Was ist ein Vortex-Durchflussmesser?
A Wirbeldurchflussmesserist ein in einem Strömungsverarbeitungssystem installiertes Gerät zur Erkennung der Wirbel, die entstehen, wenn Flüssigkeit einen Staukörper passiert. Es wird häufig in der Gas-, Flüssigkeits- und Dampfverarbeitung zur Durchflussmessung eingesetzt, um die Produktionseffizienz und -verteilung zu verbessern.
Funktionsprinzip des Wirbeldurchflussmessers
Wenn Flüssigkeiten durch ein nicht stromlinienförmiges Objekt strömen, werden Wirbel abwechselnd von jeder Seite des Bluffkörpers abgelöst. Dabei entstehende Druckschwankungen sind direkt proportional zur Strömungsgeschwindigkeit. Zur Berechnung der Durchflussrate wird die Häufigkeit der Wirbelablösung erfasst. Anschließend wird die Frequenz in ein Signal umgewandelt, das eine präzise Messung des Volumen- oder Massendurchflusses von Flüssigkeiten, Gasen und Dampf ermöglicht.
Struktureller Aufbau von Wirbeldurchflussmessern
Typischerweise ist Edelstahl 316 oder Hastelloy das Hauptmaterial eines Durchflussmessers, einschließlich eines Staukörpers, eines zusammengebauten Wirbelsensors und einer Senderelektronik. AWirbelablösender Durchflussmesserist in Flanschgrößen von ½ Zoll bis 12 Zoll erhältlich. Darüber hinaus sind die Installationskosten einesWirbelablösungsmesserist konkurrenzfähiger als die von Öffnungsmessgeräten mit einer Größe von weniger als sechs Zoll.
Mit Abmessungen und stumpfen Körperformen wie Quadrat und Rechteck wurden Experimente durchgeführt, um die gewünschten Effekte zu erzielen. Experimentelle Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Linearität und die Empfindlichkeit gegenüber dem Geschwindigkeitsprofil je nach Steilkörperform leicht unterschiedlich sind. Der Staukörper sollte einen ausreichend großen Anteil des Rohrdurchmessers enthalten. Dann beteiligt sich der gesamte Fluss an der Schuppenbildung. Trotz der Strömungsgeschwindigkeit sind vorstehende Kanten auf der Anströmseite unverzichtbare Sonderkonstruktionen zur Bildung von Strömungsabrisslinien.
Derzeit sind in die meisten Wirbelzähler piezoelektrische oder kapazitive Sensoren integriert, um die Druckschwankungen in der Nähe des Staukörpers zu messen. Diese Sensoren geben als Reaktion auf die Druckschwingung ein Niederspannungssignal aus. Solche Signale haben die gleiche Frequenz wie die Schwingung. Diese modularen und kostengünstigen Sensoren könnten einfach ausgetauscht und über einen weiten Temperaturbereich von kryogenen Flüssigkeiten bis hin zu überhitztem Dampf angepasst werden.
Warum Vortex-Durchflussmesser wählen?
Der Verzicht auf bewegliche Teile gewährleistet Langlebigkeit, geringen Wartungsaufwand und langfristige Zuverlässigkeit in einem Verarbeitungssystem. Solche Durchflussmesser zeichnen sich auch dadurch aus, dass sie eine Vielzahl von Flüssigkeiten präzise messen, selbst über große Temperatur- und Druckbereiche hinweg. Gerade aufgrund ihrer Multifunktionalität sowie herausragenden Leistungen in Bezug auf Präzision und wiederholbare Messungen sind sie die Lösung der Wahl für Branchen, die Wert auf Genauigkeit legen. Reduzierte Betriebskosten und eine einfache Installation sind zwei weitere Gründe für die Lösung der Wahl.
Genauigkeit und Messbereich
Der Messbereich von Wirbeldurchflussmessern nimmt mit zunehmender Viskosität ab, da die Reynolds-Zahl mit steigender Viskosität abnimmt. Die maximale Viskositätsgrenze liegt zwischen 8 und 30 Centipoise. Wenn das Wirbelmessgerät für die Anwendung richtig dimensioniert ist, kann man mit einem besseren Messbereich als 20:1 für Gas und Dampf und über 10:1 für Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität rechnen.
Die Ungenauigkeit von Wirbeldurchflussmessern variiert je nach Reynolds-Zahl. Diese Ungenauigkeit liegt bei den meisten Wirbeldurchflussmessern zwischen 0,5 % und 1 %, während sie bei Reynolds-Zahlen kleiner als 10.000 bis zu 10 % beträgt. Ein Wirbelzähler verfügt über einen Abschaltpunkt für Anzeigen bei Durchfluss nahe Null. Die Zählerausgänge werden auf Null begrenzt, wenn die Reynolds-Zahl 10.000 oder weniger beträgt. Es gibt keine Probleme, wenn der Mindestdurchfluss, der auf die Messung wartet, das Zweifache des Abschaltpunkts beträgt. Niedrige Durchflussraten konnten beim Anfahren, Herunterfahren und anderen Störbedingungen hinsichtlich ihrer Stellbarkeit nicht genau gemessen werden.
Maximieren Sie die Effizienz und senken Sie die Kosten
Bediener sind in der Lage, den Fluss von Flüssigkeiten, Gasen oder Dampf, der durch das Verarbeitungssystem geleitet wird, anzupassen und zu optimieren, indem sie sich auf eine genaue Durchflussmessung verlassen. Damit wird die Allokationseffizienz verbessert und gleichzeitig der Energieverbrauch gesenkt. Alles in allem trägt die Integration dieser Durchflussmesser in Automatisierungssysteme dazu bei, die Betriebsleistung kontinuierlich zu verbessern, Ausfallzeiten zu reduzieren und die Gesamtproduktivität zu steigern.
Einschränkungen des Wirbeldurchflussmessers
Wirbelzähler sind aufgrund ihrer Leistungseinschränkungen bei niedrigen Durchflussraten im Allgemeinen nicht ideal für Chargen- oder intermittierende Durchflussprozesse. Insbesondere kann die Tropfdurchflussrate von Mischstationen unter den minimalen Reynoldszahl-Schwellenwert des Wirbelzählers fallen, was zu Ungenauigkeiten führt. Mit abnehmender Gesamtchargengröße steigt die Wahrscheinlichkeit von Messfehlern, wodurch das Messgerät für diese Anwendungen weniger zuverlässig wird. Es ist wichtig, einen Durchflussmesser auszuwählen, der das für solche Vorgänge erforderliche spezifische Durchflussprofil verarbeiten kann, um erhebliche Fehler zu vermeiden.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 16. Okt. 2024
