تغییر فشار چگونه بر اندازه گیری دبی سنج گردابی تأثیر می گذارد؟

سلام! من تامین کننده جریان سنج های گردابی هستم و امروز می خواهم در مورد اینکه چگونه تغییرات فشار می تواند بر اندازه گیری این دستگاه های فوق العاده تأثیر بگذارد صحبت کنم.

ابتدا بیایید به سرعت بفهمیم که فلومتر گردابی چیست. الففلومتر ورتکسبر اساس اصل خیابان گرداب فون کارمان کار می کند. هنگامی که یک سیال در جریان سنج از کنار جسم بلوف (یک شی غیر جریان یافته) عبور می کند، گرداب های متناوب در دو طرف بدنه بلوف ایجاد می کند. فرکانس این گرداب ها با سرعت جریان سیال نسبت مستقیم دارد. با اندازه گیری این فرکانس می توان دبی سیال را تعیین کرد.

در حال حاضر، تغییرات فشار می‌تواند تأثیرات مهمی بر اندازه‌گیری یک جریان سنج گردابی داشته باشد.

تغییر چگالی در اثر فشار

یکی از اصلی‌ترین راه‌هایی که فشار بر اندازه‌گیری تأثیر می‌گذارد، تأثیر آن بر چگالی سیال است. طبق قانون گاز ایده آل، PV = nRT، که در آن P فشار، V حجم، n تعداد مول های گاز، R ثابت گاز ایده آل و T دما است. برای یک جرم معین گاز، وقتی فشار تغییر می کند، چگالی (جرم در واحد حجم) نیز تغییر می کند.

در یک جریان سنج گردابی، رابطه بین فرکانس گرداب و دبی جریان برای یک چگالی خاص کالیبره می شود. اگر فشار افزایش یابد، چگالی گاز نیز افزایش می یابد. این بدان معنی است که برای سرعت جریان یکسان، سرعت جریان جرمی بیشتر خواهد بود زیرا جرم بیشتری از سیال در واحد زمان از متر عبور می کند.

فرض کنید گازی دارید که با سرعت ثابت از میان یک دبی سنج گردابی می گذرد. اگر فشار ناگهان بالا رود، گاز فشرده می شود و چگالی آن افزایش می یابد. متری که برای چگالی اصلی کالیبره شده است، همچنان فرکانس گرداب را بر اساس سرعت جریان اندازه گیری می کند. اما اگر به نرخ جریان انبوه علاقه دارید (که اغلب در کاربردهای صنعتی اتفاق می افتد)، خوانش دقیق نخواهد بود. شما باید قرائت را بر اساس مقدار چگالی جدید تصحیح کنید.

برای مایعات، تأثیر فشار بر چگالی در مقایسه با گازها بسیار کمتر است. مایعات نسبتاً تراکم ناپذیر هستند، بنابراین تغییرات فشار کوچک تا متوسط ​​باعث تغییر بزرگی در چگالی نمی شود. با این حال، در کاربردهای فشار بالا، حتی مایعات نیز می توانند تغییر جزئی در چگالی را تجربه کنند، که هنوز هم می تواند تا حدی بر اندازه گیری تأثیر بگذارد.

تاثیر بر تشکیل گرداب

تغییرات فشار نیز می تواند بر شکل گیری گرداب ها تأثیر بگذارد. پایداری خیابان گرداب فون کارمان به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله عدد رینولدز، که یک کمیت بدون بعد است که نیروهای اینرسی را به نیروهای ویسکوز در جریان سیال مرتبط می‌کند.

عدد رینولدز به صورت Re = ρvd/μ محاسبه می شود که ρ چگالی سیال، v سرعت جریان، d طول مشخصه (معمولاً قطر بدنه بلوف در یک جریان سنج گرداب) و μ ویسکوزیته دینامیکی سیال است. هنگامی که فشار تغییر می کند، چگالی تغییر می کند که به نوبه خود بر عدد رینولدز تأثیر می گذارد.

اگر فشار خیلی کم باشد، سیال ممکن است انرژی کافی برای تشکیل گردابه های مشخص را نداشته باشد. جریان ممکن است آرام شود یا الگوی گردابی با ثبات کمتری داشته باشد. این می تواند منجر به اندازه گیری های فرکانس نادرست و در نتیجه خوانش نادرست نرخ جریان شود.

از سوی دیگر، اگر فشار بسیار زیاد باشد، افزایش چگالی و تغییرات مرتبط در ویژگی‌های جریان نیز می‌تواند تشکیل گرداب طبیعی را مختل کند. گرداب ها ممکن است در فرکانس نامنظم تشکیل شوند یا در برخی موارد اصلاً تشکیل نشوند.

نوسانات فشار و نویز

در کاربردهای دنیای واقعی، فشار همیشه ثابت نیست. نوسانات فشار ممکن است به دلایل مختلفی مانند ضربان پمپ، عملکرد شیر یا تغییرات در سیستم بالادست یا پایین دست وجود داشته باشد. این نوسانات فشار می تواند نویز را وارد اندازه گیری کند.

سنسورهای موجود در فلومتر گردابی برای تشخیص فرکانس گرداب ها طراحی شده اند. اما هنگامی که تغییرات فشار سریع وجود دارد، حسگرها ممکن است این نوسانات را نیز دریافت کنند و آنها را با سیگنال های گرداب واقعی اشتباه بگیرند. این می‌تواند منجر به قرائت‌های نامنظم شود و اندازه‌گیری دقیق نرخ جریان را دشوار کند.

برای مقابله با نوسانات فشار، برخی از فلومترهای پیشرفته گردابی مجهز به الگوریتم های پردازش سیگنال هستند. این الگوریتم ها می توانند نویز ناشی از نوسانات فشار را فیلتر کرده و بر فرکانس گرداب واقعی تمرکز کنند. با این حال، در موارد شدید ناپایداری فشار، ممکن است اقدامات اضافی لازم باشد، مانند نصب دمپر یا تثبیت کننده در سیستم لوله کشی برای کاهش تغییرات فشار.

تکنیک های جبران خسارت

به عنوان یک تامین کننده جریان سنج گردابی، ما به خوبی از این مسائل ناشی از تغییرات فشار آگاه هستیم و راه حل های مختلفی برای اطمینان از اندازه گیری های دقیق ارائه می دهیم.

یکی از رویکردهای رایج، جبران چگالی است. دبی سنج ما را می توان طوری پیکربندی کرد که فشار و دمای سیال را در نظر بگیرد. با اندازه گیری فشار و دما می توان چگالی سیال را با استفاده از معادلات حالت مناسب محاسبه کرد. سپس، متر می تواند خواندن نرخ جریان را تنظیم کند تا اندازه گیری دقیق دبی جرمی را ارائه دهد.

ما همچنین کنتورهای خود را با ویژگی هایی برای افزایش پایداری تشکیل گرداب طراحی می کنیم. شکل و اندازه بدنه بلوف به دقت بهینه شده است تا اطمینان حاصل شود که گرداب ها به طور مداوم در طیف گسترده ای از شرایط عملیاتی، از جمله فشارهای مختلف، شکل می گیرند.

علاوه بر این، فناوری پردازش سیگنال پیشرفته ما به به حداقل رساندن تأثیر نوسانات فشار کمک می کند. کنتورها می توانند بین سیگنال های گرداب واقعی و نویز ناشی از تغییرات فشار تمایز قائل شوند و قرائت های قابل اعتمادتر و دقیق تری ارائه دهند.

نتیجه گیری

بنابراین، همانطور که می بینید، تغییرات فشار می تواند تأثیر قابل توجهی در اندازه گیری یک فلومتر گردابی داشته باشد. خواه از طریق تغییرات چگالی، تأثیرات روی تشکیل گرداب یا ایجاد نویز باشد، این عوامل باید برای اطمینان از اندازه‌گیری دقیق و قابل اعتماد نرخ جریان در نظر گرفته شوند.

اگر در بازار برای فلومتر گردابی هستید یا با مشکلاتی در مورد عدم دقت اندازه گیری فشار در سیستم فعلی خود مواجه هستید، در تماس با آن تردید نکنید. ما تیمی از کارشناسان داریم که می‌توانند به شما در انتخاب متر مناسب برای برنامه‌تان کمک کنند و راهنمایی‌هایی درباره نحوه مقابله با چالش‌های مربوط به فشار ارائه کنند. ما همچنین می توانیم خدمات کالیبراسیون و تعمیر و نگهداری را ارائه دهیم تا کنتور شما بهترین عملکرد را داشته باشد.

بیایید با هم کار کنیم تا مطمئن شویم که نیازهای اندازه گیری جریان شما به طور دقیق و کارآمد برآورده می شود. برای شروع گفتگو در مورد نیازهای خاص خود، همین امروز با ما تماس بگیرید.

مراجع

1. White, FM (1999). مکانیک سیالات مک گراو - هیل.
2. Streeter، VL، و Wylie، EB (1985). مکانیک سیالات مک گراو - هیل.
3. ISO 7145:2005. اندازه گیری جریان سیال در مجرای بسته - الزامات نصب برای فلومترهای الکترومغناطیسی با اشاره خاص به اثرات توزیع غیر یکنواخت سرعت و اختلالات جریان.