دبی سنج گردابی (Vortex Flowmeter)
دبی سنج گردابی (Vortex Flowmeter)

خانه دبی سنج گردابی (Vortex Flowmeter)

دبی سنج گردابی (Vortex Flowmeter)

به نام خدا

دبی سنج گردابی(Vortex-flowmeter) چیست؟

در مقاله قبل در خصوص انواع دبی سنج و نحوه عملكرد آنها به طور اختصار شرح داده شد لذا در خصوص چند نمونه از كاربردی ترین دبی سنجها كه در صنایع، نفت، گاز و پتروشیمی كاربرد فراوانی دارند، به طور تخصصی مطالبی به حضور ایفاد می گردد.

كاربرد : دبی سنجهای گردابی می توانند دبی بخار، گاز و مایع را با استفاده از ایجاد گرداب محاسبه می كنند. جریان گردابی هنگامی اتفاق می افتد كه مانعی در مسیر جریان سیال وجود داشته باشد. لغت مانع (obstruction) در اینجا، به جسمی مقاوم در مسیر سیال اطلاق می شود كه سبب ایجاد و شكل گیری حركت چرخشی در مسیر پائین دست خود می شود.

هنگامی كه گردابها شكل گرفته و جاری می شوند در فشار تفاضلی ایجاد شده، تغییر حاصل می شود. این تغییر فشار برای بكارانداختن سنسوری در فركانس متناسب با جریان گردابی استفاده می شود. در جریان پیوسته سیال، یك سری از گردابها، پالسهای الكتریكی با فركانسی متناسب با سرعت سیال تولید می كنند. سرعت بدست آمده می تواند به نرخ جریان حجمی تبدیل شود. خروجی دبی سنج گردابی وابسته به فاكتور k است. فاكتور k بیانگر فركانس گردابهای تولید شده در سرعت سیال می باشد.

Fluid velocity=Vortex Frequency/ k-factor

فاكتور k با تغییر عدد رینولدز(كمیتی بدون یكا است كه نسبت نیروی لختی به نیروی اینرسی را نشان میدهد)، تغییر می كند. اگر چه در رنج وسیعی از دبی عملا ثابت است. اگر دبی سنجهای گردابی در رنج تخت (flat range) كار كنند، نرخ دبی بصورت خطی با سرعت رابطه دارد.

اساس عملكرد فلومتر Vortex (جریان سنج گردابی)

اگر توپك در مسیر لوله ای كه حاوی جریان سیال است قرار گیرد، لایه ای مرزی تشكیل می شود كه در سطح بدنه توپك گسترش می یابد. به دلیل اندازه حركت ناكافی و گرادیان فشار معكوس، جدایی اتفاق می افتد و برش لایه ای (shear layer) ناپایدار ایجاد می شود. این لایه برش یافته به گردابهایی تبدیل می شود كه از كنار توپك شروع به پخش شدن می كند. فركانسی كه در آن جفت گرداب جاری می شود متناسب با سرعت سیال است. از آنجایی كه فرآیند ایجاد . جاری شدن گردابها تكرار پذیرند، از این روش می توان برای مشخص كردن دبی استفاده كرد.

برای آشكار كردن جریان جفت گردابها یعنی تبدیل تغییرات فشار و سرعت ناشی از گردابها به سیگنالهای الكتریكی از سنسورهایی استفاده می شود.

عدد st ، strouhal، فركانس تولید جفت گردابها (f)، مشخص ابعادی مانع توپك، d، و سرعت سیال را به هم مرتبط می سازد.

U= (f*d)/st

عدد st معمولا مستقل از چگالی، فشار، گران روی و پارامترهای دیگر فیزیكی است. در چنین موقعیتی سرعت دبی مستقیما متناسب با فركانس جاری شدن جفت گردابها است. یعنی نرخ پالس های گرداب عبارتست از:

U=ξ*f

كه در آن :

d/st ثابت است برابر با : ξ

و نرخ دبی حجمی در چنین موقعیتی با رابطه زیر بیان می شود:

Qv=A*U=[(A*d)/st]*f

فاكتور K برای دبی سنج گردابی با عدد strouhal متناسب است.

K=st/[A*d]=f/qv

بنابراین :

qv=f/k

اگر چگالی سیال در دما و فشار عملیاتی مشخص باشد می توان دبی جرمی را از رابطه زیر بدست آورد:

qm=ρf*f/k

شكل های ذیل موانع بادی ( مربع ، مستطیل ، T شكل ، ذوزنقه ای )  را نمایش می دهند.

نحوه نصب دبی سنج گردابی در شكل زیر نمایش داده شده است.

با تشكر و آرزوی موفقیت  – یوسف امامی

2017-10-26
0 14

Please comment on this post

تجارت امن و پایدار
حس خوب یک اعتماد