หลักการวัดการไหลวนของ Vortex

การวัดการไหลของตัวแปลงสัญญาณการไหลแบบกระแสน้ำวนเป็นไปตามหลักการของ Karman Vortices เมื่อวางทู่ร่างกายในแนวตั้งในท่อในขณะที่ของเหลวไหลไปรอบ ๆ บลัฟฟ์คอลัมน์ vortices ปกติจะถูกสร้างขึ้นสลับกันในแต่ละด้านของร่างกายบลัฟฟ์ (ดังรูปที่ 1) เหล่านี้รู้จักกันในนาม ส่วนต้านทานการไหล vortices มีชื่อว่า "ร่างกายบลัฟฟ์" ความถี่ของการไหลของ vortices นั้นสัมพันธ์กับความเร็วของของไหล แสดงโดยสูตรดังนี้:

ดังนั้น : f ---- ความถี่ของ Karman Vortices ไหล

Sr ---- หมายเลขสเตรฮาล

U ---- ความเร็วเฉลี่ยในท่อ

d ---- ความกว้างของร่างกายบลัฟฟ์ใบหน้าไหลเข้า

m ---- อัตราส่วนของผลรวมพื้นที่ไหลทั้งสองข้างและพื้นที่ส่วนท่อวัด

U1 ---- ความเร็วเฉลี่ยทั้งสองด้านของร่างกายบลัฟฟ์

ดังนั้น : D ---- เส้นผ่าศูนย์กลางภายในของท่อ

d ---- ความกว้างของใบหน้าบลัฟฟ์ร่างกายไหลเข้า (หน่วย: มม.)

รูปที่ 1

หมายเลข Strouhal เกี่ยวข้องกับรูปร่างของลำตัวบลัฟฟ์และหมายเลขเรย์โนลด์ส (แสดงในรูปที่ 2) จากแผนภูมิ Sr จะคงที่โดยทั่วไปเมื่อช่วงของจำนวน Reynolds คือ ~

แผนภูมิที่ 2

ปริมาตรการไหลของ qformula ทันทีดังต่อไปนี้:

เครื่องวัดค่า K สูตรดังต่อไปนี้:

ดังนั้น : q ---- ปริมาตรการไหลผ่านตัวแปลงสัญญาณการไหล (หน่วย: m3 / s)

f ---- vortices frequency (หน่วย: Hz)

k ---- ปัจจัยเมตรของ vortex ไหล transducer (หน่วย: m)

U ---- ความเร็วเฉลี่ยในท่อ (หน่วย: m / s)

แผนภูมิที่ 2 แสดงให้เห็นว่าปริมาตรการไหลของปริมาตรของเครื่องวัดอัตราการไหล วนวน นั้นเป็นสัดส่วนกับความถี่ของ กระแสน้ำวน เครื่องวัดค่า K นั้นเกี่ยวข้องกับพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตของตัวบลัฟฟ์เท่านั้นไม่เกี่ยวข้องกับลักษณะทางกายภาพของของเหลวและส่วนผสม

สูตรทั่วไปของ vortex flowmeter ในโครงการดังต่อไปนี้:

ที่นั่น: f ---- ปล่อยความถี่ของ Karman Vortices (หน่วย: Hz)

q ---- ปริมาตรการไหล (หน่วย: m3 / h)

การแนะนำของ Strouhal หมายเลข Sr:

หมายเลข Strouhal เป็นปัจจัยสำคัญใน Vortex Flow Transducer ในบางช่วงของหมายเลข Reynolds หมายเลข Strouhal เข้าใกล้ค่าคงที่ ในช่วงของขอบเขตตรงของSr≈0.17ในโค้ง (แสดงในรูปที่ 2) ความถี่ของการไหล vortices เป็นสัดส่วนกับความเร็วดังนั้นตราบใดที่ตรวจพบความถี่ (f) ความเร็ว (v) จะได้รับ และปริมาตรการไหลจะได้ตาม v เมื่อของเหลวไหลในท่อและหมายเลข Reynolds อยู่ระหว่าง ~ หมายเลข Strouhal ถูกมองว่าเป็นค่าคงที่ซึ่งสามารถรับประกันความถูกต้องของช่วงการวัด หากอยู่นอกช่วงของหมายเลข Reynolds ข้างต้น Sr จะเพิ่มขึ้นเมื่อจำนวน Reynolds ลดลงหรือเพิ่มขึ้นความไม่เชิงเส้นจะเกิดขึ้น เมื่อจำนวนเรย์โนลด์ลดลงจากถึงแม้ว่าจะทำให้หลั่ง vortices ความแม่นยำในการวัดจะลดลงเนื่องจากความไม่เป็นเชิงเส้น ดังนั้น Reynolds number ~ จะถูกเรียกว่าช่วงการวัดของ Vortex flow transducer