Wymagania dotyczące płynów dla ultradźwiękowych, masowych, wirusowych, magnetycznych i różnicowych przepływometrów ciśnienia E+H

Wymagania dotyczące przepływomierzy rurociągowych (w tym ultradźwiękowych, masowych Coriolisa, wirowych, magnetycznych i różnicowych) dla warunków przepływu płynu (przepływ laminarny / turbulentny) są w pełni określone przez ich zasady pomiaru. Podstawowa różnica polega na tym, czy opierają się one na stabilnych zakłóceniach powstałych w wyniku przepływu turbulentnego, czy wymagają jedynie równomiernego rozkładu prędkości przepływu. Każdy typ przepływomierza jest wyjaśniony oddzielnie poniżej:

Musi działać podturbulentne warunki przepływu. Pomiar opiera się na efekcie ulicy wirowej Karmana: kiedy płyn przepływa przez element rozsiewający wiry, w dole strumienia tworzą się regularne wiry, a częstotliwość wirów jest proporcjonalna do prędkości przepływu. Stabilne, możliwe do zidentyfikowania sygnały wirowe mogą być generowane jedynie przy w pełni rozwiniętym przepływie turbulentnym (liczba Reynoldsa Re zazwyczaj mieści się w zakresie od 10⁴ do 10⁶).

W przepływie laminarnym lub przejściowym wiry ulegają nieuporządkowaniu, sygnały częstotliwości są zniekształcone, a dokładność pomiaru znacznie się pogarsza. W zastosowaniach inżynieryjnych należy zapewnić wystarczającą liczbę prostych odcinków rur:10D–40D w góręI5D w dółw celu wyeliminowania zakłóceń i utrzymania równomiernego pola przepływu.

Nadaje się zarówno do przepływu laminarnego, jak i turbulentnego; brak ścisłych ograniczeń reżimu przepływu. Opierając się na prawie indukcji elektromagnetycznej: płyn przewodzący przecinający pole magnetyczne generuje indukowaną siłę elektromotoryczną, której wielkość jest proporcjonalna do średniej prędkości przepływu w przekroju poprzecznym. Przepływomierz dokładnie integruje się, aby uzyskać średnią prędkość przepływu niezależnie od przepływu laminarnego (paraboliczny rozkład prędkości) lub przepływu turbulentnego (bardziej równomierny rozkład prędkości) i jest niewrażliwy na reżim przepływu.

Unikaj jedynie pustych rur, dużych ilości pęcherzyków lub cząstek stałych o wysokim stężeniu (aby zapobiec ścieraniu elektrody). Wymagania dotyczące rur prostych są ogólnie niskie5D w góręI2D w dół.

Całkowicie niezależny od reżimu przepływu; zastosowanie ma przepływ laminarny, turbulentny i przejściowy. Wykorzystując efekt siły Coriolisa, masowe natężenie przepływu mierzy się bezpośrednio poprzez wykrywanie zmian siły bezwładności płynu wewnątrz wibrujących rurek pomiarowych, niezależnie od rozkładu prędkości i reżimu przepływu.

Wysoka dokładność jest utrzymywana nawet w przypadku przepływu laminarnego mediów o dużej lepkości lub złożonych warunków przepływu z wtrąceniami gazowymi lub stałymi, o ile rurki pomiarowe są pełne. Prawie nie ma wymagań dotyczących prostych rur, a licznik jest niewrażliwy na zakłócenia powodowane przez przyłącza rurowe znajdujące się przed nim.

Wymagania dotyczące reżimu przepływu różnią się w zależności od zasady pomiaru:

• Metoda czasu tranzytu(głównie do rur o dużych średnicach, czystych cieczy) Odpowiednie zarówno do przepływu laminarnego, jak i turbulentnego. Prędkość przepływu oblicza się, mierząc różnicę w czasie przejścia ultradźwiękowego w kierunku przepływu do przodu i do tyłu, odzwierciedlając średnią prędkość przepływu przy niewielkich wymaganiach dotyczących prostych rur.
• Metoda Dopplera(głównie dla płynów zawierających cząstki/pęcherzyki) Bardziej odpowiedni dla przepływu turbulentnego lub umiarkowanie zakłóconego. Opiera się na cząsteczkach/pęcherzykach w płynie, które odbijają sygnały ultradźwiękowe. W przepływie laminarnym nierównomierny rozkład cząstek zwykle osłabia sygnały i zmniejsza dokładność.

Miernik PMD75 firmy E+H jest używany głównie do pomiaru poziomu cieczy, objętości lub masy cieczy, monitorowania różnicy ciśnień i pomiaru przepływu (objętościowego lub masowego) gazów, pary i cieczy. Pomiar przepływu wymaga urządzeń pomocniczych, takich jak kryzy i rurki Pitota.

W pełni rozwinięty przepływ turbulentny jest obowiązkowy. Za pomocą urządzenia dławiącego wytwarzana jest różnica ciśnień, która jest proporcjonalna do kwadratu natężenia przepływu. Należy osiągnąć w pełni turbulentny przepływ powyżej krytycznej liczby Reynoldsa (np. Re > 10⁵ dla standardowych kryz); w przeciwnym razie błędy nieliniowe w relacji różnica ciśnień do natężenia przepływu gwałtownie wzrosną.

Wymagana jest wyjątkowo duża równomierność prędkości przepływu, przy prostych odcinkach rur przed zaworem5D–40Dw zależności od elementu dławiącego. Niewystarczające proste rury powodują zniekształcony rozkład prędkości i zniekształcony pomiar różnicy ciśnień. Normalny pomiar nie jest możliwy przy przepływie laminarnym, przy dużych wahaniach różnicy ciśnień, które są trudne do skorygowania za pomocą algorytmów.