Gn Flow Meter — ведущий производитель микрофлюидных приборов для измерения и контроля.
Гэзоворотоомеры потока газового вихря: принципы, приложения и преимущества
2. Принцип работы
Вихревые расходомеры газа работают на основе явления вихреобразования , открытого Теодором фон Карманом. При обтекании жидкостью (газом или жидкостью) плохо обтекаемого тела (неподвижного объекта на пути потока) с обеих сторон тела попеременно возникают вихри. Частота возникновения этих вихрей прямо пропорциональна скорости потока.
Основные компоненты вихревого расходомера газа включают в себя:
- Обтекаемое тело : необтекаемый объект, который нарушает поток, создавая вихри.
- Датчик вихрей : определяет частоту возникновения вихрей (часто с использованием пьезоэлектрических или ультразвуковых датчиков).
- Преобразователь расхода : преобразует частоту вихрей в сигнал расхода (например, 4-20 мА, HART или цифровую связь).
Соотношение между частотой вихрей ( f ) и скоростью потока ( v ) определяется выражением:
где:
- St = число Струхаля (безразмерная константа для плохо обтекаемого тела)
- d = Диаметр обтекаемого тела
3. Основные характеристики вихревых расходомеров газа
- Широкий диапазон измерений : подходит для низких и высоких скоростей потока.
- Высокая точность : обычно ±1% от показаний (в зависимости от модели и калибровки).
- Низкое падение давления : минимальное сопротивление потоку, снижающее потребление энергии.
- Отсутствие движущихся частей : снижает износ и требования к техническому обслуживанию.
- Широкий диапазон температур и давлений : может работать с газами высокой температуры и высокого давления.
- Возможности цифровой связи : поддержка HART, Modbus, Profibus и других протоколов для удаленного мониторинга.
4. Применение вихревых расходомеров газа
Вихревые расходомеры газа применяются в различных отраслях промышленности, в том числе:
- Измерение природного газа : для коммерческого учета и мониторинга трубопроводов.
- Промышленное газоснабжение : измерение воздуха, азота, кислорода и других технологических газов.
- Измерение расхода пара : на электростанциях и в системах отопления.
- Химическая и нефтехимическая промышленность : для контроля расхода газа в реакторах и трубопроводах.
- Управление системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и зданиями : измерение расхода газа в системах вентиляции и кондиционирования воздуха.
5. Преимущества вихревых расходомеров газа
✔ Высокая точность и повторяемость — обеспечивает надежные измерения даже в сложных условиях.
✔ Низкие эксплуатационные расходы — отсутствие движущихся частей означает меньший износ.
✔ Широкий диапазон регулирования — позволяет измерять как очень низкие, так и очень высокие скорости потока.
✔ Химическая и коррозионная стойкость — доступны в вариантах с покрытием из нержавеющей стали, хастеллоя и ПТФЭ.
✔ Простота установки и калибровки — может быть установлен в существующих трубопроводах с минимальными модификациями.
6. Ограничения и соображения
⚠ Требуется минимальная скорость потока — ниже определенного значения скорости потока образование вихрей может происходить ненадёжно.
⚠ Чувствительность к вибрациям трубопровода . Внешние вибрации могут мешать обнаружению вихрей (хотя современные модели имеют компенсацию вибрации).
⚠ Не подходит для высоковязких жидкостей — лучше всего подходит для газов и жидкостей с низкой вязкостью.
⚠ Влияние температуры и давления — требуется компенсация для точных измерений в изменяющихся условиях.
7. Сравнение с другими расходомерами
| Особенность | Вихревой расходомер газа | Турбинный расходомер | Кориолисовый расходомер | Ультразвуковой расходомер |
|---|---|---|---|---|
| Точность | Высокий (±1%) | Средний (±0,5-1%) | Очень высокий (±0,1%) | Высокий (±0,5-1%) |
| Обслуживание | Низкий (без движущихся частей) | Средний (движущиеся части) | Низкий (без движущихся частей) | Низкий (без движущихся частей) |
| Пригодность газа | Отличный | Ограниченный | Ограниченный | Отличный |
| Расходы | Умеренный | Низкий | Высокий | От умеренного до высокого |
8. Заключение
Вихревые расходомеры газа — это прочное и надёжное решение для измерения расхода газа в промышленных условиях. Высокая точность, простота обслуживания и способность работать в сложных условиях делают их предпочтительным выбором для мониторинга расхода природного газа, промышленных газов и пара. Несмотря на некоторые ограничения (например, чувствительность к вибрациям), технологический прогресс позволил минимизировать эти недостатки, сделав их универсальным и экономичным решением для современных задач измерения расхода.
