Endüstriyel üretim sisteminde, akış ölçümü, üretim istikrarını, ürün kalitesini ve maliyet kontrolünü sağlamak için temel bir bağlantıdır. İster petrokimya alanında ham madde ve ürünlerin hassas taşınması, isterse enerji endüstrisinde buhar ve su akışının enerji üretimi verimliliği üzerindeki doğrudan etkisi veya çevre koruma endüstrisinde atık su ve atık gaz deşarjının izlenmesi olsun, akış verilerinin doğruluğu doğrudan üretim sürecinin operasyon kalitesini belirler.
Çeşitli akış ölçüm ekipmanları arasında, vorteks akış ölçerler, benzersiz teknik avantajları nedeniyle endüstriyel akış ölçümü için temel ekipman haline gelmiştir. Çok sayıda alanda endüstriyel senaryolarda yaygın olarak kullanılmakta ve üretim operasyonları için temel veri desteği sağlamaktadır. Aşağıdaki makale, vorteks akış ölçerlerin çalışma prensibi, teknik özellikleri, kullanım özellikleri ve uygulama senaryoları etrafında detaylı bir analiz yaparak, verimli ölçümlerinin teknik özünü ortaya koyacaktır.
Vorteks akış ölçerlerin çalışması, akışkanlar mekaniğindeki Karman Vorteks Sokağı olgusuna dayanmaktadır. Akışkan, akış ölçerin yerleşik vorteks üreteci (genellikle akışkan hatlı olmayan bir cisim) üzerinden belirli bir hızda aktığında, akışkan viskozitesi ve ataletinin etkileri nedeniyle, akışkan hatlı olmayan cismin her iki tarafında dönüşümlü olarak dönen girdaplar oluşur. Bu girdaplar, "Karman Vorteks Sokağı" olarak bilinen, zıt dönüş yönlerine sahip iki düzenli girdap dizisi oluşturur.
Bu olgunun oluşumu, sınır tabakası ayrılması ve akışkan kararlılığı arasındaki etkileşimin kaçınılmaz bir sonucudur. Akışkan, akışkan hatlı olmayan cisme yaklaştığında, yüzeyinde bir sınır tabakası oluşur. Akışkan aktıkça, sınır tabakası, akışkan hatlı olmayan cisim üzerinde belirli bir konumda ayrılır ve dönüşümlü olarak aşağı doğru dökülen bağımsız girdaplar oluşturur, sonuçta Karman Vorteks Sokağı oluşur.
Karman Vorteks Sokağı olgusunun temel yasası, girdap dökülme frekansının akışkan hızıyla doğru orantılı olmasıdır. Akışkan hızı ne kadar yüksek olursa, akışkan hatlı olmayan cismin her iki tarafından birim zamanda o kadar çok girdap dökülür ve girdap dökülme frekansı o kadar yüksek olur. Bu frekansı doğru bir şekilde ölçerek, akışkan hızı ters olarak hesaplanabilir.
Yukarıdaki ilişki, şu formülle nicel olarak tanımlanır:f = StV/d. Formülde:
- f vorteks üretecinin bir tarafındaki Karman vorteks frekansıdır (birim: Hz), bu, girdap dökülme oranını yansıtır;
- V ortalama akışkan hızıdır (birim: m/s), bu, temel ölçüm parametresidir;
- d vorteks üretecinin genişliğidir (birim: m), akışkan hatlı olmayan cismin temel bir geometrik parametresidir;
- St Strouhal sayısıdır (boyutsuz), belirli bir Reynolds sayısı (Re) aralığında sabit kalır.
Geleneksel vorteks akış ölçerler için, Re 10²~10⁵ aralığında olduğunda, St değeri yaklaşık 0,2'dir. Bu aralıkta, vorteks frekansı f ve vorteks üretecinin genişliği d biliniyorsa, akışkan hızı V formül aracılığıyla türetilebilir.
Akışkan hızını elde ettikten sonra V, boru hattının kesit alanı ile birleştirilerek hacimsel akış hızı veya kütlesel akış hızı daha da hesaplanabilir.
-
Hacimsel Akış Hızı Hesabı: Boru hattının kesit alanı A (birim: m²) ise, hacimsel akış hızı için hesaplama formülü Qv (birim: m³/s) Qv = V×A. Bu formül, akış hızı sabit olduğunda, boru hattının kesit alanı ne kadar büyükse, birim zamanda geçen akışkan hacminin o kadar büyük olduğunu gösterir; boru hattının kesit alanı sabit olduğunda, akış hızı ne kadar yüksekse, hacimsel akış hızı o kadar büyüktür.
-
Kütlesel Akış Hızı Hesabı: Kütlesel akış hızı ölçümünün gerekli olduğu senaryolar için, hacimsel akış hızı, akışkan yoğunluğu ρ (birim: kg/m³) ile çarpılır. Hesaplama formülü Qm = Qv×ρ = V×A×ρ (Qm birimi: kg/s).
Yukarıdaki hesaplamalar aracılığıyla, vorteks akış ölçer, girdap dökülme frekans sinyalini endüstriyel üretim için gerekli olan akış verilerine dönüştürebilir ve üretim izleme ve optimizasyonu için veri desteği sağlayabilir.
Mesajınız 20-3.000 karakter arasında olmalıdır!
