Gn Flow Meter est l'un des principaux fabricants d'instruments de mesure et de contrôle microfluidiques.
Débit des vortex à gaz: principes, applications et avantages
2. Principe de travail
Les débitmètres de vortex à gaz fonctionnent en fonction de la phénomène de perte de vortex , découvert par Theodore von káRMán. Lorsqu'un fluide (gaz ou liquide) coule au-delà d'un corps de bluff (un objet stationnaire dans le chemin d'écoulement), les tourbillons sont alternativement permis de chaque côté du corps. La fréquence de ces tourbillons est directement proportionnelle à la vitesse d'écoulement.
Les composants clés d'un flux de flux de vortex à gaz comprennent:
- Corps de bluff : Un objet non condamné qui perturbe l'écoulement, créant des tourbillons.
- Capteur de vortex : Détecte la fréquence de la perte de vortex (souvent en utilisant des capteurs piézoélectriques ou ultrasoniques).
- Émetteur de débit : Convertit la fréquence du vortex en un signal de débit (par exemple, 4-20 Ma, Hart ou communication numérique).
La relation entre la fréquence du vortex (
f
) et la vitesse d'écoulement (
V
) est donné par:
où:
- St = Nombre de strouhal (une constante sans dimension pour le corps bluff)
- d = Diamètre du corps bluff
3. Caractéristiques clés des débitmètres de vortex à gaz
- Large plage de mesure : Convient à des débits faibles à élevés.
- Grande précision : Typiquement ±1% de lecture (selon le modèle et l'étalonnage).
- Basse pression : Résistance minimale à l'écoulement, réduisant la consommation d'énergie.
- Pas de pièces mobiles : Réduit les exigences d'usure et d'entretien.
- Large température & Plage de pression : Peut gérer les gaz à haute température et à haute pression.
- Options de communication numérique : Prend en charge Hart, Modbus, Profibus et d'autres protocoles pour la surveillance à distance.
4. Applications des débitmètres de vortex à gaz
Les débitmètres de vortex à gaz sont utilisés dans diverses industries, notamment:
- Mesure du gaz naturel : Pour le transfert de garde et la surveillance des pipelines.
- Approvisionnement en gaz industriel : Mesure de l'air, de l'azote, de l'oxygène et d'autres gaz de processus.
- Mesure du débit de vapeur : Dans les centrales électriques et les systèmes de chauffage.
- Chimique & Industries pétrochimiques : Pour la surveillance du débit de gaz dans les réacteurs et les pipelines.
- HVAC & Gestion de l'immeuble : Mesurer la ventilation et les flux de gaz de la climatisation.
5. Avantages des débitmètres de vortex à gaz
✔
Grande précision & Répétabilité
– Fournit des mesures fiables même dans des conditions difficiles.
✔
À faible entretien
– Aucune pièce mobile ne signifie une usure réduite.
✔
Ratio de relâchement large
– Peut mesurer très faible à des débits très élevés.
✔
Chimique & Résistance à la corrosion
– Disponible dans des matériaux comme l'acier inoxydable, le hastelloy et les doublures PTFE.
✔
Installation facile & Étalonnage
– Peut être installé dans des pipelines existants avec un minimum de modifications.
6. Limites & Considérations
⚠
Nécessite une vitesse d'écoulement minimale
– En dessous d'un certain débit, la perte de vortex peut ne pas se produire de manière fiable.
⚠
Sensible aux vibrations de tuyauterie
– Les vibrations externes peuvent interférer avec la détection du vortex (bien que les modèles modernes aient une compensation de vibration).
⚠
Pas idéal pour les liquides très visqueux
– Mieux adapté aux gaz et aux liquides à faible viscosité.
⚠
Température & Effets de pression
– Nécessite une compensation pour des mesures précises dans des conditions variables.
7. Comparaison avec d'autres débits
| Fonctionnalité | Vortex à gaz | Turbine Flow-Metter | Débitmètre Coriolis | Flux à ultrasons |
|---|---|---|---|---|
| Précision | Haut (±1%) | Moyen (±0.5-1%) | Très haut (±0.1%) | Haut (±0.5-1%) |
| Entretien | Bas (pas de pièces mobiles) | Moyen (parties mobiles) | Bas (pas de pièces mobiles) | Bas (pas de pièces mobiles) |
| Aptitude au gaz | Excellent | Limité | Limité | Excellent |
| Coût | Modéré | Faible | Haut | Modéré à élevé |
8. Conclusion
Les débitmètres de vortex à gaz sont une solution robuste et fiable pour la mesure du débit de gaz dans les applications industrielles. Leur précision élevée, leur faible entretien et leur capacité à gérer des conditions difficiles en font un choix préféré pour le gaz naturel, les gaz industriels et la surveillance du débit de vapeur. Bien qu'ils aient certaines limites (comme la sensibilité aux vibrations), les progrès technologiques ont minimisé ces problèmes, ce qui en fait une option polyvalente et rentable pour les besoins de mesure moderne du débit.
