اساس اندازه گیری جریان با روش گردابی یا ورتکس

متنوع ترین موادی که شاید روزانه در حال انتقال و جابجایی
می باشند در سیستم های لوله کشی جریان دارند.

این مواد می توانند شامل حلال ها، مواد شیمیایی، نفت و گاز،
صنایع زیربنایی و یا حتی بخار برای انتقال انرژی باشند.

سیال های در حرکت در لوله ها دارای خواص کاملاً متفاوتی هستند.

در نتیجه اصول متفاوتی برای اندازه گیری آنها مورد نیاز است.

در یک روش از اصل ورتکس یا گردابه برای اندازه گیری جریان
استفاده می شود.

در قرن شانزدهم ایتالیا، لئوناردو داوینچی مشاهده کرد
که چگونه گرداب ها در آب جاری شکل می گیرند.

حدود 400 سال بعد، تئودور فون کارمان، فیزیکدان مجارستانی،
قوانین فیزیکی حاکم بر نحوه شکل گیری این گرداب ها را شرح داد.

در اینجا نحوه کار این روش اندازه گیری توضیح داده می شود.

در داخل هر فلومتر ورتکس یا گردابی یک بدنه بلوک مانند در وسط لوله قرار دارد.

این بلوک نوعی ساختار است که جریان یکنواخت را مختل می کند.

در دست جریان یک حسگر مکانیکی واقع شده است
که می تواند کوچکترین اختلاف فشار را در سیال جاری ثبت کند.

اگر سیال جریان نداشته باشد گردابی تشکیل نمی شود.

به محض اینکه سیال شروع به حرکت کرد و به سرعت جریان معینی رسید،
گرداب ها به تدریج در جریان بدنه بلوک ظاهر می شوند.

این گرداب ها در نهایت در دو طرف بدنه از بلوک جدا می شوند.
و توسط سیال جاری به جلو حمل میشوند.

مناطق پرفشار یا کم فشار در پایین دست جریان ظاهر می شوند
و بنابراین این پدیده به عنوان خیابان گرداب کارمان شناخته می شود.

در بدنه دستگاه یک حسگر مکانیکی است که می تواند
کوچکترین اختلاف فشار را در سیال جاری ثبت کند.

اگر سیال جریان نداشته باشد گردابی تشکیل نمی شود.

به محض اینکه سیال شروع به حرکت کرد و به سرعت جریان معینی رسید،
گرداب ها به تدریج در جریان بدنه بلوک ظاهر می شوند.

این گرداب ها در نهایت از دو طرف بدنه بلوک جدا می شوند.
و توسط سیال روان به جلو حمل می شوند.

در این حالت مناطق پرفشار یا کم فشار در پایین دست جریان ظاهر می شوند
و به این خاطر این پدیده به خیابان گرداب کارمان شناخته می شود.

این تفاوت‌ در فشار ایجاد شده دقیقاً با فرکانس گرداب‌های عبوری مطابقت دارند
و به‌طور دقیق توسط حسگر مکانیکی ثبت می‌شوند
که در اینجا بشکل انیمیشن نمایش داده شده است.

حسگر این دستگاه منحصر به فرد است. زیرا به طور ذاتی بسیار تحت تعادل قرار دارد.

این حسگر ارتعاش لوله تا یک جی تشخیص می دهد.
تغییرات فشار و شوک های دما هیچ تاثیری بر اندازه گیری ندارند.

فاصله بین دو گردابه متوالی وابسته به حجم سیال است.

در نتیجه جریان کل را می توان با شمارش گردابه های عبوری محاسبه کرد.

هرچه سرعت جریان بیشتر باشد، فرکانس اندازه گیری شده
ایجاد شده توسط گرداب ها بیشتر است.

در برخی از کاربردها سرعت جریان آنقدر کم است
که نمی تواند گردابی را تشخیص دهد.

با این حال افزایش سرعت سیال امری امکانپذیر است. به سادگی با نصب
یک فلومتر ورتکس با سطح مقطع کوچکتر می توان سرعت جریان را افزایش داد.

این عمل بر دقت اندازه گیری تاثیر نمی گذارد.

دقت عملکرد را می توان با قرار دادن سیستم اندازه گیری دما
بصورت اختیاری در سنسور افزایش داد.

این پیکربندی همراه با کامپیوتر تعبیه شده در فلومتر می تواند
جریان جرم یا انرژی وابسته به دما را محاسبه کند.

این ویژگی به ویژه در یک پردازش صنعتی شامل بخار اشباع مهم است.

در بازار امروزی فلومترهای گردابی از تولیدی اندرس و هاوزر قوی ترین
و قابل اعتمادترین ورتکس های دنیاها با فاکتور کالیبراسیون طولانی مدت می باشند.

در این مورد این شرکت تاکنون برنده چندین جایزه معتبر شده است.

Vortex Flowmeter Principle | اساس اندازه گیری فلومتر ورتکس | فروش فلومتر | مقاله آموزشی | گردابی

 

 

منبع: Endress & Hauser / Vortex flowmeters