Il flussometro a vortice è un apparecchio comune di misurazione del flusso, ampiamente utilizzato nei processi industriali per misurare il flusso di gas, liquidi e vapore.Di seguito è riportata una spiegazione dettagliata del suo principio di funzionamento, struttura, condizioni di funzionamento, possibili problemi, compensazione di temperatura e pressione e hardware richiesto per misurare vapore saturo o supercaldo.
1Come funziona.
I flussometri a vortice si basano sul principio della strada del vortice di Karman: quando un fluido scorre attraverso un corpo asimmetrico (chiamato generatore di vortici), si formano vortici alternativi a valle di esso,che sono generati e rilasciati ad una frequenza specificaLa frequenza di generazione dei vortici è proporzionale alla portata del fluido, quindi la portata del fluido può essere calcolata rilevando la frequenza di questi vortici.I metodi di rilevamento comuni includono sensori piezoelettrici o sensori capacitivi per registrare la frequenza del vortice.
2.Struttura
La struttura di base del flussometro a vortice comprende:
Generatori di vortici: di solito colonne triangolari o prismi, utilizzati per perturbare il fluido e creare vortici.
• Sonde sensori: dispositivi utilizzati per rilevare le frequenze dei vortici, come i sensori piezoelettrici o capacitivi.
Tubo di misura del flusso: sono installati un generatore di vortici e una sonda in cui il fluido scorre attraverso questa sezione.
• Unità di elaborazione del segnale: il segnale raccolto dalla sonda viene convertito in dati di velocità o di flusso.
3Condizioni di esercizio
I flussometri a vortice sono adatti per misurare i seguenti fluidi:
• Gas: come aria, azoto, gas naturale, ecc.
• Liquidi: acqua, olio, ecc.
Vapore: come vapore saturo e vapore surriscaldato.
Nota d' uso:
• Requisiti di sezione dritta del tubo: per garantire una misurazione accurata,di solito è necessario mantenere una sezione di tubo abbastanza lunga e retta prima e dopo il flussometro a vortice per evitare disturbi del campo di flusso.
• Intervallo di velocità del fluido: i flussometri a vortice sono adatti per flussi da medio a elevati.
• Temperatura e pressione:I materiali e i sensori corretti per il misuratore di flusso di vortice devono essere selezionati in base alle specifiche condizioni di lavoro per adattarsi a ambienti a temperatura o pressione più elevate.
4Problemi comuni
Il flussometro a vortice può presentare i seguenti problemi durante l'uso:
Effetti delle vibrazioni: le vibrazioni del tubo possono interferire con la precisione del segnale, con conseguente errore dei dati di misura.
Sensibilità a basso flusso: a basso flusso, il segnale di vortice risultante potrebbe non essere abbastanza evidente, riducendo la precisione della misura.
Scalazione e corrosione: la scalazione o la corrosione della parete interna del tubo di misurazione possono influenzare le prestazioni e la stabilità di misura del generatore di vortici.
• blocco di sostanze estranee: le sostanze estranee che bloccano il tubo di misurazione causano errori di misura
5- Compensazione della temperatura e della pressione quando si misurano vapori saturi e supercaldi
Quando si misura il flusso di vapore saturo o surriscaldato,la compensazione della temperatura e della pressione è importante per garantire che i risultati del flusso misurato riflettano il flusso di massa o il flusso di volume in condizioni reali;.
• Vapore saturo: la densità del vapore saturo ha una relazione fissa con la temperatura e la pressione, quindi la densità può essere calcolata misurando la pressione o la temperatura.
• Vapore surriscaldato: poiché la temperatura e la pressione sono relativamente indipendenti, per calcolare la densità occorre misurare contemporaneamente la temperatura e la pressione.
Metodo di compensazione:
Compensazione della temperatura: ottenere la temperatura del fluido in tempo reale installando un sensore di temperatura.
• Compensazione della pressione: ottenere la pressione del fluido in tempo reale mediante l'installazione di un trasmettitore di pressione.
Calcolo del flusso: i dati di temperatura e pressione sono inseriti in calcolatori di flusso o sistemi automatizzati per la compensazione della densità in tempo reale per calcolare accuratamente i flussi di massa.
6. Hardware richiesto
Per ottenere una precisa compensazione di temperatura e pressione, di solito sono necessari i seguenti dispositivi:
• Corpo del flussometro a vortice: dotato di interfaccia standard di uscita del segnale.
Sensori di temperatura (come termocoppie o resistenze termiche): utilizzati per misurare la temperatura del vapore.
• Trasmettitore di pressione: utilizzato per misurare la pressione del vapore.
Calcolatori di flusso o sistemi DCS/PLC: utilizzati per ricevere segnali di temperatura, pressione e flusso e per eseguire calcoli di compensazione.
7Aggiungi.:
Perché è necessaria la compensazione di temperatura e pressione quando si misura il vapore saturo o surriscaldato
Quando si misura il vapore saturo o surriscaldato, è necessaria una compensazione di temperatura e pressione, soprattutto perché la densità del vapore varia significativamente con la temperatura e la pressione.Senza risarcimento, i flussometri a vortice possono misurare solo il flusso di volume, e per un controllo accurato del processo e il calcolo dell'energia, di solito abbiamo bisogno di conoscere il flusso di massa o il flusso di volume standard.
1. Cambiamento della densità del vapore
• Vapore saturo: allo stato saturo, la temperatura e la pressione del vapore sono strettamente corrispondenti.quindi la densità può essere derivata misurando un parametroTuttavia, è ancora necessario ottenere la densità in tempo reale per la compensazione dovuta al cambiamento delle condizioni di lavoro.
• Vapore surriscaldato: la temperatura e la pressione variano indipendentemente e la densità non può essere determinata semplicemente da un parametro.è necessario misurare sia la temperatura che la pressione per calcolare la densità del vapore.
2Tipo di flusso e obiettivo di misura
• Flusso di volume: il flussometro a vortice misura direttamente il flusso di volume del fluido, cioè il volume attraverso la sezione misurata in unità di tempo.questo valore non riflette direttamente la massa a diverse temperature e pressioni.
Flusso di massa: è una quantità più utile nel controllo del processo e nel calcolo dell'energia in quanto si riferisce alla massa effettiva del fluido.Devi usare la formula.:
• Compensazione della densità: mediante misurazioni di temperatura e pressione,la densità in tempo reale è calcolata e compensata per garantire che il risultato misurato sia un flusso di massa o un flusso di volume standard accurato.
3.Necessità di calcolo dell'energia del vapore
In molte applicazioni industriali, in particolare quelle che coinvolgono il riscaldamento a vapore o le apparecchiature a vapore, il trasferimento di energia del vapore è fondamentale.L'entalpia (contenuto di calore) del vapore è direttamente correlata alla sua temperatura e pressioneSenza compensazione, i dati forniti dal flussometro non possono essere utilizzati con precisione per i calcoli energetici.
• La compensazione in tempo reale fornisce i veri parametri dello stato del vapore per un equilibrio e un controllo energetici più precisi.
4.Variazioni dinamiche delle condizioni di lavoro effettive
La temperatura e la pressione in un sistema a vapore possono variare nel tempo, ad esempio in condizioni di carico elevato o basso, e questa fluttuazione causerà un cambiamento della densità del vapore.per garantire misure accurate, questi cambiamenti devono essere catturati e compensati in modo dinamico.
Conclusione
La compensazione di temperatura e pressione è necessaria per misurare il vapore saturo e surriscaldato perché può:
• Il flusso di volume misurato dal flussometro corretto è il flusso di massa.
• Fornisce dati più precisi sul flusso di vapore per il controllo dei processi.
• garantire l'accuratezza dei calcoli energetici e l'efficienza dei processi.
Misurando la temperatura e la pressione in tempo reale e combinando questi dati per calcoli di densità, è possibile compensare le variazioni della densità di vapore,rendere le misurazioni più affidabili e precise.
Conclusione
Il flussometro a vortice è ampiamente utilizzato nell'industria a causa della sua struttura semplice, della sua facile manutenzione e della sua ampia gamma di applicazioni.la compensazione della temperatura e della pressione è essenziale per garantire l'accuratezza e l'affidabilità dei dati sul flusso.
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