شرایط جریان سیال (جریان آرام / آشفته) برای فلومترهای خط لوله (شامل انواع اولتراسونیک، جرمی کوریولیس، ورتکس، مغناطیسی و فشار تفاضلی) کاملاً توسط اصول اندازهگیری آنها تعیین میشود. تفاوت اصلی در این است که آیا آنها به اختلالات پایدار تشکیل شده توسط جریان آشفته متکی هستند یا فقط به توزیع یکنواخت سرعت جریان نیاز دارند. هر نوع فلومتر در زیر به طور جداگانه توضیح داده شده است:
1. فلومترهای ورتکس
باید تحت شرایط جریان آشفته کار کنند. اندازهگیری بر اساس اثر خیابان گرداب کارمن است: هنگامی که سیال از یک جداکننده گرداب عبور میکند، گردابهای منظم در پایین دست تشکیل میشوند و فرکانس گرداب متناسب با سرعت جریان است. سیگنالهای گرداب پایدار و قابل شناسایی فقط در جریان کاملاً توسعه یافته آشفته (عدد رینولدز Re معمولاً در محدوده 10 به توان 4 تا 10 به توان 6) تولید میشوند.
در جریان آرام یا انتقالی، گردابها نامنظم میشوند، سیگنالهای فرکانس تحریف میشوند و دقت اندازهگیری به طور قابل توجهی کاهش مییابد. در کاربردهای مهندسی، باید بخشهای لوله مستقیم کافی اطمینان حاصل شود: 10D تا 40D در بالادست و 5D در پایین دست برای حذف اختلالات و حفظ میدان جریان یکنواخت.
2. فلومترهای مغناطیسی
مناسب برای جریان آرام و آشفته؛ محدودیت رژیم جریان سختگیرانه ندارد. بر اساس قانون القای الکترومغناطیسی: سیال رسانا که از میدان مغناطیسی عبور میکند، نیروی محرکه الکتریکی القایی تولید میکند که بزرگی آن متناسب با سرعت متوسط جریان مقطع است. فلومتر به طور دقیق برای به دست آوردن سرعت متوسط جریان صرف نظر از جریان آرام (توزیع سرعت سهمی) یا جریان آشفته (توزیع سرعت یکنواختتر) انتگرال میگیرد و نسبت به رژیم جریان حساس نیست.
فقط از لولههای خالی، مقادیر زیاد حباب یا ذرات جامد با غلظت بالا (برای جلوگیری از سایش الکترود) اجتناب کنید. الزامات لوله مستقیم کم است، به طور کلی 5D در بالادست و 2D در پایین دست.
3. فلومترهای جرمی کوریولیس
کاملاً مستقل از رژیم جریان؛ جریان آرام، آشفته و انتقالی همه قابل استفاده هستند. با استفاده از اثر نیروی کوریولیس، نرخ جریان جرمی با تشخیص تغییرات نیروی اینرسی سیال در داخل لولههای اندازهگیری ارتعاشی، به طور مستقیم اندازهگیری میشود و مستقل از توزیع سرعت یا رژیم جریان است.
حتی برای جریان آرام سیالات با ویسکوزیته بالا یا شرایط جریان پیچیده با گنجایش گاز یا جامد، تا زمانی که لولههای اندازهگیری پر باشند، دقت بالایی حفظ میشود. تقریباً هیچ الزامی برای لوله مستقیم وجود ندارد و متر نسبت به اختلالات ناشی از اتصالات لوله بالادست حساس نیست.
4. فلومترهای اولتراسونیک
الزامات رژیم جریان بسته به اصل اندازهگیری متفاوت است:
- روش زمان عبور (عمدتاً برای قطرهای لوله بزرگ، سیالات تمیز) مناسب برای جریان آرام و آشفته. سرعت جریان با اندازهگیری اختلاف زمان عبور اولتراسونیک در جهتهای جریان رو به جلو و معکوس محاسبه میشود که سرعت متوسط جریان را با الزامات لوله مستقیم کم منعکس میکند.
- روش داپلر (عمدتاً برای سیالات حاوی ذرات / حباب) مناسبتر برای رژیمهای جریان آشفته یا جریان تا حدی آشفته. این روش به ذرات / حبابها در سیال برای بازتاب سیگنالهای اولتراسونیک متکی است. در جریان آرام، توزیع نامنظم ذرات تمایل به تضعیف سیگنالها و کاهش دقت دارد.
5. فلومترهای فشار تفاضلی (صفحه اوریفیس، نازل، ونتوری)
مدل PMD75 شرکت E+H عمدتاً برای اندازهگیری سطح مایع، حجم یا جرم مایعات، نظارت بر فشار تفاضلی و اندازهگیری جریان (حجمی یا جرمی) گازها، بخار و مایعات استفاده میشود. اندازهگیری جریان به دستگاههای کمکی مانند صفحات اوریفیس و لولههای پیتوت نیاز دارد.
جریان کاملاً توسعه یافته آشفته اجباری است. اختلاف فشار از طریق یک دستگاه تنگ کننده ایجاد میشود و اختلاف فشار متناسب با مربع نرخ جریان است. جریان کاملاً آشفته بالاتر از عدد رینولدز بحرانی (به عنوان مثال، Re > 10 به توان 5 برای صفحات اوریفیس استاندارد) باید حاصل شود؛ در غیر این صورت، خطاهای غیرخطی در رابطه اختلاف فشار-نرخ جریان به شدت افزایش مییابد.یکنواختی بسیار بالای سرعت جریان مورد نیاز است، با بخشهای لوله مستقیم بالادست
5D تا 40D بسته به عنصر تنگ کننده. لولههای مستقیم ناکافی باعث تحریف توزیع سرعت و اندازهگیری تحریف شده فشار تفاضلی میشود. اندازهگیری عادی در جریان آرام، با نوسانات زیاد اختلاف فشار که اصلاح آنها از طریق الگوریتمها دشوار است، امکانپذیر نیست.
پیام شما باید بین 20 تا 3000 کاراکتر باشد!
