Что такое вихревой расходомер
Вихревой расходомер измеряет расход, считая вихри, срываемые с необтекаемого тела, поставленного в поток. Каждый вихрь приходит как импульс давления, а частота, с которой импульсы приходят, пропорциональна скорости в широкой полосе, поэтому прибор превращает механический ритм в расход, не имея ни одной движущейся части. Поскольку тело стоит в линии, а электроника считает частоту, а не читает смещение, тип переносит температуры и давления, которые сократили бы срок службы механического прибора.
Поэтому это обычный ответ для пара. Насыщенный пар, перегретый пар, сжатый воздух, азот и большинство технологических газов измеряются вихревым расходомером везде, где линия является чистым однофазным потоком, и тот же прибор измерит маловязкие жидкости вроде воды и конденсата. Там, где на предприятии считают паровой коллектор, красильный цех или компрессорную, обычно измеряет этот тип.
Здесь разобрано, как его собирают: что должны выдерживать тело, просвет и процессное присоединение, когда к показанию нужно добавлять компенсацию по температуре и давлению, чтобы цифра что-то значила, и какой из соседних методов измерения расхода перехватывает задачу, когда среда не является чистым однофазным потоком.
Как вихревой расходомер выполняет измерение
Необтекаемое тело - это препятствие, нарочно оставленное необтекаемым. Обтекая его, поток срывает вихри попеременно с двух сторон, и каждый сорванный вихрь уносит небольшой пакет давления из следа за ним; датчик в корпусе улавливает эту чередующуюся частоту. В полосе чисел Рейнольдса, под которую тип рассчитан, частота пропорциональна скорости, поэтому прибор пересчитывает её в объёмный расход по площади просвета. Пропорциональность принадлежит геометрии тела, а не конкретному газу, поэтому одно тело предлагают для нескольких сред.
Отсюда следуют три следствия. Прибору нужен однофазный поток, потому что вихрь, сорванный жидкостью, тревожат капли, а вихрь, сорванный газом, тревожит конденсат, поэтому влажный пар и двухфазные среды выпадают из типа. Нужна скорость внутри его полосы, потому что на нижней границе срыв перестаёт быть правильным, а на верхней потолок задаёт эрозия тела. И нужен устоявшийся профиль без закрутки на теле, потому что частота - это по сути измерение скорости, и любое возмущение выше по потоку читается как изменение расхода.
То, что сигнал является частотой, и есть практическая причина, по которой тип выдерживает условия, обесценивающие другие: частота не дрейфует так, как дрейфует аналоговая шкала. Неустойчив он к другому - к смене агрегатного состояния среды внутри прибора, поэтому паровую задачу обычно берут вместе с компенсацией, а не измеряют в сыром виде.
Варианты конфигурации
Большую часть спецификации определяют именно эти решения, а не класс точности. Каждое ограничивает следующее, поэтому их и утверждают по порядку.
| Конфигурация | Что нужно зафиксировать | Что это на самом деле определяет |
| Просвет и исполнение корпуса | Фланцевое, межфланцевое и врезное исполнения в ряду номинальных размеров | Нужно ли вскрывать линию ради полнопросветного корпуса или достаточно врезного исполнения, и попадает ли рабочая скорость в полосу, в которой тело работает. |
| Корпус и смачиваемые материалы | Углеродистая и нержавеющая сталь как обычные отправные точки | Выдержит ли корпус среду и температуру - это решается прежде, чем начинают говорить о погрешности. |
| Семейство среды | Пар, газ или жидкость: под это прибор заказывают, а не переделывают потом | Калибровка и устройство компенсации. То же тело, измеренное в сыром виде, - другой прибор, чем то же тело с компенсацией по пару. |
| Компенсация по температуре и давлению | Стандартная, только по температуре, только по давлению или по обеим - в встроенном либо в выносном исполнении | Является ли выход массовой величиной или объёмом, приведённым к стандартным условиям, либо только объёмом. Цифра по газу или пару без компенсации - это объём при условиях линии, а не то, что нужно большинству расчётов. |
| Выход и связь | Импульсный, токовый и последовательный выходы, вариант с HART | Считается ли сигнал как накопленный итог, показывается как расход или считывается системой управления. |
| Питание | От петли постоянным током низкого напряжения либо от внутренней батареи | Есть ли питание в месте установки и как долго прибор можно оставлять без присмотра. |
| Процессное присоединение и стандарт фланца | Стандарт фланца, класс давления и тип присоединительной поверхности существующего трубопровода | Ставится ли прибор на существующий трубопровод напрямую или нужны переходники и второй уплотнительный контур. |
| Условия среды и монтаж | Уровень вибрации, теплоизоляция и нужно ли дотягиваться до головки для отсчёта | Оправдан ли более тяжёлый корпус и как ориентирована оболочка, поскольку головка над горячей линией стареет быстрее, чем повёрнутая в сторону. |
Как выбрать вихревой расходомер
| Фактор | Почему от этого зависит ответ | Как решить это до запроса |
|---|
| Однофазный ли поток | Влажный пар, уносимые капли и двухфазные смеси тревожат вихрь и показание вместе с ним | Укажите, сухой ли пар и есть ли сепаратор выше по потоку, и может ли газ конденсироваться в линии. |
| Минимальный, нормальный и максимальный расход | Нижнюю границу решает просвет, а не максимум, потому что просвет, подобранный по пику, оставляет рабочую задачу у дна полосы | Приложите все три значения и укажите, сколько часов в сутки действует каждое. |
| Температура и давление среды | Они решают допустимость корпуса и, по пару и газу, нужна ли компенсация, чтобы цифра что-то значила | Укажите рабочие значения наряду с проектными и меняются ли они. |
| Размер трубы и вытекающая из него скорость | Тело подбирают так, чтобы рабочая задача легла внутри полосы, и это может означать просвет, отличный от трубного | Укажите наружный диаметр трубы и толщину стенки, а не один номинальный размер. |
| Доступный прямой участок трубы | Закрутка от отвода, прикрытого клапана или трубопроводного перехода читается как изменение расхода | Пришлите схему того, что стоит непосредственно до и после предполагаемой точки. |
| Вибрация в точке установки | Вибрация трубы на частоте срыва неотличима от расхода | Опишите линию и то, к чему она креплится, и можно ли переставить прибор. |
Если что-то из этого ещё не решено, пришлите известное. Коммерческое предложение можно дать по описанию задачи и уточнить, когда пробелы будут закрыты.
Ближайшие альтернативы
вихревой расходомер: какие типы обычно имеют в виду в запросе и где на самом деле решается выбор.
| Ближайшая альтернатива | Что отличает его от вихревого прибора |
| Электромагнитные расходомеры | Стоит в линии смоченным и измеряет только проводящие жидкости. Пар и газ он не измеряет вовсе, а это как раз та задача, ради которой берут вихревой прибор; зато ему безразлично, чиста ли жидкость, поэтому пульпа и грязная вода уходят к нему, а не к телу, которое абразив разрушил бы. |
| Ультразвуковые расходомеры | Ставятся снаружи трубы или врезаются в неё, поэтому линию не нужно вскрывать, а среда не обязана быть проводящей. Накладные подходят при переоснащении и на крупных действующих магистралях, но их показание зависит от стенки трубы и от акустического контакта, и для пара это не обычный ответ. |
| Тепловые массовые расходомеры | Определяет расход газа по теплопередаче на малых скоростях, то есть ровно там, где вихревое тело перестаёт срывать вихри устойчиво. Это прибор только для газа, и читает он массу, а не объём. |
| Турбинные расходомеры | Считает вращающийся элемент в потоке, точен на чистых маловязких жидкостях и широко применяется для розлива в тару. Подшипники и крыльчатка - это то, из-за чего он не переносит пар, грязь и работу всухую. |
| Ротаметры | Даёт местную визуальную индикацию без питания, прост и недорог на малых продувочных и хозяйственных линиях. Плохо подходит для непрозрачных сред, для накопленных итогов и для всего, что считывается дистанционно. |
| Кориолисовые массовые расходомеры | Измеряет массовый расход и плотность непосредственно, что и нужно товарному учёту и дозированию ценных продуктов. Потеря давления и стоимость круто растут с просветом, поэтому это не общий ответ для крупного парового коллектора. |
Вихревой прибор и тепловой массовый - это два типа, которые измеряют газ без движущейся части, и граница между ними проходит по скорости, а не по среде.
Что включить в запрос
Первый ответ может быть предложением, а не списком вопросов, если запрос содержит эти данные. Если значение неизвестно, пришлите описание задачи - мы уточним, что из неё следует.
- Среда, является ли она паром, газом или жидкостью, и сухой ли пар
- Минимальный, нормальный и максимальный расход с указанием, сколько часов в сутки действует каждый
- Рабочие температура и давление среды и меняются ли они
- Наружный диаметр трубы, толщина стенки и стандарт фланца, которому он должен соответствовать
- Нужен ли объём при условиях линии или компенсированные величина массы либо объёма, приведённого к стандартным условиям
- Нужный выход и то, что будет его считывать
- Питание в месте установки
- Наличие прямого участка трубы до и после
- Условия окружающей среды, включая вибрацию и теплоизоляцию линии
- Количество, порт назначения и требуемая дата поставки
