Przepływomierze wirusowe

Miernik przepływu wiru: Zasada działania i zastosowania

1Zasada działania

Przepływomierz wiru działa na podstawie zjawiska wiru Kármán.Częstotliwość tych wirów (F) jest bezpośrednio proporcjonalna do prędkości płynu (u), opisane przez równanie:

F = St cdot frac{u}{d}

F: Częstotliwość odprowadzania wiru (Hz)

St: liczba Strouhala (bezwymiarowa, zazwyczaj 0,17-0,22 dla stabilnego przepływu)

u: średnia prędkość płynu (m/s)

d: Szerokość ciała wzgórza (m)

Liczba Strouhala (St) pozostaje stała w obrębie określonego zakresu liczby Reynoldsa (Re), zapewniając liniowość między częstotliwością a przepływem.

2. Kluczowe parametry

(1) Zakres liczby Reynoldsa (Re)

Re = frac{rho u D}{mu}

Stabilny zakres pomiarów: 2 × 104 ≤ Re ≤ 7 × 106

Poniżej Re < 2×104: St zmienia się, co sprawia, że pomiar jest niewiarygodny.

Powyżej Re > 7×106: Turbulencje mogą powodować niestabilność St.

(2) Metody wykrywania wirów

Czujniki piezoelektryczne: wykrywają wahania ciśnienia spowodowane wirami.

Czujniki cieplne: mierzą zmiany temperatury w wyniku rozlewu wirów.

Ultrasonic/Capacitive Sensors: Bezkontaktowe wykrywanie częstotliwości.

3Zalety

✅ Brak ruchomych części: minimalne zużycie, długa żywotność.

✅ Szeroki współczynnik zwrotu (1:10 do 1:30): nadaje się do różnych prędkości przepływu.

✅ Niski spadek ciśnienia: energooszczędne w porównaniu z płytami otworami.

✅ Różnorodna kompatybilność z płynami: działa z płynami, gazami i parą.

4Ograniczenia

Wrażliwość na drgania: Drgania zewnętrzne mogą zakłócać dokładność sygnału.

Wymagana minimalna prędkość przepływu: zazwyczaj > 0,5 m/s dla cieczy, > 3 m/s dla gazów.

Wymagania w zakresie przepływu rurowego w prosty sposób: potrzebne w górnej i dolnej części rurociągu prosty przejście dla stabilnego przepływu.

5. Wnioski

Pomiar przepływu pary (np. kotły, systemy HVAC)

Monitoring sprężonego powietrza/gazów

Procesy chemiczne i petrochemiczne

Oczyszczanie wody i ścieków

6. Wyjście sygnału i kalibracja

Wynik impulsu/częstotliwości: bezpośrednio proporcjonalny do przepływu.

4 ′ 20 mA analogiczny wyjście: do integracji z systemami sterowania.

Kalibracja: wykonywana przy użyciu wody lub powietrza, z St dostosowanym do określonych płynów.

Wniosek

Przepływomierze wirusowe zapewniają wysoką niezawodność, niską konserwację i szerokie zastosowanie do pomiaru przepływu przemysłowego.Ich wydajność zależy od prawidłowej instalacji i pracy w stabilnym zakresie RePrzyszłe postępy koncentrują się na kompensacji drgań i rozszerzonej wrażliwości na niskie przepływy.