رابطه بین فرکانس گردابه ها و دبی جریان در دبی سنج گردابی چیست؟

سلام! به عنوان تامین کننده دبی سنج های گردابی، اغلب در مورد رابطه بین فرکانس گرداب ها و سرعت جریان در این دستگاه های فوق العاده سوال می شود. بنابراین، فکر کردم چند دقیقه وقت بگذارم تا آن را برای شما به روشی که به راحتی قابل درک باشد، تجزیه کنم.

ابتدا اجازه دهید در مورد چیستی جریان سنج گردابی صحبت کنیم. الففلومتر ورتکسنوعی دبی سنج است که با تشخیص فرکانس گردابه هایی که از یک جسم بلوف در مسیر جریان ریخته می شود، دبی سیال (چه مایع یا گاز) را اندازه گیری می کند. این گرداب ها با جریان سیال در اطراف بدنه بلوف ایجاد می شوند و فرکانس آنها مستقیماً با سرعت جریان سیال ارتباط دارد.

اصل پشت جریان سنج گردابی مبتنی بر پدیده خیابان گرداب فون کارمان است. هنگامی که یک مایع در اطراف جسم بلوف جریان می یابد، گرداب های متناوب در دو طرف بدن ایجاد می کند. این گرداب ها در یک فرکانس منظم ریخته می شوند و این فرکانس متناسب با سرعت جریان سیال است. رابطه بین فرکانس ریزش گرداب (f) و سرعت جریان (v) را می توان با عدد استروهال (St) توصیف کرد که یک عدد بدون بعد است که به صورت زیر تعریف می شود:

St = f * d / v

جایی که d بعد مشخصه بدنه بلوف (معمولاً عرض) است. با تنظیم مجدد این معادله، می توانیم سرعت جریان را حل کنیم:

v = f * d / St

از آنجایی که نرخ جریان (Q) برابر است با سرعت جریان ضرب در سطح مقطع لوله (A)، می‌توانیم نرخ جریان را بر حسب فرکانس ریزش گرداب نیز بیان کنیم:

Q = v * A = (f * d / St) * A

بنابراین، همانطور که می بینید، نرخ جریان به طور مستقیم با فرکانس ریزش گرداب متناسب است. این بدان معناست که با اندازه گیری فرکانس گرداب ها می توانیم دبی سیال را به دقت تعیین کنیم.

حال، بیایید نگاهی دقیق‌تر به نحوه انجام این رابطه در برنامه‌های کاربردی دنیای واقعی بیندازیم. در یک جریان سنج گرداب معمولی، بدنه بلوف در مرکز لوله قرار می گیرد و گرداب ها توسط یک سنسور واقع در پایین دست بدنه بلوف تشخیص داده می شوند. سنسور می تواند یک کریستال پیزوالکتریک، یک کرنش سنج یا نوع دیگری از دستگاه باشد که می تواند نوسانات فشار ناشی از گرداب ها را تشخیص دهد.

همانطور که سیال از طریق لوله جریان می یابد، گرداب ها با فرکانس متناسب با سرعت جریان از بدنه بلوف خارج می شوند. سنسور این نوسانات فشار را تشخیص می دهد و آنها را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کند که سپس توسط الکترونیک فلومتر برای محاسبه نرخ جریان پردازش می شود.

یکی از مزایای کلیدی دبی سنج گردابی، برد وسیع آن است. از آنجایی که رابطه بین فرکانس ریزش گرداب و دبی جریان در محدوده وسیعی از دبی ها خطی است، یک فلومتر گردابی می تواند دبی جریان را از مقادیر بسیار کم تا بسیار زیاد به دقت اندازه گیری کند. این امر آن را به یک انتخاب همه کاره برای کاربردهای مختلف از جمله کنترل فرآیندهای صنعتی، مدیریت آب و فاضلاب و سیستم های HVAC تبدیل می کند.

یکی دیگر از مزایای فلومتر گردابی دقت بالای آن است. از آنجایی که اندازه گیری بر اساس یک اصل فیزیکی است (پدیده خیابان گرداب فون کارمان)، دقت جریان سنج گردابی معمولاً بسیار بالا است، با خطاهای کمتر از 1±٪ از مقدار اندازه گیری شده. این باعث می شود که برای برنامه هایی که اندازه گیری دقیق جریان در آنها بسیار مهم است، یک انتخاب قابل اعتماد باشد.

با این حال، توجه به این نکته مهم است که دقت یک فلومتر گردابی می‌تواند تحت تأثیر عوامل متعددی از جمله ویژگی‌های سیال (مانند ویسکوزیته و چگالی)، قطر لوله و ناهمواری، و وجود اختلالات بالادست و پایین دست باشد. برای اطمینان از اندازه گیری دقیق، مهم است که یک فلومتر گردابی مناسب برای کاربرد خاص انتخاب کنید و طبق دستورالعمل سازنده آن را به درستی نصب کنید.

علاوه بر دقت و بردپذیری، یکی دیگر از موارد مهم در انتخاب فلومتر گردابی، قابلیت اطمینان آن است. از آنجایی که یک فلومتر گردابی هیچ قسمت متحرکی ندارد (به جز خود گرداب ها)، به طور کلی بسیار قابل اعتماد است و نیاز به تعمیر و نگهداری کمی دارد. این امر آن را به یک انتخاب مقرون به صرفه برای استفاده طولانی مدت در کاربردهای صنعتی تبدیل می کند.

بنابراین، شما آن را دارید! این رابطه بین فرکانس گرداب ها و سرعت جریان در یک جریان سنج گردابی است. امیدوارم این توضیحات برای درک نحوه عملکرد این دستگاه ها و اینکه چرا آنها انتخاب محبوبی برای اندازه گیری جریان هستند مفید بوده باشد.

اگر در بازار برای فلومتر گردابی هستید، خوشحال می شوم به شما کمک کنم تا دستگاه مناسب برای برنامه خود را پیدا کنید. فقط با من تماس بگیرید یا برای من یک ایمیل بفرستید، و ما می توانیم نیازها و نیازهای خاص شما را مورد بحث قرار دهیم. من مشتاقانه منتظر شنیدن از شما هستم!

مراجع

• میلر، RW (1996). کتابچه راهنمای مهندسی اندازه گیری جریان. مک گراو هیل.
• ISO 10790:2007. شیرهای کنترل فرآیند صنعتی - ظرفیت جریان - معادلات اندازه برای جریان سیال در شرایط نصب شده.
• ASME MFC-6M-2001. اندازه گیری دبی سیال در مجرای بسته با استفاده از ورتکس متر