Hvirfilmælir er tegund rúmmálsflæðismælis sem notar náttúrulegt fyrirbæri sem á sér stað þegar vökvi rennur umhverfis klakahlut. Hvirfilflæðismælar virka samkvæmt hvirfillosunarreglunni, þar sem hvirflar (eða snúningshringir) eru losaðir til skiptis niður fyrir hlutinn. Tíðni hvirfillosunarinnar er í beinu hlutfalli við hraða vökvans sem rennur í gegnum mælinn.
Vortex-flæðismælar henta best fyrir flæðismælingar þar sem innleiðing hreyfanlegra hluta veldur vandræðum. Þeir eru fáanlegir í iðnaðarflokki, messingi eða eingöngu úr plasti. Næmi fyrir breytingum á ferlisskilyrðum er lágt og þar sem engir hreyfanlegir hlutar eru slitþolnir tiltölulega lágt samanborið við aðrar gerðir flæðimæla.
Hönnun á Vortex flæðimæli
Hvirfilflæðismælir er yfirleitt úr 316 ryðfríu stáli eða Hastelloy stáli og inniheldur hólf, hvirfilskynjara og rafeindabúnað sendisins – þó að hægt sé að festa þann síðarnefnda fjarlægt (Mynd 2). Þeir eru yfirleitt fáanlegir í flansstærðum frá ½ tommu upp í 12 tommur. Uppsetningarkostnaður hvirfilmæla er samkeppnishæfur við opmæla í stærðum undir sex tommur. Mælar með skífuhólfi (flanslausir) eru með lægsta kostnaðinn, en mælar með flans eru æskilegri ef ferlisvökvinn er hættulegur eða við hátt hitastig.
Tilraunir hafa verið gerðar með lögun kletta (ferningur, rétthyrndur, t-laga, trapisulaga) og stærðir til að ná tilætluðum eiginleikum. Prófanir hafa sýnt að línuleiki, lág Reynoldstalatakmörkun og næmi fyrir hraðamismunun eru aðeins lítillega mismunandi eftir lögun kletta. Hvað varðar stærð verður breidd klettahlutans að vera nógu stór hluti af þvermáli pípunnar til að allur flæðið taki þátt í frárennslismynduninni. Í öðru lagi verður klettahlutinn að hafa útstæðar brúnir á uppstreymisfletinum til að festa aðskilnaðarlínurnar fyrir flæði, óháð rennslishraða. Í þriðja lagi verður lengd klettahlutans í straumsátt að vera ákveðið margfeldi af breidd klettahlutans.
Í dag nota flestir hvirfilmælar piezoelektríska eða rafrýmdarskynjara til að greina þrýstingssveiflur í kringum hvirfilinn. Þessir skynjarar bregðast við þrýstingssveiflunni með lágspennuútgangsmerki sem hefur sömu tíðni og sveiflan. Slíkir skynjarar eru einingasamsettir, ódýrir, auðvelt að skipta út og geta starfað yfir fjölbreytt hitastigsbil - allt frá lághitavökvum til ofhitaðs gufu. Skynjarar geta verið staðsettir inni í mælinum eða utan hans. Rakskynjarar verða fyrir beinum álagi frá þrýstingssveiflum hvirfilsins og eru huldir í hertum hylki til að standast tæringu og rofáhrif.
Ytri skynjarar, oftast piezoelectric álagsmælar, nema hvirfillosun óbeint í gegnum kraftinn sem beitt er á losunarstöngina. Ytri skynjarar eru æskilegri í mjög rof-/ætandi kerfum til að draga úr viðhaldskostnaði, en innri skynjarar veita betri mælikvarða (betri flæðisnæmi). Þeir eru einnig minna næmir fyrir titringi í pípum. Rafeindabúnaðurinn er venjulega metinn sprengi- og veðurþolinn og inniheldur rafeindasendieininguna, tengitengingar og valfrjálst flæðishraðavísi og/eða heildarmæli.
Vortex flæðimælir stíll
Snjallir vortexmælar gefa frá sér stafrænt útgangsmerki sem inniheldur fleiri upplýsingar en bara rennslishraða. Örgjörvinn í rennslismælinum getur sjálfkrafa leiðrétt ófullnægjandi beinar pípur, mismun á þvermáli borholunnar og þvermáli málmrörsins.
Umsóknir og takmarkanir
Vortexmælar eru venjulega ekki ráðlagðir fyrir skammtaframleiðslu eða aðrar notkunaraðferðir með óreglulegum flæði. Þetta er vegna þess að stilling á drippflæðishraða skammtastöðvarinnar getur farið niður fyrir lágmarks Reynolds-tölumörk mælisins. Því minni sem heildarskammturinn er, því meiri líkur eru á að skekkjan verði.
Lágþrýstingslofttegundir (lágþéttleiki) framleiða ekki nógu sterkan þrýstingspúls, sérstaklega ef vökvahraði er lágur. Því er líklegt að í slíkri notkun verði mælikvarðinn lélegur og lágt flæði ekki mælanlegt. Hins vegar, ef minnkað mælikvarði er ásættanlegur og mælirinn er rétt stærðar fyrir eðlilegt flæði, er samt hægt að íhuga hvirfilflæðismæli.
Birtingartími: 21. mars 2024