¿Cuál es la diferencia entre un caudalímetro de vórtice y un caudalímetro de turbina?

1. Principio de funcionamiento

El principio básico del caudalímetro de vórtice inteligente es el principio de vórtice de Karman, es decir, "la frecuencia de separación del vórtice es proporcional al caudal"

El diámetro del fluido del caudalímetro es básicamente el mismo que el diámetro nominal del instrumento. Como se muestra en la Figura 1, se inserta un cilindro con un triángulo isósceles aproximado en el cuerpo de flujo. El eje del cilindro es perpendicular a la dirección del flujo del medio medido y la parte inferior mira hacia el fluido.

Cuando el medio medido fluye a través del cilindro, se generan vórtices alternativamente en ambos lados del cilindro. Los vórtices se generan y separan continuamente, formando dos filas de vórtices aguas abajo del cilindro, que es un "vórtice". calle". Los análisis teóricos y los experimentos han demostrado la frecuencia de separación del vórtice.

Esta tasa es proporcional a la velocidad del medio en el lado de la columna.

F=Sr

Donde: f——Frecuencia de separación del vórtice del lado del cilindro (Hz)

V——Velocidad de flujo del lado de la torre (m/s) d——El ancho de la torre aguas arriba (m);

Sr——Número de Strouhal, que es una constante que depende de la forma de la sección transversal del cilindro y no tiene nada que ver con las propiedades del fluido. y la velocidad, es 0,17 ~ 0,18.

Figura 1 Vórtice en un tubo redondo

El ancho de columna de diseño d del caudalímetro de vórtice inteligente tiene una relación fija con el diámetro d del tubo de flujo, por lo que el caudal promedio que fluye a través del tubo v tiene una relación fija con la velocidad de flujo del lado de la columna v:

Debido a que en la fórmula anterior, D y D son dimensiones estructurales conocidas, y Sr es una constante, se mide la frecuencia de separación del vórtice f , y se mide la frecuencia de separación del vórtice f en el tubo. La velocidad promedio se utiliza para medir el caudal q:

Q = 3600F voltios (metros cúbicos/hora)

Donde. : F——el área de flujo del fluido del medidor de flujo (m2)

V——La velocidad de flujo promedio del fluido del medidor de flujo (m/s).

La separación escalonada de los vórtices genera una presión pulsante a ambos lados del cilindro y detrás del cilindro. La sonda de detección dispuesta dentro del cilindro (o detrás del cilindro) se ve afectada por esta pequeña presión pulsante, lo que hace que el elemento de cristal piezoeléctrico enterrado en la sonda esté sujeto a tensiones alternas y genere señales de carga alternas. Después de que el amplificador de detección transforma, amplifica, filtra y da forma a la señal de carga alterna, emite una señal de pulso de corriente (o voltaje) con la misma frecuencia que la frecuencia de separación de corrientes parásitas. Cada pulso emitido por el medidor de flujo representará un cierto volumen de fluido que se está midiendo. El número total de pulsos emitidos durante un período de tiempo representará el volumen total de fluido que fluye a través del medidor de flujo durante ese período.

Cómo funciona un caudalímetro de turbina

El fluido fluye a través de la carcasa del sensor. Dado que las palas del impulsor están en un cierto ángulo con respecto a la dirección del flujo, el impulso del fluido hace que las palas generen un momento de rotación. Después de superar el par de fricción y la resistencia del fluido, la hoja gira y la velocidad de rotación se estabiliza después de equilibrar el par. En determinadas condiciones, la velocidad de rotación es proporcional al caudal. Dado que la cuchilla es magnéticamente permeable y está en el campo magnético del detector de señal (compuesto de acero magnético permanente y una bobina), la cuchilla giratoria corta las líneas de fuerza magnéticas y cambia periódicamente el flujo magnético de la bobina, induciendo así electricidad en ambos extremos de la bobina.

La señal de pulso es amplificada y moldeada por el amplificador para formar una onda de pulso rectangular continua con una cierta amplitud, que puede transmitirse a un instrumento de visualización remota para mostrar el flujo instantáneo y la acumulación de fluido. Dentro de un cierto rango de flujo, la frecuencia de pulso f es proporcional al caudal instantáneo q del fluido que fluye a través del sensor. La ecuación de flujo es:

Donde:

f-pulso. frecuencia [Hz] ;

K——El coeficiente del instrumento del sensor [1/m3], dado por la tabla de inspección. Si la unidad es [1/L]

Q——caudal instantáneo de fluido (en condiciones de trabajo) [m3/h];

coeficiente de conversión 3600.

El fabricante completa el coeficiente del instrumento de cada sensor en el certificado de calibración y el valor K se establece en el instrumento de visualización correspondiente, de modo que se pueda mostrar el caudal instantáneo y el total acumulado.