Vorteks akış ölçer nasıl çalışır?

Vortex Debimetre nasıl çalışır?

Vortex Debimetrelerin tedarikçisi olarak bana sık sık bu cihazların nasıl çalıştığı soruluyor. Vortex akış ölçerler birçok endüstride sıvıların, gazların ve buharın akış hızını ölçmek için popüler bir seçimdir. Bu blog yazısında vorteks akış ölçerlerin çalışma prensibini, avantajlarını ve bazı önemli hususları açıklayacağım.

Vortex Debimetrelerin Çalışma Prensibi

Bir girdaplı akış ölçerin çalışması von Kármán girdap yolu prensibine dayanmaktadır. Bir akışkan (sıvı, gaz veya buhar), akış yoluna yerleştirilmiş bir blöf gövdesinin (aynı zamanda ayırıcı çubuk olarak da bilinir) yanından aktığında, blöf gövdesinin her iki tarafında alternatif girdaplar oluşturur. Bu girdaplar, sıvının akış hızıyla doğru orantılı olan bir frekansta saçılır.

Süreci adım adım inceleyelim:

1. Sıvı Akışı ve Bluff Cisim Etkileşimi: Akışkan kayalık cisme yaklaştığında parçalanmaya ve onun etrafından akmaya zorlanır. Akışkan blöf gövdesini geçerken, akış blöf gövdesinin yüzeyinden ayrılarak her iki tarafta da düşük basınç alanları oluşturur.
2. Girdap Oluşumu: Basınç farklılıkları ve akışın kararsızlığı nedeniyle kayalık gövdenin mansap tarafında dönüşümlü olarak girdaplar oluşur. Bu girdaplar düzenli bir düzende dağılarak bir von Kármán girdap caddesi yaratıyor.
3. Girdap Frekansı Tespiti: Girdapların saçılma frekansı, blöf gövdesinin akış aşağısında bulunan bir sensör tarafından tespit edilir. Bu sensör bir piezoelektrik kristal, gerinim ölçer veya kapasitif bir sensör olabilir. Sensör, girdapların neden olduğu mekanik titreşimleri elektrik sinyaline dönüştürür.
4. Akış Hızı Hesaplaması: Elektrik sinyalinin frekansı daha sonra akış ölçerin elektroniği tarafından işlenir. Girdap dökülme frekansı ile akış hızı arasındaki bilinen ilişkiyi kullanarak akış ölçer, sıvının akış hızını hesaplar. Girdap saçılma frekansı (f), akış hızı (v) ve blöf gövdesinin genişliği (d) arasındaki ilişki Strouhal denklemi ile verilmektedir:

[f = St \times \frac{v}{d}]

burada St, blöf gövdesinin şekline ve akışın Reynolds sayısına bağlı boyutsuz bir sabit olan Strouhal sayısıdır.

Vortex Debimetrelerin Avantajları

Vortex akış ölçerler, diğer akış ölçer türlerine göre çeşitli avantajlar sunar ve bu da onları birçok uygulamada popüler bir seçim haline getirir:

1. Geniş Uygulama Yelpazesi: Vorteks akış ölçerler sıvıların, gazların ve buharın akış hızını ölçmek için kullanılabilir. Kimya, petrokimya, enerji üretimi ve yiyecek ve içecek gibi çeşitli endüstriler için uygundurlar.
2. Yüksek Doğruluk: Vortex akış ölçerler geniş bir akış hızı aralığında doğru akış ölçümleri sağlayabilir. Tipik olarak ölçülen değerin ±%1 ila ±%2'si arasında bir doğruluğa sahiptirler.
3. Düşük Basınç Düşüşü: Orifis plakaları ve venturi ölçerler gibi diğer bazı akış ölçer türleri ile karşılaştırıldığında, girdaplı akış ölçerler nispeten düşük bir basınç düşüşüne sahiptir. Bu, çalışmak için daha az enerjiye ihtiyaç duydukları ve bunun sonucunda maliyet tasarrufu sağladıkları anlamına gelir.
4. Hareketli Parça Yok: Vortex akış ölçerlerin hareketli parçaları yoktur, bu da mekanik arıza riskini ve bakım gerekliliğini azaltır. Ayrıca aşınma ve yıpranmaya karşı daha az hassastırlar, bu da onları uzun süreli kullanım için güvenilir bir seçim haline getirir.
5. Dijital Çıkış: Çoğu modern vorteks akış ölçer, 4-20 mA, Modbus veya HART gibi dijital çıkış arayüzleriyle donatılmıştır. Bu, diğer kontrol sistemleri ve veri toplama cihazlarıyla kolay entegrasyona olanak tanır.

Vorteks Debimetrelerin Kullanımında Önemli Hususlar

Vorteks akış ölçerler birçok avantaj sunarken, bunları kullanırken dikkate alınması gereken bazı önemli hususlar vardır:

1. Akışkan Özellikleri: Bir girdaplı akış ölçerin performansı, ölçülen akışkanın viskozite, yoğunluk ve sıcaklık gibi özelliklerinden etkilenebilir. Belirli akışkan özelliklerine uygun bir akış ölçerin seçilmesi önemlidir.
2. Kurulum Gereksinimleri: Bir vorteks akış ölçerin doğru çalışması için doğru kurulum çok önemlidir. Debimetre, tam gelişmiş bir akış profili sağlamak için yeterli yukarı ve aşağı yönde düz boru uzunluklarına sahip düz bir boru bölümüne monte edilmelidir.
3. Titreşim ve Gürültü: Vorteks akış ölçerler, ölçümlerin doğruluğunu etkileyebilecek titreşim ve gürültüye duyarlı olabilir. Debimetrenin aşırı titreşime veya gürültüye maruz kalmayacağı bir yere kurulması önemlidir.
4. Kalibrasyon: Tüm akış ölçerler gibi vorteks akış ölçerlerin de doğru ölçümler yapabilmesi için periyodik olarak kalibre edilmesi gerekir. Kalibrasyon sıklığı uygulamaya ve doğruluk gereksinimlerine bağlıdır.

Diğer Debimetrelerle Karşılaştırma

Piyasada her birinin kendine göre avantajları ve dezavantajları olan başka tipte akış ölçerler de mevcuttur. Vorteks akış ölçerleri diğer iki popüler akış ölçer türüyle karşılaştıralım:Türbin Akış ÖlçerVeLDG Elektromanyetik Debimetre.

1. Türbin Akış Ölçer: Türbin debimetreler, akış yoluna yerleştirilen türbin çarkının dönüşünü algılayarak debiyi ölçer. Temiz sıvı ve gazların akış hızını ölçmek için uygundurlar. Ancak türbin debimetreleri aşınma ve yıpranmaya maruz kalabilecek hareketli parçalara sahiptir ve düzenli bakım gerektirirler. Vortex akış ölçerlerin ise hareketli parçaları yoktur, bu da mekanik arıza riskini ve bakım gerekliliğini azaltır.
2. LDG Elektromanyetik Debimetre: Elektromanyetik akış ölçerler, iletken bir sıvının manyetik alan içindeki hareketinin neden olduğu voltajı tespit ederek akış hızını ölçer. Su ve atık su gibi iletken sıvıların akış hızını ölçmek için uygundurlar. Bununla birlikte, elektromanyetik akış ölçerler iletken bir sıvı gerektirir ve sıvıdaki iletken olmayan parçacıkların veya kabarcıkların varlığından etkilenebilir. Vortex akış ölçerler hem iletken hem de iletken olmayan sıvıların akış hızını ölçmek için kullanılabilir.

Çözüm

Vortex akış ölçerler sıvıların, gazların ve buharın akış hızını ölçmek için güvenilir ve doğru bir seçimdir. Çalışma prensibi, hareketli parçalara ihtiyaç duymadan akış hızının ölçülmesine olanak tanıyan von Kármán vorteks sokak prensibine dayanmaktadır. Vortex akış ölçerler, geniş bir uygulama yelpazesi, yüksek doğruluk, düşük basınç kaybı ve hareketli parça bulunmaması da dahil olmak üzere diğer akış ölçer türlerine göre çeşitli avantajlar sunar. Ancak bunları kullanırken akışkan özellikleri, kurulum gereksinimleri, titreşim, gürültü ve kalibrasyon gibi dikkate alınması gereken bazı önemli hususlar vardır.

Yüksek kalite arıyorsanızVorteks DebimetresiBaşvurunuz için lütfen bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin. Uzman ekibimiz doğru akış ölçeri seçmenize yardımcı olabilir ve doğru ve güvenilir akış ölçümleri sağlamak için ihtiyacınız olan desteği sağlayabilir.

Referanslar

1. Miller, RW (1996). Akış Ölçüm Mühendisliği El Kitabı (3. baskı). McGraw-Hill.
2. ISO 7145:2005. Kapalı kanallarda sıvı akışının ölçümü - Daldırma tipi vorteks akış ölçerler - Performans ve kurulum gereksinimleri.