Μετρητές ροής δίνης

Μετρητής ροής δίνης: Αρχή λειτουργίας και εφαρμογές

1. Αρχή λειτουργίας

Ο μέτρης ροής στρογγυλής λειτουργεί με βάση το φαινόμενο του δρόμου στρογγυλής Kármán.Η συχνότητα αυτών των δίνης (F) είναι ευθέως ανάλογη με την ταχύτητα του υγρού (u), όπως περιγράφεται από την εξίσωση:

F = St cdot frac{u}{d}

F: Συχνότητα εκρήξεως δίνης (Hz)

St: Αριθμός Strouhal (αδιάμετρος, συνήθως 0,17·0,22 για σταθερή ροή)

u: Μέση ταχύτητα του υγρού (m/s)

d: πλάτος του σώματος του βράχου (m)

Ο αριθμός Strouhal (St) παραμένει σταθερός εντός συγκεκριμένου εύρους αριθμού Reynolds (Re), εξασφαλίζοντας γραμμικότητα μεταξύ συχνότητας και ρυθμού ροής.

2. Βασικές παραμέτρους

(1) Περιοχή αριθμού Ρέινολντς (Re)

Ε = frac{rho u D}{mu}

Σταθερή περιοχή μέτρησης: 2 × 104 ≤ Re ≤ 7 × 106

Κάτω από το Re < 2×104: Το St ποικίλλει, καθιστώντας την μέτρηση αναξιόπιστη.

Πάνω από Re > 7×106: Η αναταραχή μπορεί να προκαλέσει αστάθεια St.

(2) Μέθοδοι ανίχνευσης δίνης

Πιεζοηλεκτρικοί αισθητήρες: ανιχνεύουν διακυμάνσεις πίεσης που προκαλούνται από δίνη.

Θερμικοί αισθητήρες: Μέτρηση των διακυμάνσεων θερμοκρασίας από την απορρόφηση της δίνης.

Υπερήχθονες / χωρητικοί αισθητήρες: ανίχνευση συχνότητας χωρίς επαφή.

3. Πλεονεκτήματα

✅ Χωρίς κινούμενα μέρη: ελάχιστη φθορά, μακρά διάρκεια ζωής.

✅ Ευρεία αναλογία στροφής (1:10 έως 1:30): Κατάλληλη για διαφορετικούς ρυθμούς ροής.

✅ Χαμηλή πτώση πίεσης: ενεργειακά αποδοτική σε σύγκριση με τις πλάκες ανοίγματος.

✅ Ευέλικτη συμβατότητα με υγρά: Δουλεύει με υγρά, αέρια και ατμό.

4. Περιορισμοί

Αισθησία σε δονήσεις: Οι εξωτερικές δονήσεις μπορεί να επηρεάσουν την ακρίβεια του σήματος.

∆ιεραίνεται ελάχιστη ταχύτητα ροής: συνήθως > 0,5 m/s για τα υγρά, > 3 m/s για τα αέρια.

Οι απαιτήσεις για την ευθεία κυκλοφορία των σωλήνων: Απαιτούνται ευθείες διατομές άνω/κάτω για σταθερή ροή.

5Εφαρμογές

Μέτρηση ροής ατμού (π.χ. λέβητες, συστήματα HVAC)

Παρακολούθηση συμπιεσμένου αέρα/αερίου

Χημικές και πετροχημικές διεργασίες

Καθαρισμός νερού/αποβλήτων

6. Έκδοση σήματος και βαθμονόμηση

Πύλη/έξοδος συχνότητας: άμεσα ανάλογη με την ροή.

4·20 mA Αναλογική έξοδος: Για ενσωμάτωση σε συστήματα ελέγχου.

Κλιματισμός: Εκτελείται με νερό ή αέρα, με St προσαρμοσμένο για συγκεκριμένα υγρά.

Συμπεράσματα

Τα ροομέτρα δίνης προσφέρουν υψηλή αξιοπιστία, χαμηλή συντήρηση και ευρεία εφαρμογή για τη μέτρηση της βιομηχανικής ροής.Οι επιδόσεις τους εξαρτώνται από την ορθή εγκατάσταση και λειτουργία εντός της σταθερής εμβέλειαςΟι μελλοντικές εξελίξεις επικεντρώνονται στην αντιστάθμιση των δονήσεων και την εκτεταμένη ευαισθησία χαμηλής ροής.