Dans le système de production industrielle, la mesure du débit est un élément essentiel pour assurer la stabilité de la production, la qualité des produits et le contrôle des coûts.Qu'il s'agisse du transport précis de matières premières et de produits dans le domaine pétrochimique, l'impact direct du débit de vapeur et d'eau sur l'efficacité de la production d'électricité dans l'industrie de l'énergie, ou la surveillance des rejets d'eaux usées et de gaz résiduaires dans l'industrie de la protection de l'environnement,la précision des données de débit détermine directement la qualité de fonctionnement du processus de production.
Parmi les différents équipements de mesure du débit, les débitmètre à vortex sont devenus l'équipement de base pour la mesure du débit industriel en raison de leurs avantages techniques uniques.Ils sont largement utilisés dans des scénarios industriels dans de multiples domaines et fournissent un support de données clés pour les opérations de productionDans l'article suivant, nous examinerons en détail le principe de fonctionnement, les caractéristiques techniques, les spécifications d'utilisation et les scénarios d'application des débitmètres à vortex.révélant l'essence technique de leur mesure efficace.
Le fonctionnement des compteurs de débit de vortex est basé sur le phénomène de la rue du vortex de Karman en mécanique des fluides.Lorsque le fluide traverse le générateur de vortex intégré (généralement un corps de bluff non rationalisé) du débitmètre à une vitesse spécifique, des tourbillons tournants alternants se forment des deux côtés du corps de la falaise en raison des effets de la viscosité et de l'inertie du fluide.Ces tourbillons forment deux rangées régulières de tourbillons avec des directions de rotation opposées en aval, connue sous le nom de "Karman Vortex Street".
La formation de ce phénomène est le résultat inévitable de l'interaction entre la séparation de la couche limite et la stabilité du fluide.une couche limite se forme sur sa surfaceAu fur et à mesure que le fluide circule, la couche limite se sépare à une position spécifique sur le corps du plateau, formant des vortex indépendants qui se déversent alternativement en aval, formant finalement la rue du vortex de Karman..
La loi de base du phénomène de la rue du vortex de Karman est que la fréquence de déversement du vortex est positivement corrélée à la vitesse du fluide.plus de tourbillons se déversent des deux côtés du corps de la falaise par unité de tempsEn mesurant avec précision cette fréquence, la vitesse du fluide peut être calculée inversement.
La relation ci-dessus est décrite quantitativement par la formule:Le nombre de fois où le produit est utilisé.Dans la formule:
- fest la fréquence de vortex de Karman d'un côté du générateur de vortex (unité: Hz), qui reflète le taux d'élimination du vortex;
- Vest la vitesse moyenne du fluide (unité: m/s), qui est le paramètre de mesure du noyau;
- dest la largeur du générateur de vortex (unité: m), un paramètre géométrique clé du corps de bluff;
- Stest le nombre de Strouhal (sans dimension), qui reste constant dans une plage spécifique de nombre de Reynolds (Re).
Pour les débitmètres à vortex classiques, lorsque Re est compris entre 102 et 105, la valeur de St est d'environ 0.2Dans cette plage, si la fréquence du vortexfet la largeur du générateur de vortexdsont connus, la vitesse du fluideVpeut être dérivée par la formule.
Après avoir obtenu la vitesse du fluideV, le débit de volume ou le débit de masse peut être calculé en le combinant avec la surface de la section transversale du pipeline.
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Calcul du débit de volume: Si la surface de la section transversale du pipeline estUne(unité: m2), la formule de calcul du débit de volumeQuatrième(unité: m3/s) estQv = V×ACette formule indique que lorsque la vitesse de débit est constante, plus la surface de la section transversale du pipeline est grande, plus le volume de fluide qui passe par unité de temps est grand.lorsque la surface de la section transversale du pipeline est constante, plus la vitesse de débit est élevée, plus le débit de volume est élevé.
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Calcul du débit de masse: Pour les scénarios où une mesure du débit de masse est requise, le débit de volume est multiplié par la densité du fluideR(unité: kg/m3). La formule de calcul estQm = Qv×ρ = V×A×ρ(unité de Qm: kg/s).
Grâce aux calculs ci-dessus, le débitmètre de vortex peut convertir le signal de fréquence de déversement de vortex en données de débit requises pour la production industrielle,fournissant un support de données pour le suivi et l'optimisation de la production.
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