מד זרימת גז מסוג וורטקס

סקירה כללית של מד זרימת גז מסוג Vortex

מד זרימת וורטקס הוא מכשיר מדידת זרימה מתנודדת נוזל שפותח על פי העיקרון של "רחוב מערבולת קמאן". התופעה המכונה "רחוב מערבולת קאמן" היא כדלקמן: כאשר משטח אחד (או יותר) במעלה הזרם הוא עמוד בלוף בגז הזורם, הגז נפרד לסירוגין משני צידי העמוד ומשחרר שני עמודים רגילים. כמו המאה ה-19, הפיזיקאים סטרוהל ופון קרמן ביצעו מחקר פורה על תופעת רחוב מערבולת. תוצאות המחקר שלהם מראות כי תדירות הפרדת המערבולת קשורה מטבעה למהירות הזרימה של המדיום, הגיאומטריה והגודל של מחולל המערבולת, כלומר, תדירות ההפרדה של המערבולת היא פרופורציונלית למהירות הזרימה ופרופורציונלית הפוך לרוחב המערבולת. צִילִינדֶר.
העיקרון של רחוב מערבולת קרמן נתן השראה לאנשים ליישם עיקרון זה לפיתוח מכשירים למדידת מהירות גז וקצב זרימה. בשנות ה-70, חברת החשמל של יוקוגאווה מיפן והחברה המזרחית של ארצות הברית פיתחו בהתאמה את מד זרימת המערבולת הראשון בעולם.
מד זרימת גז מסוג שפיכת וורטקס בעל דיוק גבוה, מבנה פשוט, התקנה נוחה, אמינות טובה, אות תדר דופק פלט פרופורציונלי לערך מדידת זרימת הגז, ללא סחיפה אפס, מדידת צבירת זרימה נוחה, אובדן לחץ קטן (בהשוואה לזרימת מצערת) A סדרה של יתרונות כגון מדי זרימה) נעשה שימוש נרחב ופותח ברגע שהם הופיעו. למרות ההיסטוריה הקצרה שלו, הוא התפתח במהירות. הוא הפך לאחד ממכשירי מדידת זרימת הגז המרכזיים תוך כמה עשורים בלבד, והוא נמצא בשימוש נרחב למדידת זרימת גז, קיטור ונוזל שונים. מד הזרימה האלקטרוני של המערבולת האלקטרונית כולל לא רק תצוגה להצגת זרימת הגז או האדים המיידית וכמות הגז הכוללת, אלא גם יכול להוציא דופק, תדר או זרם (4-20mA) עבור שלט רחוק וכן הלאה. למכשירי זרימה אלקטרוניים מודרניים יש גם פרוטוקול HART ופרוטוקול MODBUS RTU עבור בקרות תהליך ותקשורת שונים.
Silver Automation Instruments Ltd מציעה מד זרימת מערבולת במחיר נמוך החל מ-$320.

מדי זרימת וורטקס גז יכולים למדוד גזים:

מד זרימת גז מסוג וורטקס יכול למדוד אוויר, אוויר דחוס, מד זרימת מערבולת עבור גז טבעי, חנקן, חמצן, ביוגז, גז פחם, קיטור וכן הלאה. מד הזרימה של מערבולת הגז יכול להיות מצויד בחיישן טמפרטורה מובנה, חיישן לחץ וסיכומי זרימה למדידת טמפרטורת הגז, לחץ, מצויד במחשב זרימה לחישוב זרימת הנפח של הגז בתנאים סטנדרטיים, או לחישוב זרימת המסה של קיטור.

כיצד מד מערבולת מודד את זרימת הגז?

כפי שהוזכר קודם לכן, כאשר אובייקט עמודי עם חתך בלוף מוכנס לנוזל הזורם, ייווצרו שני עמודים של מערבולות מתחלפות משני צידי האובייקט העמודי. תופעה זו נקראת תופעת "רחוב וורטקס קמאן", כפי שמוצג באיור.
מחקרים הראו כי תדירות הפרדת המערבולת היא פרופורציונלית לקצב הזרימה של הגז ופרופורציונלית הפוך לרוחב הגליל, דבר שניתן לבטא בנוסחה הבאה
f=Sr×u/d
איפה:
f הוא התדירות של הפרדת מערבולת;
מקדם Sr (מספר סטרוהל);
v-מהירות נוזל;
d - רוחב זרם ראש הצילינדר.
ניתן לראות מהנוסחה לעיל שניתן למדוד את מהירות הנוזל והזרימה המיידית על ידי מדידת תדר המערבולת.

המבנה של מד זרימת הגז מסוג מערבולת

מד זרימת וורטקס מורכב בדרך כלל משני חלקים: חיישן וממיר, כפי שמוצג באיור. החיישן כולל מחולל מערבולת, חיישן זרימה, תצוגה דיגיטלית של מד זרימה, מעטפת וכו'; הממיר כולל ממיר אות, מגבר אות, מסוף חיבור, תושבת וכיסוי מגן וכו'.
מד זרימת גז מסוג וורטקס יכול להתבצע מ-1/2 אינץ' עד 12 אינץ', סוג חיישן בקשה רגיל כולל 1 אינץ', DN25, DN50, קוטר 80 מ"מ, DN100, 4 אינץ', 6", 8, 10 אינץ', DN250 מ"מ וכו'.
חיבור התהליך יכול להיות סוג רקיק, סוג בורג, סוג אוגן מוטבע או סוג מד זרימת מערבולת החדרה.