Débitmètre à vortex

Le débitmètre de vortex: principe de fonctionnement et applications

1Principe de fonctionnement

Le débitmètre de vortex fonctionne sur la base du phénomène de la rue de vortex de Kármán.La fréquence de ces tourbillons (F) est directement proportionnelle à la vitesse du fluide (u), comme décrit par l'équation:

F = St cdot frac{u}{d}

F: Fréquence de déversement de vortex (Hz)

St: nombre de Strouhal (immédiat, généralement 0,17 ∼ 0,22 pour un débit stable)

u: vitesse moyenne du fluide (m/s)

d: Largeur du corps de la falaise (m)

Le nombre de Strouhal (St) reste constant dans une plage spécifique de nombre de Reynolds (Re), assurant la linéarité entre la fréquence et le débit.

2. Paramètres clés

(1) Plage du nombre de Reynolds (Re)

Je ne veux pas de toi.

Plage de mesure stable: 2 × 104 ≤ Re ≤ 7 × 106

En dessous de Re < 2×104: St varie, ce qui rend la mesure peu fiable.

Au-dessus de Re > 7×106: les turbulences peuvent provoquer une instabilité St.

(2) Méthodes de détection des vortex

Sensors piézoélectriques: détectent les fluctuations de pression causées par les tourbillons.

Sensors thermiques: mesurer les variations de température dues à l'écoulement de vortex.

Sensors ultrasoniques/capacitifs: détection de fréquence sans contact.

3. Avantages

✅ Pas de pièces mobiles: usure minimale, longue durée de vie.

✅ Large ratio de décroissance (1:10 à 1:30): Convient pour des débits variables.

✅ Faible chute de pression: moins énergétique que les plaques d'orifice.

✅ Compatibilité avec les fluides: fonctionne avec les liquides, les gaz et la vapeur.

4. Limites

- Sensibilité aux vibrations: les vibrations extérieures peuvent interférer avec la précision du signal.

La vitesse minimale de débit requise: généralement > 0,5 m/s pour les liquides et > 3 m/s pour les gaz.

¢ Exigences en matière d'écoulement droit des tuyaux: des sections droites en amont et en aval sont nécessaires pour un débit stable.

5. Applications

Mesure du débit de vapeur (par exemple, chaudières, systèmes CVC)

Surveillance de l'air comprimé et des gaz

Processus chimiques et pétrochimiques

Traitement de l'eau et des eaux usées

6. Sortie et étalonnage du signal

Pulsation/sortie de fréquence: directement proportionnelle au débit.

4·20 mA sortie analogique: pour intégration avec les systèmes de commande.

Étalonnage: effectué à l'eau ou à l'air, avec St ajusté pour des fluides spécifiques.

Conclusion

Les débitmètres à vortex offrent une fiabilité élevée, une faible maintenance et une large applicabilité pour la mesure du débit industriel.Leurs performances dépendent d'une installation correcte et d'un fonctionnement dans la plage stable de RLes progrès futurs se concentrent sur la compensation des vibrations et la sensibilité étendue à faible débit.