. След това измервателният уред може да регулира отчитането на дебита, за да осигури точно измерване на масовия дебит.
Ние също така проектираме нашите измервателни уреди с функции за подобряване на стабилността на образуването на вихри. Формата и размерът на блъф тялото са внимателно оптимизирани, за да се гарантира, че вихрите се формират последователно в широк диапазон от работни условия, включително различни налягания.
В допълнение, нашата усъвършенствана технология за обработка на сигнала помага да се сведе до минимум влиянието на колебанията в налягането. Измервателите могат да разграничат истинските вихрови сигнали от шума, причинен от промени в налягането, осигурявайки по-надеждни и точни показания.
Заключение
И така, както можете да видите, промените в налягането могат да имат значително влияние върху измерването на вихров разходомер. Независимо дали става дума за промени в плътността, въздействие върху образуването на вихри или въвеждане на шум, тези фактори трябва да бъдат взети под внимание, за да се осигурят точни и надеждни измервания на дебита.
Ако сте на пазара за вихров разходомер или се сблъсквате с проблеми с свързани с налягането неточности на измерване във вашата съществуваща система, не се колебайте да се свържете с нас. Имаме екип от експерти, които могат да ви помогнат да изберете правилния измервателен уред за вашето приложение и да ви дадат насоки как да се справите с предизвикателствата, свързани с налягането. Можем също така да предложим услуги за калибриране и поддръжка, за да поддържаме вашия глюкомер в най-добрия си вид.
Нека работим заедно, за да се уверим, че нуждите ви от измерване на потока са изпълнени точно и ефективно. Свържете се с нас днес, за да започнем разговора относно вашите специфични изисквания.
Референции
- Уайт, FM (1999). Механика на флуидите. Макгроу - Хил.
- Streeter, VL, & Wylie, EB (1985). Механика на флуидите. Макгроу - Хил.
- ISO 7145:2005. Измерване на флуиден поток в затворени тръбопроводи - Изисквания за инсталиране на електромагнитни разходомери с особено внимание към ефектите от неравномерното разпределение на скоростта и смущенията на потока.
