El medidor de flujo de vórtice pertenece a una especie de medidor de flujo de velocidad, que se utiliza principalmente para la medición del flujo de fluidos medios en tuberías industriales, como gas, líquido, vapor y otros medios.

Se caracteriza por una pequeña pérdida de presión, un gran rango de medición y una precisión moderada. cuando el líquido se mide como flujo de volumen, apenas se ve afectado por parámetros como densidad de líquido, presión, temperatura y viscosidad.

Debido a que no hay piezas mecánicas móviles, tiene una estructura simple, alta fiabilidad, pequeño volumen de mantenimiento y gran capacidad de circulación (en comparación con otros medidores de flujo del mismo calibre, el caudal que se puede pasar es grande). debido a estas características, los medidores de flujo de vórtice se han convertido en uno de los medidores de flujo comunes.

I. principio de funcionamiento el principio de funcionamiento del medidor de flujo de la calle del vórtice: El medidor de flujo de la calle del vórtice aplica el principio de oscilación del fluido para medir el flujo, estableciendo un generador de vórtice cilíndrico triangular en el fluido (el generador de vórtice tiene varias formas), mientras que el vórtice regular se produce alternativamente a ambos lados del generador de vórtice, que se llama vórtice de kaman, y el vórtice se organiza asimétricamente aguas abajo del generador de vórtice.

La frecuencia de Liberación del vórtice está relacionada con la velocidad media del fluido que fluye a través del generador del vórtice y el ancho característico del generador del vórtice. se puede expresar en la fórmula 1: F es la frecuencia de salida, en hz; V es la velocidad media del fluido que fluye a través del generador del vórtice, en M / s; D es el ancho de la superficie de flujo frontal del generador de vórtices, en m; D es el diámetro interior de la tubería, en m; St es el número strouhalnumber, adimensional, está relacionado con la forma del generador de vórtices y el número de reynolds, y se puede ver en la figura 2 que el número strouhal se considera constante dentro de un cierto rango de números de reynolds.

Se puede ver que cuando el número de strouhal se considera constante, después de determinar el ancho de la superficie de flujo frontal y el diámetro del tubo de proceso del generador de vórtice, la frecuencia solo está relacionada con la velocidad de flujo.

Ecuación de flujo del medidor de flujo de la calle del vórtice: en la fórmula: QV es el flujo de volumen, m3/s； Qm es el flujo de masa, kg/s； F es la frecuencia de la señal de salida del sensor, hz; k es el coeficiente del instrumento del sensor; P es la densidad del líquido, kg/ m3。 Al medir el gas, la ecuación de flujo del medidor de flujo del vórtice es la siguiente: en la fórmula: pn, TN son la presión y la temperatura en el Estado estándar, respectivamente; Z y zinc son los coeficientes de compresión de gas en estado de trabajo y estado estándar, respectivamente; Qvn es el flujo de volumen en el Estado estándar (20 ° c, 101,32 kpa), m3/s； P, t son los valores K del coeficiente de instrumentos de los sensores de presión y temperatura en estado de funcionamiento, respectivamente, obtenidos por la verificación del dispositivo estándar de flujo, y el medio de verificación suele ser agua o aire.

Se puede ver que la señal de salida de frecuencia del medidor de vórtice en general no se ve afectada por los cambios en las propiedades físicas y la composición del líquido, solo está relacionada con el coeficiente de instrumento k, la forma y el tamaño del generador de vórtice, el número de reynolds, mientras que cuando el coeficiente de instrumento k, la forma y el tamaño del generador de vórtice se han determinado antes de que el producto salga de la fábrica, cuando el número de Reynolds funciona dentro del rango de garantía de precisión, la señal de salida de frecuencia del medidor de vórtice solo está relacionada con el flujo.

Sin embargo, cuando lo que necesitamos es un flujo de masa, tenemos que obtener la densidad del fluido mientras obtenemos el flujo de volumen, lo que requiere detectar los parámetros que afectan la densidad, como la temperatura, la presión, etc., y corregir la densidad.

En segundo lugar, hay muchas clasificaciones de medidores de flujo de vórtice clasificados, que a menudo utilizamos: clasificados por el método de conexión del sensor,

Se divide en: 1) tipo de conexión de brida; 2) tipo de clip (también conocido como tipo de clip); Según la composición del sensor y el convertidor, se divide en: 1) todo el cuerpo; 2) tipo de separación; Según la forma de la estructura del sensor, se divide en: 1) tubo completo; 2) tipo de inserción.

En tercer lugar, El medidor de flujo de vórtice estructural generalmente consta de cuatro partes, el generador de vórtice, el detector de vórtice, el cuerpo del medidor de instrumentos y el convertidor. 1. generadores de vórtices. Los generadores de vórtice se dividen en generadores de vórtice único y generadores de vórtice múltiple. El uso común es el generador de vórtice único, su forma básica es triangular, circular, rectangular, etc. el generador de vórtice único se combina de nuevo, es decir, el generador de vórtice múltiple, que tiene un cierto efecto en mejorar la resistencia, estabilidad y reducir el límite inferior del número de Reynolds de la calle del vórtice.

2. detector de vórtice. Por lo general, hay cinco formas de detectar el vórtice: 1) establecer elementos de detección en el cuerpo generador del vórtice para detectar directamente la presión diferencial a ambos lados del cuerpo generador; 2) abrir el agujero de presión guía en el cuerpo generador de vórtice, instalar elementos de detección en el agujero de presión guía y detectar la presión diferencial a ambos lados del cuerpo generador; 3) detectar la circulación alterna alrededor del generador de vórtices; 4) detectar la circulación alterna en la parte posterior del generador de vórtices; 5) detectar trenes de vórtice en la estela. A través de los cinco métodos de detección anteriores, los elementos de detección que utilizan tecnología térmica, de estrés, de tensión, capacitiva, fotoeléctrica, ultrasónica, etc., constituyen una variedad de sensores de medidor de flujo de vórtice.

3. convertidor. La señal de la calle del vórtice detectada por el sensor se procesa a través de amplificación, filtrado, cirugía plástica, etc., y se convierte en una señal de pulso o una señal de corriente de 4 a 20ma en dos cables de acuerdo con las necesidades reales para el uso de instrumentos secundarios o sistemas de control.

4. cuerpo del medidor. La estructura y el material del cuerpo del medidor deben depender de los parámetros de temperatura, presión y corrosividad del medio medido, que también tiene un impacto importante en la precisión de la medición.

4. las principales características del medidor de flujo de vórtice 1) la estructura es simple y sólida, no hay piezas móviles y la instalación y el mantenimiento son convenientes; 2) hay muchos tipos de fluidos medibles, líquidos, gases, vapor, etc., incluidos algunos medios de flujo mixto; 3) el sensor de detección no entra en contacto directo con el medio medido, el rendimiento es estable y la vida útil es larga; 4) la salida es una señal de pulso proporcional al flujo, sin deriva cero y con alta precisión; 5) amplio rango de medición, relación de rango de hasta 10: 1 y necesidades especiales de hasta 20: 1 o más; 6) menor pérdida de presión (en comparación con el medidor de flujo de placa de agujero), menor costo de operación y mayor importancia de ahorro de energía.

7) dentro de un cierto rango de números reynolds, no se ve afectado por las propiedades físicas y los componentes del fluido, solo está relacionado con el coeficiente del instrumento y la forma y el tamaño del generador de vórtices, y es más fácil estandarizar el diseño de los elementos de detección;

8) la relación calidad - precio es alta, entre los muchos instrumentos de flujo, El medidor de flujo de la calle vórtice pertenece a un tipo económico y práctico.

9) alta seguridad, si el componente de detección falla, no causará Corte de flujo de la tubería;

5. precauciones no importa cuán bueno sea un instrumento, si el diseño, la selección y la instalación no son correctos, no habrá buenos resultados. al diseñar la ingeniería, debemos prestar atención: 1. considerar los parámetros del proceso: 1) hacer que el cuerpo generador de vórtices produzca vórtices, y los elementos de detección funcionen dentro del rango de precisión garantizado. No es adecuado para la detección de medios líquidos de bajo número de Reynolds o alta viscosidad, porque los fluidos de bajo número de Reynolds tienen poca lineal y los fluidos de alta viscosidad no deben formar vórtices; 2) para el medio medido que contiene partículas finas o un contenido de burbujas superior a un cierto porcentaje afectará la desviación del coeficiente del instrumento, se debe usar con precaución al seleccionarlo; 3) para los fluidos pulsantes, es muy fácil superponer la frecuencia de la pulsación del fluido al pulso de trabajo del generador de vórtice para causar resonancia, que debe evitarse al seleccionar el tipo; 4) para el lavado del cuerpo generador de vórtice por líquido que contiene partículas sólidas, el cuerpo generador de vórtice se desgastará, si el líquido sucio de fibra contenido se envuelve en el cuerpo generador de vórtice, afectará la vida útil y el grado de medición; 5) considerar la corrosividad del medio; 6) es adecuado para la medición del flujo de tuberías de gran calibre.

2. entorno de instalación: 1) los sensores deben evitar instalarse en tuberías con fuertes vibraciones mecánicas (como la salida de la bomba) y, si es inevitable, deben tomar medidas antisísmicas; 2) los sensores (incluido el tendido de cables blindados que conectan los sensores) deben evitar instalarse en una fuente de calor de alta temperatura, una fuente de radiación, una fuerte interferencia del campo magnético eléctrico y una fuerte corrosión; 3) considerar el espacio en el que el instrumento es fácil de instalar y reparar; 4) considerar el nivel de Seguridad y protección. 3. método de instalación: 1) garantizar la Sección de tubería recta antes y después del medidor de flujo (depende de los requisitos de la Sección de tubería recta en las instrucciones del producto del medidor, cuanto más se cumplan los requisitos, mayor será el grado de medición); 2) El medidor de flujo de la calle del vórtice está más instalado horizontalmente. al medir el flujo de líquido, si el líquido medido contiene una pequeña cantidad de gas, el sensor debe instalarse en la parte inferior de la tubería. al medir el flujo de gas, si el gas medido contiene una pequeña cantidad de líquido, el sensor debe instalarse en la parte superior de la tubería; Cuando se instala verticalmente, el flujo del líquido es de abajo hacia arriba, y el flujo del gas no está limitado, pero cuando el gas contiene una pequeña cantidad de líquido, el flujo del gas debe ser de abajo hacia arriba. 3) para la medición de vapor sobrecalentado, vapor saturado y líquido criogénico en una tubería horizontal, si las condiciones permiten el montaje lateral, la temperatura del líquido tendrá un menor impacto en el amplificador (cualquier sensor instalado en una tubería horizontal se puede instalar de lado en una tubería horizontal).