Вихревой поток воздуха: ГЕНЕРАТОР ВИХРЕЙ | Наука и жизнь

Содержание

ГЕНЕРАТОР ВИХРЕЙ | Наука и жизнь

Градиент скоростей, возникающий при течении вязкой жидкости, приводит к вращению ее элементов и образованию вихрей.

Так выглядит 'игра' вихревых колец.

'Генератор вихрей' из консервной банки.

Вода, вытолкнутая из круглого отверстия поршнем, сворачивается в тороидальный вихрь. ак же ведет себя и воздух, вылетающий из 'генератора'.

Вихрь - это движение жидкости или газа, которое сопровождается вращением частиц среды. Подавляющее большинство течений, происходящих и в природе, и в технических устройствах, сопровождается появлением вихрей. Каждый, вероятно, замечал, как при самом слабом ветре возле бровки тротуара или угла здания начинают кружиться мелкие бумажки и мусор. Это в потоке воздуха, обтекающего препятствие, возник вихрь. Рев и гудение водопроводных труб вызывают вихри, возникшие при течении воды через кран с изношенной прокладкой. А смерч, проходя десятки километров за считанные минуты, производит на своем пути страшные разрушения.

"Виновна" в образовании вихрей вязкость среды (даже очень низкая - у газов). При обтекании ею препятствия на поверхности образуется тонкий пограничный слой из заторможенных частиц. При удалении от поверхности скорость частиц возрастает - возникает градиент скоростей. Каждую частицу с одной стороны поток тормозит, с другой - ускоряет. В результате возникает их вращение, образуется вихрь. По мере приближения к оси вихря скорость частиц возрастает и давление внутри его, следовательно, падает. Из-за этого вихрь при своем движении всасывает жидкость или газ, оставаясь устойчивым довольно длительное время (см. "Наука и жизнь", № 10, 1992 г.).

Вращение частиц среды, вовлеченных в вихревое движение, приводит к взаимодействию вихрей. Если, например, сближаются два одинаковых вихря, которые вращаются в одну сторону, то они начнут вращаться вокруг оси симметрии. Если же они вращаются в противоположные стороны, оба они станут двигаться поступательно как одно целое. Очень интересно ведут себя вихревые кольца, летящие одно за другим. Переднее кольцо теряет скорость и расширяется, заднее ускоряется, сжимается и проскакивает сквозь него. Кольца меняются местами, и все повторяется - начинается "игра" вихревых колец.

Продемонстрировать интересные свойства вихревых колец можно при помощи несложного устройства - "генератора вихрей". В дне большой консервной банки или старого алюминиевого бидона вырезают круглое отверстие диаметром 1 - 2 сантиметра. Второе дно срезают и затягивают отверстие плотной полиэтиленовой пленкой - мембраной. Генератор готов.

Банку берут в руку и ударяют ладонью по мембране. Порция воздуха с большой скоростью вылетает из отверстия и, взаимодействуя с его краями, образует вихревое кольцо (похожим образом курильщик пускает дымовые колечки). Летит оно довольно далеко, и на расстоянии 2-3 метра легко сбивает спичечные коробки и домики, построенные из открыток.

Чтобы увидеть кольцо в полете, банку наполняют дымом. Если же ее удастся аккуратно заполнить дымом только наполовину, вихрь выглядит особенно эффектно: по воздуху летит половинка "бублика"! Внимательно присмотревшись, удается разглядеть даже внутреннюю структуру вихря (для этого следует воспользоваться стробоскопом - см.

"Наука и жизнь" № 7, 1984 г.). На снимке, воспроизведенном выше, хорошо видно, что она представляет собой туго закрученную спираль.

См. в номере на ту же тему

В. МЕРКУЛОВ - Загадка плавания рыб.

Способ и устройство для создания вихревого восходящего потока воздуха в свободной атмосфере

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу создания управляемого восходящего потока воздуха в свободной атмосфере и к устройству для реализации этого способа.

Уровень техники

Известны различные способы вызывания осадков из имеющихся облаков путем искусственного засевания их центрами конденсации и льдообразования (йодистое серебро, сухой лед, цементная пыль и др.). Такие способы применяются при достаточно высокой влажности в атмосфере, когда имеются облака.

Существуют способы создания облаков и вызывания осадков путем нагрева воздуха над большой площадью земной поверхности с использованием либо горелок большой мощности - огневой метеотрон (Вульфсон Н.

И., Левин Л.М., Метеотрон как средство воздействия на атмосферу, М., Гидрометеоиздат, 1987), либо наземного экрана с зачерненной поверхностью для поглощения излучения Солнца - солнечный метеотрон (патент Великобритании №988109, опубл. 07.04.1965; патент РФ №2071243, приоритет 11.08.1994). Нагретый воздух формирует восходящий поток до высоты, на которой он при адиабатическом расширении охлаждается и достигает точки росы или кристаллизации. При наличии на этой высоте центров конденсации водяной пар приземного воздуха испытывает фазовый переход, создавая облака, которые могут достигнуть состояния дождевых с выпадением осадков.

Недостатком метеотронов является то, что после наземного нагрева возникает неконтролируемый восходящий поток, который должен преодолеть нисходящие потоки воздуха в антициклоне, противостоять горизонтальному ветру, «пробить» задерживающий слой температурной инверсии, достичь уровня точки росы и принести с собой достаточное количество центров конденсации. Если хотя бы одно из условий не выполняется, образования осадков не происходит. Огневой метеотрон, кроме того, требует сжигания большого количества топлива, что нежелательно с экологической и экономической точек зрения.

Наиболее адекватен задаче образования осадков и выбран в качестве ближайшего аналога способ подогрева воздуха и создания управляемого восходящего потока в атмосфере путем использования нагреваемой Солнцем многоуровневой (многоярусной) системы привязных аэростатов ГЕЛИАТОР (патент РФ №2462026, опубл. 27.09.2012). В нем зачерненные баллоны аэростатов в виде тороидов заполнены газом легче воздуха, они прикреплены к жестким рамам, обода которых объединены системой привязных тросов в расположенные друг над другом ярусы. Привязные тросы необходимой длины крепятся к лебедкам. Многоуровневая система позволяет на всех высотах поддерживать контролируемое превышение температуры в восходящем потоке над окружающим воздухом. К недостаткам этого способа и реализующего его устройства относится необходимость иметь большое количество дорогостоящего газа и газонепроницаемых оболочек для аэростатов, способных выдержать высотный ультрафиолет; громоздкость установки, требующая больших объемов и площадей для хранения готового устройства и приводящая к большому времени подъема и необходимости согласованной работы нескольких стартовых лебедок; падение эффективности работы при усилении бокового ветра, так как плоскости тороидов должны быть горизонтальными для противостояния сдвиговому ветру.

Раскрытие изобретения

Задача, решаемая настоящим изобретением, состоит в преодолении недостатков ближайшего аналога и достижении технического результата в виде расширения арсенала технических средств, а также в упрощении конструкции и сокращении времени ее подготовки и подъема.

Для решения этой задачи и достижения указанного технического результата в первом объекте настоящего изобретения предложен способ создания управляемого восходящего потока воздуха в свободной атмосфере, заключающийся в том, что: нагревают восходящий поток воздуха за счет освещаемых солнцем зачерненных поверхностей, размещенных на нескольких ярусах; стимулируют в восходящем потоке воздуха искусственное вихревое движение; при этом ориентируют плоскости ярусов автоматически перпендикулярно потоку воздуха.

Особенность способа по первому объекту настоящего изобретения состоит в том, что в качестве основной подъемной силы ярусов могут использовать аэродинамическую силу восходящего потока воздуха.

Другая особенность способа по первому объекту настоящего изобретения состоит в том, что восходящий поток воздуха могут обогащать на нескольких уровнях отрицательными ионами от заземленных электродов, коронирующих в электрическом поле Земли.

Для решения той же задачи и достижения того же технического результата во втором объекте настоящего изобретения предложено устройство для создания управляемого восходящего потока воздуха в свободной атмосфере, содержащее: цепочку ярусов с зачерненными поверхностями, размещаемых один над другим вдоль троса практически перпендикулярно ему; подъемное средство, выполненное с возможностью поднимать цепочку ярусов за трос; крыльчатки, размещенные неподвижно на тросе и предназначенные для стимулирования вихревого движения воздуха на оси восходящего потока воздуха.

Особенность устройства по второму объекту настоящего изобретения состоит в том, что трос может быть выполнен проводящим и заземлен.

Другая особенность устройства по второму объекту настоящего изобретения состоит в том, что каждый из ярусов может содержать: верхнюю и нижнюю втулки, выполненные с возможностью перемещения вдоль троса, закрепления на нем и вращения вокруг него; обод большего диаметра, нежели верхняя и нижняя втулки, размещенный между ними; спицы, скрепляющие обод с верхней и нижней втулками; нагреватели в виде зачерненных поверхностей, размещенные на спицах, соединяющих обод с по меньшей мере верхней втулкой.

Еще особенность устройства по второму объекту настоящего изобретения состоит в том, что по меньшей мере некоторые из спиц могут быть выполнены проводящими и заземленными.

Еще особенность устройства по второму объекту настоящего изобретения состоит в том, что оно может содержать отрезки металлизированной пленки, скрепленные с проводящими спицами.

При этом отрезки металлизированной пленки могут быть выполнены с разрезами вдоль стороны, противоположной скреплению со спицей.

Краткое описание чертежа

Приложенный чертеж иллюстрирует возможный вариант осуществления устройства по настоящему изобретению.

Подробное описание вариантов осуществления

Способ по настоящему изобретению может быть реализован с помощью устройства, проиллюстрированного на чертеже.

В настоящем изобретении, которое можно назвать ГЕЛИАТОР2 (учитывая название ближайшего аналога ГЕЛИАТОР), сохраняется принцип многоярусного подогрева воздуха, но введено закручивание восходящего потока, улучшена система монтажа и подъема установки, изменена конструкция ярусов, которые теперь крепятся только к центральному тросу, из-за чего их плоскости всегда перпендикулярны потоку воздуха.

Каркас одного яруса, как показано на приложенном чертеже, состоит из кольцевого обода 4 с проводами-спицами 3 и 5, попарно натянутыми между ободом 4 и двумя центральными втулками 2 и 6, закрепленными на центральном тросе 1 и разнесенными на некоторое расстояние друг от друга вдоль троса 1. Обод 4 имеет больший диаметр, нежели верхняя и нижняя втулки 2, 6, которые могут содержать, например, подшипники для обеспечения возможности вращаться вокруг троса 1. Таким образом, создается аналог прочного и легкого обода велосипедного колеса с удлиненной осью. Через такой ярус проходит воздушный поток (складывающийся из восходящего потока и бокового ветра), который натягивает трос 1 силой лобового сопротивления ярусов, поэтому направления троса 1 и потока совпадают. Именно двухточечное крепление яруса и разнесение верхней и нижней втулок 2, 6 заставляют плоскость обода быть всегда перпендикулярной к тросу 1. Отсутствие этого свойства у ближайшего аналога вынуждало использовать в нем баллоны в виде тороидов для аэродинамической устойчивости.

В настоящем изобретении в качестве нагревающих воздух элементов (нагревателей) могут использоваться зачерненные поверхности любой формы и материала. Совпадение центрального троса 1 с осью воздушного потока позволяет закрепить на этом тросе крыльчатки (не показано) и стимулировать вихревое движения на оси потока для улучшения его устойчивости.

Отсутствие заполненных газом громоздких баллонов позволяет существенно упростить сборку и хранение ярусов. На ровной застеленной черным материалом площадке собирается обод 4 первого яруса из пластмассовых трубок (вместо пластмассы возможно применение металла, древесины и т.п.), которые стыкуются друг с другом и сгибаются по окружности обода 4. В центре окружности устанавливается труба с блоком (роликом) на нижнем конце, через которую проходит центральный трос 1 от лебедки. Труба, лебедка и трос рассчитываются на возможную нагрузку в несколько тонн; они должны быть хорошо заземлены (если трос 1 выполнен проводящим) и закреплены, для страховки возможно применение дублирующего троса. Металлические трос 1 и спицы 3, 5 позволяют генерировать заряженные центры конденсации; если этого не требуется, трос 1 может быть из изолирующего материала (капрон, кевлар и т.п.).

На трубу надевается нижняя втулка 6 (металлическое кольцо) и протягивается нижний ряд проводов-спиц 5 между ней и ободом 4, их длина несколько превышает радиус обода 4. На спицах 5, если надо, закрепляется нагреватель из черного (зачерненного) поглощающего солнечное излучение материала, которым может быть воздухонепроницаемый пластик, тканный или нетканый (типа СПАНБОНД) материал из натуральных или синтетических волокон. Затем на трубу надевается верхняя втулка 2, и к ней из тех же точек обода 4 протягиваются провода-спицы 3 верхнего ряда длиной несколько больше радиуса обода 4, и на них закрепляется нагреватель. Следующий ярус собирается аналогично, но радиус его обода 4 больше на несколько сантиметров, чтобы в него соосно входил предыдущий ярус. Превышающие радиус обода 4 спицы 3 с нагревателями укладываются поверх предыдущего яруса, позволяя ободу последующего ложиться плотно на землю. Направления спиц всех ярусов должны совпадать, чтобы была возможность свободного прохода от обода 4 до центральной трубы. Так, последовательно ярус за ярусом, монтируется вся установка в виде плоского слоя минимальной площади и высоты из вложенных друг в друга ярусов. На первый слой возможно наложение других слоев, принципиальных ограничений на число ярусов нет.

Отдельно заполняются легким газом и хранятся воздушные шары для подъема первых ярусов в случае слабого бокового ветра. Наиболее удобны стандартные шары сферической или каплевидной формы объемом 18 м3, грузоподъемностью 10-15 кг в зависимости от типа газа и степени заполнения шара. Заполнение не должно быть полным, т.к. шары будут подниматься на большую высоту с пониженным давлением воздуха. Использование шаров вместо сплошного тора в ближайшем аналоге упрощает регулировку подъемной силы и повышает надежность системы при повреждениях оболочки. В случае усиления бокового ветра подъем первых ярусов может быть осуществлен с помощью технологии «воздушного змея». Эксперименты показывают, что при скорости ветра 5 м/сек подъемная сила одного квадратного метра змея может достигать 1 кГ и растет пропорционально квадрату скорости ветра. В качестве воздушного змея может использоваться один из ярусов.

Перед рабочим подъемом установки запускается привязной метеозонд с датчиками температуры, давления, точки росы и определителя координат GPS/ГЛОНАСС. Показания датчиков записываются на флэш-карту; после спуска данные вводятся в компьютер, который выдает профиль атмосферы (стратиграфию) в данном месте и данный момент времени.

Подъем установки начинается с вытягивания через трубу с притормаживающей лебедки центрального троса с помощью шаров или воздушного змея. Прочным зажимом на тросе 1 закрепляется верхняя втулка 2 собранного последним самого верхнего яруса. Трос 1 продолжает вытягиваться, натягиваются верхние спицы 3 и поднимают обод 4 яруса. Оператор придерживает нижнюю втулку 6 яруса до натяжения нижних спиц 5, затем закрепляет ее на тросе 1 вторым зажимом. Аналогично, через заданный промежуток троса, определяемый профилем атмосферы, на тросе 1 закрепляется второй и все последующие ярусы. Здесь, в отличие от ближайшего аналога, легко меняются расстояния между ярусами. В необходимых местах на тросе 1 закрепляются разрезные неподвижные крыльчатки, для которых диаметр, число и углы лопастей определяются скоростью потока воздуха. Опускание установки производится в обратном порядке.

Сила лобового сопротивления нагревателя воздушному потоку составляет около 1,5 кГ/м2 при скорости 5 м/сек и изменяется пропорционально квадрату скорости; оценки показывают, что при скорости восходящего потока 2-3 м/сек она превышает вес яруса и сама поднимает последующие ярусы. Воздушный поток используется также для создания нагревателей в форме надувных тороидов, если использовать материал в виде рукава с вырезанными со стороны потока воздухозаборниками. Форму тороидов можно придать полотнищу ткани, свернув его в рукав и закрепив на спицах так, чтобы между кромками оставалась щель для забора воздуха. Такие нагреватели обладают пониженным сопротивлением потоку и мало меняют площадь нагрева при разных положениях Солнца.

Система работает следующим образом. Зачерненные поверхности всех ярусов нагреваются Солнцем в малооблачную погоду, когда требуются восходящие потоки для образования осадков. Эти поверхности отдают тепло воздуху, в результате в каждом ярусе образуется факел свободной конвекции, окружающий нагретые поверхности. Теплый воздух поднимается вверх с ускорением за счет силы Архимеда, постепенно охлаждаясь из-за расширения и вовлечения окружающего воздуха. Процесс подогрева повторяется на всех ярусах вплоть до верхнего. Расстояния между ярусами должны быть такими, чтобы воздух в восходящем потоке, не успев остыть до температуры окружения, достиг следующего яруса. Вдоль оси установки формируется восходящий поток нагретого в контролируемых условиях воздуха в виде гибкого ствола необходимой высоты. Преодоление нисходящих потоков и температурных инверсий в атмосфере регулируется автоматически: если скорость восходящего потока на каком-то уровне замедляется, то происходит более интенсивный его прогрев за счет более длительного контакта с нагревателем.

Ускоренное движение потока требует притока внешнего воздуха через его боковую поверхность для сохранения неразрывности. В свою очередь приток внешнего воздуха порождает тангенциальную (вихревую) скорость в ускоряющемся потоке (Л.Г. Качурин. Физические основы воздействия на атмосферные процессы, Ленинград, Гидрометеоиздат - 1990). Из-за случайного разброса характеристик ярусов на разных уровнях зарождающиеся скорости вращения могут быть направлены в разные стороны, затрудняя создание единого направления вихря. На центральном тросе 1 установлены крыльчатки, стимулирующие одинаковое направление вращения на всех уровнях. Они имеют небольшой диаметр, расположены на оси потока и только синхронизируют вращение, а полную энергетику ему обеспечивает ускоренное движение самого потока. Вихревой восходящий поток обладает большой устойчивостью, он без разрушения отслеживает значительные изменения скорости и направления бокового ветра на разных высотах.

Внутри каждого яруса может иметься система заземленных проводов-спиц, при необходимости играющих роль излучателей электронов за счет коронного разряда в постоянном электрическом поле Земли на электродах с малым радиусом кривизны и большой неоднородностью поля (патент США №1540998, опубл. 09.06.1925). Для уменьшения радиуса кривизны эмиттеров и увеличения тока на спицах может закрепляться металлизированная пленка типа майлар с разрезами (бахрома). Поскольку толщина металлического слоя майлара не превышает микрометра, то длинные стороны полосок играют роль лезвийных эмиттеров, а углы - острийных. Через спицы проходит поток воздуха, унося вверх на уровень конденсации отрицательные ионы, причем сила поля Земли, действующая на них, добавляется к силе Архимеда восходящего потока.

Восходящий поток начинается в нижней части приземного слоя, в котором количество аэрозолей максимально, что вместе с долгоживущими отрицательными ионами создает эффективные центры конденсации. В данном случае происходит очистка (вентиляция) приземного воздуха от загрязнений, и эти загрязнения, будучи подняты вверх, играют положительную роль в процессе конденсации влаги.

Подъем прекращается, когда вершина установки достигает уровня облакообразования. Согласно расчету диаметр восходящего потока на этой высоте составляет около 50-60 м при среднем диаметре яруса 20 м и площади нагревателей на ярусе 200 м3. Средняя скорость потока растет по мере дополнительного подогрева на все более высоких ярусах, и на уровне конденсации составляет 7-10 м/сек, т.е. из установки выходит до 20000 м2 воздуха в секунду с абсолютной влажностью 10-40 г/м3. Если принять, что из них конденсируется 5 г/м3, то в секунду получается 100 кг конденсата, или около 360 тонн воды в облаке за 1 час только за счет поднятого установкой восходящего потока.

При конденсации 5 г пара кубометр воздуха нагревается на 10 градусов. Это очень сильный нагрев, и он растянут на сотни и тысячи метров по высоте. За это время в центральной части облака восходящий с ускорением вращающийся поток уносит сохранившийся пар на высоту, где температура окружающего воздуха становится все ниже, насыщение пара наступает при меньшей абсолютной влажности, оставшийся пар дополнительно конденсируется, подогревается и т.д. При динамическом равновесии конденсация - испарение на высоте нулевой изотермы в конденсат может переходить 5-35 г/м3, т. е. 100-700 кг/сек в объеме восходящего потока. Если принять минимальную оценку 100 кг/сек, то тепловыделение в облаке составит 60 Мкал/сек или 250 Мегаватт мощности, расходуемой на дополнительной нагрев и подъем воздуха. В безоблачный день на 1 м2 площади нагревателя, перпендикулярной излучению, от Солнца приходит 1 кВт энергии, а суммарные затраты на нагрев восходящего потока в установке составляют 5-10 МВт с учетом наземного зачерненного слоя. Поэтому начало конденсации пара в поднятом установкой приземном воздухе запускает самоподдерживающийся процесс конвекции, мощность которого существенно превосходит мощность солнечного нагрева восходящего потока в установке. Выделившаяся тепловая мощность дополнительно ускоряет начинающийся у земли вихревой восходящий поток за счет тяги (подсоса) вверх в кучевом облаке, увеличивая в несколько раз его эффективный радиус и производительность, улучшая его устойчивость к боковому ветру и помогая преодолевать задерживающие слои антициклона.

Изобретение также может использоваться для создания каналов циркуляции воздуха через задерживающий слой антициклона, для вентиляции и выброса загрязнений с приземного слоя, рассеяния туманов, метеорологических исследований в контролируемых условиях и других аналогичных задач. Попутное применение: большие площади нагревателей с нижней не освещаемой стороны могут использоваться для размещения рекламы.



Оборудование Nex Flow в РФ - Каталог

Вихревые трубки Nex Flow

Вихревые трубки Frigid-X™ выпускаются в трех стандартных размерах – миниатюрные с потреблением 57, 113 или 227 л/мин, в наиболее распространенном (среднем) размере с потреблением 283, 425, 708, 850 и 1133 л/мин, и в крупном размере – с потреблением 1416, 2124, 2832 и 4248 л/мин. Крупные модели используются в тяжелой промышленности и способны выдавать более 2,9 кВт. У вихревых трубок “горячий конец” обычно снабжен контролем напора и температуры воздуха на холодном конце. Чем больше напор на горячем конце, тем ниже температура на холодном конце. Важно отметить, что охлаждающая способность определяется одновременно напором и температурным перепадом. Поэтому, если важна охлаждающая способность, то поток из холодного конца должен быть в диапазоне 60% – 80%. Если важна температура, тогда поток должен быть менее 50%.

У всех вихревых трубок имеется “генератор”, который рассчитан на определенный поток. Бывает два типа генераторов – один для охлаждения, а второй для ограничения потока с холодного конца, для достижения очень низких температур. В зависимости от температуры и давления входящего сжатого воздуха можно достигать очень низких температур, до минус 40-45ºC.

Применение:

  • Охлаждение электронных и электрических панелей.
  • Охлаждение инструментов/машин.
  • Охлаждение приборов видеонаблюдения.
  • Застывание горячих расплавленных клеев.
  • Охлаждение спаяных деталей.
  • Охлаждение газов.
  • Охлаждение горячих прокладок.
  • Охлаждение камер с микроклиматом.

Как работают вихревые трубки?

Наши вихревые трубки из нержавеющей стали снабжены бронзовыми генераторами в стандартном варианте, а не дешевыми пластиковыми генераторами, что гарантирует их длительный срок эксплуатации в высокотемпературной среде. При почти полном отсутствии движущихся частей, вихревая трубка принимает сжатый воздух и превращает его в холодный воздух температурой до минус 46°C на одном конце, и в горячий воздух на другом конце, температурой до плюс 127°C.

Нужна консультация? Наши специалисты ответят на все вопросы.

Звоните по телефону +7 (495) 125-06-83 или отправьте сообщение на [email protected]

Самарский университет запатентовал установку для получения в пустыне воды из воздуха - Наука

САМАРА, 31 октября. /ТАСС/. Самарский национальный исследовательский университет запатентовал установку для получения в пустыне воды из воздуха. Об этом в среду сообщила пресс-служба вуза.

"Инженеры Самарского университета получили патент Федеральной службы интеллектуальной собственности на автономную энергонезависимую установку "Вихревой родник", позволяющую получать пресную воду из атмосферного воздуха с помощью энергии ветра", - говорится в сообщении.

Работа установки основана на принципе конденсации. Атмосферный воздух содержит влагу, при его охлаждении влага конденсируется, в результате чего образуется чистая дистиллированная вода. Принципиальным отличием самарской установки от аналогов является использование вихревых эффектов.

"Идея добывать воду из воздуха не нова. Записки арабских путешественников свидетельствуют, что на маршруте караванов, шедших по Великому шелковому пути, располагались колодцы с водой, конструкция которых создавала внутри температурный перепад, формирующий вихревые потоки. Благодаря им раскаленный пустынный воздух превращался в холодную воду", - цитирует пресс-служба одного из разработчиков установки, профессора кафедры теплотехники и тепловых двигателей Самарского университета Владимира Бирюка.

Получение воды в установке происходит за счет использования ветра, который, проходя через установку, превращается в вихревой поток и охлаждается до "точки росы". В результате резкого перепада температур на гидрофобных стенках установки образуется конденсат, влага стекает и накапливается в блоке водосборника, а осушенный воздух подается наверх и уходит в атмосферу, дополнительно вырабатывая при этом электроэнергию для насоса, подающего воду потребителям.

За сутки "Вихревой родник" производит около 0,8 куб. м чистой холодной воды. Установка выполнена из пластмассы, высота конструкции - до десяти метров, диаметр - до 2 м. "Вихревой родник" не требует расходов на эксплуатацию и полностью экологичен, отметили в пресс- службе университета.

Вихревые воздуходувки - Термомеханика

Вихревые воздуходувки — устройство для нагнетания или откачки воздуха, газовых смесей, производительностью (от 100 м3/ч) в сотни раз выше чем компрессор, но имеющие более низкое нагнетаемое давление (0,1 - 1,5 бар). Универсальны, могут работать как вакуумные насосы, для создания разряжения до 0,5 бар. 

Принцип действия 

Технически устройство схоже с вихревым насосом. Характеризуется потребляемой мощностью, давлением, потоком воздуха, максимальным разряжением, габаритными размерами.

Представляет собой корпус с внутренним и внешним каналами, вращающимся внутри лопастным колесом — импеллером, приводимым в движение двигателем.

Краткое описание работы следующее, воздух всасывается через вход, сталкивается с лопаткой ротора, отбрасывается в каналы и возвращается к основанию лопасти. Молекулы газа движутся по спирали, что по сути является вихрем, после чего, пройдя весь путь выбрасываются, под заданным давлением, на выходе.

Более мощные, двухступенчатые вихревые, имеют тот же принцип работы, но после первого круга, газ по внутренним каналам, подается к обратной стороне импеллера и проходит еще один цикл.

За счет «закручивания» потока воздуха, снижается сопротивление лопастному колесу, что в свою очередь, уменьшает затраты энергии до 50%.

Отсутствие трущихся частей, за исключением подшипников, гарантирует высокую надежность оборудования — более 100000 часов рабочего времени. Техническое обслуживание не требуется. 

 Применение 

Промышленная вихревая воздуходувка — универсальное технологическое оборудование. Отсутствие загрязнения рабочего газа смазывающими жидкостями позволяет использовать его в пищевой и химической промышленности, везде где требуется мощный поток чистого воздуха с низким заданным давлением, либо как вакуумные устройства.

Это может быть:

  1. Аэрация — насыщение кислородом воды в бассейнах, аквариумах.
  2. Пневмотранспорт — технологические каналы движения деталей, материалов, пневмопочта супермаркетов.
  3. Хранение продуктов питания — создание вакуума при упаковке, приготовлении прессервов.
  4. Промышленные пылесосы, очистка воздуха.
  5. Противопожарные системы дымоудаления, пожаротушение путем подачи нейтральных газов.
  6. Химическое производство — перекачка газов, в том числе горючих, воздуходувками во взрывобезопасном исполнении.
  7. Принудительная вентиляция, охлаждение, эффективно заменяет вентилятор. 

Как выбрать 

Прежде чем купить оборудование, нужно определиться с требованиями к нему. Выбор модели зависит от:

  • задачи — нагнетание, откачка или создание вакуума.
  • требуемый поток воздуха (м3/ч).
  • величина давления на выходе, разрежения на входе.
  • рабочая среда — воздух, нейтральные или горючие газы.
  • степень очистки входного — выходного газа, наличие фильтров.
  • мощность двигателя.

Сопоставив необходимые параметры с подходящими моделями воздуходувок, подобрать оптимальную. Цена зависит от технических характеристик.

Вихревой эффект Ранка-Хилша. Вихревая труба

Библиографическое описание:

Хоробрых, М. А. Вихревой эффект Ранка-Хилша. Вихревая труба / М. А. Хоробрых, В. А. Клементьев. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2012. — № 6 (41). — С. 54-55. — URL: https://moluch.ru/archive/41/4961/ (дата обращения: 15.06.2021).

Целью работы является изучение вихревого эффекта [1], при котором воздушный поток «самопроизвольно» разделяется на охлажденное ядро и горячие периферийные слои. Перенос тепла от ядра вихря на периферию, происходящий в этих условиях, называют вихревым эффектом. В компактной холодильной машине – вихревой трубе (ВТ), питаемой сжатым воздухом от пневмосети, можно получить холодный поток с температурой от + 20оС до - 120оС и попутно горячий – с температурой от + 40оС до + 120оС.

Была изготовлена вихревая труба и проведен эксперимент с замером распределения температуры по внутренней поверхности трубы, на выходе горячего и холодного воздуха. По результатам эксперимента получили холодный поток воздуха -2⁰Ϲ и горячий +50⁰Ϲ.

Выполнено математическое моделирование потоков воздуха при помощи пакета газодинамического анализа Flow Simulation, являющегося составной частью пакета Solid Works [2], который основывается на методе конечных элементов.

Рис. 1

На рис. 1 показаны расчетное поле температур с одновременным показом линий тока внутреннего течения в канале вихревой трубы. Из рисунка ясно видно разделение потока на холодную и теплую фракцию. Количественное согласование температур полученных расчетным путем и в экспериментальном исследовании вихревой трубы, выполненных автором показало, что применение вычислительного пакета Solid Works Flow Simulation позволяет достаточно точно получать сходимость расчетных и экспериментальных данных.

Расчеты внутреннего течения потока воздуха велись на компьютере с процессором Intel Core i5, 2.3 ГГц, ОЗУ 4 Гб. При этом использовался ламинарный режим течения. Общее количество ячеек 383678 для выполнения расчета требовалось порядка 3-4 часов.

Дальнейшая работа заключается в использовании PIV метода для визуализации вихревых потоков.

Литература:

  1. Меркулов А.П. Вихревой эффект и его применение в технике. – М.: Машиностроение, 1969, 183 с.

  2. Прохоренко В.П. SolidWorks. Практическое руководство. – М.: Бином, 2004. – 289 с.

Распределение тепла и потока воздуха в устройствах для нанесения покрытия на таблетки

До недавнего времени для нанесения покрытия на таблетки у производителей фармацевтической продукции был выбор только между двумя такими системами распределения воздушного потока, как принудительный воздушный поток, подающийся в одном направлении с раствором из распылительных форсунок на слой таблеток, или принудительный воздушный поток, направленный сквозь слой таблеток. В обоих случаях осушающий воздух подается в барабан и распределяется воздуховодом, размещенным непосредственно снаружи барабана. Его положение и отличает эти две системы.

Стандартные системы распределения принудительного воздушного потока

При принудительном воздушном потоке, направленном на таблеточный слой, воздух выходит из входного воздуховода с высокой скоростью из-за небольшого сечения вытяжной трубы и направляется к слою таблеток. Таблеточный слой создает препятствие, что приводит к потере давления, которое частично компенсируется вентилятором вытяжного воздуховода. Таким образом, по всей поверхности таблеточного слоя формируются вихри, которые уносят мелкодисперсный туман раствора покрытия из форсунок.

Риск, связанный с выбором данного типа распределения воздуха, обусловлен тем, что из-за высушивания форсунок уже с самого начала технологического процесса барабан и кронштейн с форсунками могут быть сильно загрязнены пылью. Практический совет: чем меньше сечение вытяжной трубы входного воздуховода, тем больше скорость попадания воздушного потока в барабан и, следовательно, выше риск возникновения вихрей внутри барабана.

Усовершенствование распределения воздушного потока

Чтобы исключить возникновение таких нежелательных ситуаций, необходимо оптимизировать распределение воздушного потока. Особенностями нового способа подачи воздуха являются измененный выпускной контур и направленное распределение потока в корпусе коатера. Большое отверстие измененного контура подачи воздушного потока оснащено щелями различных размеров, поэтому воздушный поток в барабане равномерно распределяется по всей его длине.

Воздух, входящий в барабан, должен поступать четко по направлению к выходному воздуховоду и, следовательно, проходить через мелкодисперсный туман раствора покрытия. Чтобы гаран тировать, что воздушный поток попадает в барабан с невысокой скоростью, сечение трубы входного воздуха должно быть большим. Данные условия достигаются за счет того, что воздух сначала проходит по внешнему контуру вокруг барабана, а затем входит в барабан над распылительными форсунками через перфорационные отверстия.

Входное отверстие новой системы значительно больше входного воздуховода, установленного снаружи барабана (рис. 1, 2), благодаря чему создается ламинарный воздушный поток внутри барабана. Во избежание возникновения вихревого потока в области распыления в барабане установлена дополнительная крышка над вытяжным воздуховодом.

Температура таблеточного слоя

Температура таблеточного слоя должна быть одинаковой по всей длине барабана, что достигается благодаря равномерному распределению воздушного потока от входа и по всей длине барабана. Это позволяет значительно сократить процесс нанесения пленочного покрытия в перфорированном барабане коатера. Также данная технология позволяет достигнуть оптимальных результатов нанесения покрытия с минимальными загрязнениями.

Высокая скорость распыления

Быстрое образование равномерно распределенной пленки на поверхности таблетки важно для уменьшения времени процесса нанесения пленочного покрытия. Это достигается за счет высокой скорости распыления, при этом ограничивающими факторами – в зависимости от базовой конструкции устройства – являются площадь активного распыления и эффективность сушки.

Длина барабана

Геометрия барабана также играет важную роль. Форма барабана влияет на распределение воздушного потока. В длинных коатерах, где диаметр барабана меньше его длины, таблетки перед нанесением покрытия распределяются на большой площади, следовательно, создается большая область для распыления. Увеличенная длина барабана приводит к увеличению количества распылительных форсунок, которые расположены в ряд для гарантирования необходимой производительности и достижения высокой эффективности распыления. Важно отметить, что весь слой таблеток должен быть оптимально расположен в зоне распыления. Также необходимо исключить повторное нанесение раствора, чтобы не возникало избыточного покрытия на некоторых таблетках.

Мощность сушки

Учитывая, что увеличение количества форсунок приводит к большей площади нанесения покрытия, сушка должна быть соответствующей мощности. Для предотвращения слипания влажных таблеток и повреждения пленочного покрытия мелкие капли раствора должны быть быстро нанесены и распределены по поверхности таблеток, а также быстро высушены. Из-за чувствительности активных ингредиентов повышение температуры осушающего воздуха возможно только до определенного уровня, что не всегда применимо в качестве условия, позволяющего сократить время процесса.

Необходимыми условиями для достижения соответствующей эффективности сушки являются большой объем осушающего воздуха и высокая скорость распыления. Поскольку в большинстве оборудования воздух подается из технической зоны через заднюю стенку корпуса коатера, из-за возникающего обратного давления большее количество осушающего воздуха собирается в передней части барабана, что является причиной неравномерной сушки по всей длине барабана. Например, в передней части барабана создается оптимальный баланс между скоростью распыления и сушкой, в то время как в задней его части таблетки могут прилипать друг к другу и к барабану. В проведенных испытаниях были выявлены значительные различия в температуре продукта по всей поверхности слоя. 

Снижение вихревого потока

Осушающий воздух должен проходить по коатеру таким образом, чтобы его можно было полностью использовать и исключить возникновение вихрей в потоке в течение всего процесса, особенно в зоне мелкодисперсного тумана. Усиление ламинарного воздушного потока способствует улучшению эффекта сушки, что, как отмечено выше, вызывает загрязнения пылью поверхности барабана и кронштейна с форсунками. Эта пыль может отклеиться от поверхности устройства во время  работы и прилипнуть к поверхности таблеток. Загрязнение также приводит к увеличению объема работы по очистке.

Неравномерное распределение температуры в слое продукта также может обусловить слипание таблеток в более холодных областях. Если воздушный поток попадает на таблетки, которые еще не покрыты, то их температура повышается, что, в свою очередь, способно повредить активный ингредиент.

Вихри в потоке осушающего воздуха в коатере возникают в случаях, когда он сталкивается с препятствиями, к которым относится, например, кронштейн с форсунками. Если конструкция кронштейна слишком велика, то он становится препятствием в барабане и рядом с ним образуются вихри, что приводит к неравномерному распылению тумана раствора и увеличению загрязнений в барабане и на самом кронштейне. Другие крупные элементы, такие как датчики, шланги и т. д., установленные в определенных областях барабана, также могут вызвать возникновение вихрей в потоке воздуха. Следовательно, конструкция кронштейна с форсунками должна быть как можно более компактной и соответствовать размеру барабана, а также иметь должным образом размещенные шланги и датчики для оптимизации потока.

Воздушный поток

Поток воздуха на входе и выходе из коатера также играет важную роль. Когда вытяжной воздуховод не полностью покрыт таблетками, большая часть воздуха всасывается через непокрытые участки и, следовательно, не может быть использована для сушки. Это также является причиной разной скорости воздуха у поверхности слоя, вызванной неравномерным снижением давления между открытыми перфорационными отверстиями и таблеточным слоем.

Результаты

Внедрение нового метода распределения воздушного потока устранило практически все нежелательные аспекты традиционных способов. Вихри в области форсунок и возникающие загрязнения внутри коатера были сведены к минимуму, за счет чего также сократилось время производства партии. Благодаря новой системе воздушного потока температура внутри барабана распределяется равномерно, что исключает вероятность повреждения покрытия и слипания, а также способствует уменьшению времени обработки.

После увеличения длины барабана можно установить больше форсунок в один ряд, что необходимо для обеспечения высокой производительности и достижения большой скорости распыления.

Вихревой расходомер воздуха

Почему Вихревой расходомер для воздуха?

Вихревой расходомер воздуха не движется. частей, как это работает за счет естественного образования вихрей в воздушном потоке. Это работает в широком диапазоне и не зависит от таких факторов, как температура и давление, которое приводит к неточным показаниям других типов расходомеров. Многие расходомеры подходят только для измерения расхода жидкости, но вихревые расходомеры работают. легко с газами и воздухом или сжатым воздухом

Датчик вихревого потока требует короткого трубопровода для установки и будет оставаться на месте в течение многих лет, что делает его простой выбор для мониторинга использования воздуха и безопасности установки.

Особенности или преимущества вихревого расходомера для измерения воздуха

  • Вариант вихревого расходомера с температурой и компенсация давления
  • Вихрь для коррекции температуры и давления расходомер может указывать температуру воздуха или сжатого воздуха, давление, рабочий расход и стандарт поток.
  • Электронные вихревые преобразователи расхода с цифровым дисплей и выход 4-20 мА или импульсный
  • Цифровой вихревой расходомер с RS485 или Вариант протокола HART
  • Вихревые расходомеры воздуха с их отсутствием движущиеся части дешевы в установке и требуют небольшого обслуживания, что делает они рентабельны и эффективны для управления процессами.
  • Показания могут быть переданы, что означает расходомер может быть размещен в труднодоступных местах, поскольку для этого требуется минимальное обслуживание в течение долгого срока службы. Конструкция вихревого расходомера для воздух дает минимальные точки утечки, которые поддерживают постоянное давление воздуха в система.
  • Точность и надежность, несмотря на колебания температуры и давления делают вихревой расходомер идеальным устройство для использования в суровых условиях с изменяющимися условиями.
  • Вихревой расходомер воздуха настраивается на обеспечивают измерения температуры и давления, а также объема воздуха. Это средство делает вихревой расходомер воздуха универсальным инструментом мониторинга. чтобы убедиться в отсутствии необъяснимых падений давления (утечки воздуха) вокруг растение. Этот объект способствует безопасности и эффективности завода. операции.

Вихревой расходомер воздуха Karman Operation

Поток всасываемого воздуха, реагирующий на вихревой генератор, создает эффект завихрения для воздуха ниже по потоку, очень похожий на след, создаваемый в воде после прохождения лодки.Этот след или флаттер называют «вихрем Кармана». Частоты вихрей меняются пропорционально скорости всасываемого воздуха (нагрузки двигателя).

Вихри дозируются в отверстие для направления давления, из которого они воздействуют на зеркало из металлической фольги. Воздушный поток против зеркала заставляет его колебаться пропорционально частоте вихря. Это приводит к тому, что свечение светодиода оптопара попеременно направляется на фототранзистор и отклоняется от него. В результате фототранзистор попеременно заземляет или открывает 5-вольтовый сигнал KS для ECM.

Создает прямоугольный сигнал 5 В, частота которого увеличивается пропорционально увеличению потока всасываемого воздуха. Из-за быстрой и высокочастотной природы этого сигнала для точной проверки сигнала в различных рабочих диапазонах двигателя требуется использование высококачественного цифрового мультиметра (с частотными характеристиками) или осциллографа.

НАИМЕНОВАНИЕ ЗАДАНИЯ:

1. Объясните назначение датчика массового расхода воздуха?

2. Перечислите различные типы датчиков массового расхода воздуха?

3.Объясните подробно конструкции и принцип работы MAF (типа горячей проволоки)?

4. Какой тип сигнала напряжения вырабатывает MAF и что вы ожидаете изменить при увеличении числа оборотов?

5. Подробно объяснить процедуру проверки датчика массового расхода воздуха.

6. Подробно объясните конструкции и принцип работы VAF (крыльчатый расходомер воздуха)?

7. Какой тип сигнала напряжения вырабатывает VAF и что вы ожидаете изменить при увеличении числа оборотов?

8.Объясните подробно конструкции и принцип работы Karmen Vortex?

9. Какой тип сигнала напряжения вырабатывает Karmen Vortex и что вы ожидаете изменить при увеличении числа оборотов?

Читать здесь: Датчик абсолютного давления в коллекторе MAP

Была ли эта статья полезной?

вихревые расходомеры | Instrumart

В вихревых расходомерах используется препятствие, известное как тело обтекания, в потоке потока для создания вихрей ниже по потоку, которые попеременно образуются с обеих сторон тела обтекания.Как эти вихри выходят из тела обтекания, они создают чередующиеся зоны низкого и высокого давления, которые колеблются с определенными частотами, прямо пропорциональными скорости жидкости. Скорость потока может рассчитывается исходя из скорости жидкости.

Вихревые расходомеры универсально подходят для измерения жидкостей, газов и пара, при этом они практически не зависят от изменений давления, температуры и вязкости. Без движущихся частей, вихревые расходомеры просты в установке и не требуют значительного обслуживания.Сигнал измерения не подвержен дрейфу. Следовательно, вихревые расходомеры могут работать без повторной калибровки в течение всего срока службы. Из-за природы минимально необходимой скорости для каждого тела обтекания вихревые расходомеры будут иметь тенденцию требовать более высоких скоростей и могут иметь некоторые трудности при считывании низких скоростей потока.

Выбор расходомера

Основа правильного выбора расходомера - четкое понимание требований конкретного приложения. Следовательно, следует потратить время на полную оценку характера технологической жидкости и всей установки.

  1. Какую жидкость измеряют расходомеры (воздух, вода и т. Д.)?
  2. Требуется ли вам измерение расхода и / или суммирование от расходомера?
  3. Если жидкость не вода, какой вязкости у жидкости?
  4. Жидкость чистая?
  5. Вам нужен локальный дисплей на расходомере или вам нужен электронный сигнальный выход?
  6. Какой минимальный и максимальный расход для расходомера?
  7. Какое минимальное и максимальное рабочее давление?
  8. Какова минимальная и максимальная температура процесса?
  9. Является ли жидкость химически совместимой со смачиваемыми частями расходомера?
  10. Если это приложение процесса, каков размер трубы?

Если у вас есть вопросы или вам нужна помощь в выборе расходомера, свяжитесь с нами по адресу sales @ instrumart.com или 1-800-884-4967, чтобы поговорить с инженером по приложениям.

Vortex Flow - обзор

1 ВВЕДЕНИЕ

Вихревые потоки, создаваемые аэродинамическими поверхностями вблизи земли, представляют как фундаментальные, так и практические инженерные интересы. Их можно использовать как средство управления потоком или как тестовые примеры для методов прогнозирования (Комптон и Джонсон [1992], Катлер и Брэдшоу [1993]). В граунд-эффекте существуют различные типы вихрей .Особый интерес для настоящего исследования представляют вихри, связанные с обрывистым телом в граунд-эффекте. Часто простая конфигурация приводит к сложному поведению сил и к заднему вихревому / турбулентному полю следа. Тщательно спланированное исследование может быть использовано в качестве обоснования для модели турбулентности, такой как LES (моделирование больших вихрей). В инженерных приложениях обрывистое тело, работающее в непосредственной близости от земли, находит применение в автомобильной промышленности (Bearman [1980]).

В настоящем исследовании мы сфокусируемся на обрывистом корпусе, оборудованном восходящей задней секцией.Когда используется эффект грунта, эффективная секция расширения / диффузора образуется между поверхностью, направленной вверх, и землей. Эта конфигурация используется в основном на высокопроизводительных гоночных автомобилях или спортивных автомобилях для увеличения прижимной силы или отрицательной подъемной силы. Давление в основании тела обтекания остается относительно постоянным при изменении высоты модели. По мере уменьшения высоты модели давление на входе должно быть «понижено» (Sovran [1994]), тем самым увеличивая прижимную силу. Прижимная сила работает вместе с механическим сцеплением, чтобы улучшить ходовые качества автомобиля.Однако важным фактором является не только общий уровень прижимной силы. Поднятая поверхность меняет высоту от земли из-за движений подвески автомобиля. Это сильно влияет на уровень прижимной силы, следовательно, сцепление с дорогой сзади и баланс сил автомобиля. Также имеется элемент безопасности, так как след, создаваемый обрывистым телом, будет влиять на аэродинамические характеристики (а значит, управляемость) ведомого транспортного средства.

Был проведен ряд соответствующих исследований (Джордж [1981], Джордж и Донис [1983], Купер и др.[1998, 2000]), рассматривая силы, давления и поверхностные потоки, создаваемые обрывистыми телами / диффузорами в условиях граунд-эффекта. Однако ряд вопросов остается нерешенным. К ним относятся механика уменьшения силы, роль вихрей и влияние земли. Кажется, что правильно смоделировать грунт жизненно важно. Использование с фиксированным грунтом не даст правильной физики и даст результаты не лучше, чем тесты с произвольным потоком. Также важно проводить исследования вне поверхности, а не полагаться только на визуализацию потока на поверхности и измерения давления.Без правильно проведенных испытаний и измерений за пределами поверхности, включая данные о турбулентности, попытки численного моделирования на данном этапе были бы пустой тратой времени.

В недавнем исследовании (Senior and Zhang [2001]) общая сила и характеристики поверхности обрывистого тела, оборудованного задней частью, направленной вверх, были исследованы с помощью эффекта земли, с использованием тестов в аэродинамической трубе и движущегося грунта. По мере того, как обрывистый корпус перемещается к земле с высоты в набегающем потоке, общая прижимная сила на корпусе увеличивается, явление увеличения силы .Процесс можно разделить на две стадии: стадия быстрого подъема a и стадия медленного изменения b перед явлением уменьшения силы . Это наблюдение важно для инженерных приложений, таких как гоночный автомобиль. Чтобы сохранить баланс автомобиля, следует избегать резких изменений прижимной силы. Следовательно, медленное изменение кривой прижимной силы в диапазоне высот должно быть преимуществом. Было высказано предположение, что изменение кривой прижимной силы было связано с изменением характеристик вихря.Это исследование направлено на изучение возможности с помощью исследования потоков вне поверхности.

Что такое вихревой расходомер и как он работает? - Омега Инжиниринг

Вихревой расходомер - это устройство для измерения расхода, которое лучше всего подходит для измерения расхода, когда введение движущихся частей создает проблемы. Они доступны в промышленном исполнении, изготовлены из латуни или полностью из пластика. Чувствительность к изменениям в условиях процесса низкая, и без движущихся частей имеют относительно низкий износ по сравнению с другими типами расходомеров.

Вихревые расходомеры работают по принципу образования вихрей, когда колеблющиеся вихри возникают, когда жидкость, такая как вода, проходит мимо обрывистого (в отличие от обтекаемого) тела.

Частота появления вихрей зависит от размера и формы тела. Он идеально подходит для приложений, где важны низкие затраты на техническое обслуживание. Вихревые расходомеры промышленного размера изготавливаются по индивидуальному заказу и требуют соответствующего размера для конкретных приложений.

История появления вихрей


Теодор фон Карман, венгерско-американский физик, был первым, кто описал эффект, когда необтекаемый объект (также называемый обрывистым телом), помещенный на пути быстро текущего потока, заставляет жидкость попеременно отделяться от объект на своих двух сторонах вниз по потоку, и, поскольку пограничный слой отделяется и скручивается обратно на себя, образуя вихри (также называемые водоворотами).Он также отметил, что расстояние между вихрями было постоянным и зависело исключительно от размера породы, которая их сформировала.

На той стороне тела обтекания, где образуется вихрь, скорость жидкости выше, а давление ниже. По мере того, как вихрь движется вниз по потоку, он увеличивается в силе и размерах и, в конце концов, отделяется или выпадает. За этим следует образование вихря на другой стороне тела обрыва. Чередующиеся вихри расположены на равных расстояниях.

Конструкция вихревого расходомера

ОБЩЕЕ ЯВЛЕНИЕ ВИХРЕВЫХ ВЫДЕЛЕНИЙ Явление вихря можно наблюдать, когда ветер падает с флагштока: это то, что вызывает регулярную рябь на флаге.Вихри также излучаются с опор мостов, свай, опор морских буровых платформ и высоких зданий. При проектировании этих конструкций необходимо учитывать силы, вызванные явлением образования вихрей. Вихревой расходомер обычно изготавливается из нержавеющей стали 316 или Hastelloy® и включает в себя обтекаемый корпус, узел датчика вихря и электронику преобразователя, хотя последний также может быть установлен удаленно. Как правило, они доступны с фланцами размером от 1/2 до 12 дюймов. Установленная стоимость вихревых расходомеров конкурентоспособна по сравнению с расходомерами с отверстиями размером менее шести дюймов.Измерители с бесфланцевым корпусом (безфланцевые) имеют самую низкую стоимость, в то время как фланцевые расходомеры предпочтительнее, если технологическая жидкость опасна или имеет высокую температуру.

Форма корпуса Bluff (квадратная, прямоугольная, Т-образная, трапециевидная) и размеры были экспериментированы для достижения желаемых характеристик. Тестирование показало, что линейность, низкое ограничение числа Рейнольдса и чувствительность к искажению профиля скорости лишь незначительно меняются в зависимости от формы тела обтекания. По размеру тело обтекания должно иметь ширину, которая составляет достаточно большую часть диаметра трубы, чтобы весь поток участвовал в оттоке.Во-вторых, тело обтекания должно иметь выступающие кромки на передней поверхности для фиксации линий отрыва потока, независимо от скорости потока. В-третьих, длина тела обтекания в направлении потока должна быть в несколько раз больше ширины тела обтекания.

В большинстве вихревых расходомеров используются пьезоэлектрические или емкостные датчики для обнаружения колебаний давления вокруг тела обтекания. Эти детекторы реагируют на колебания давления с помощью выходного сигнала низкого напряжения, имеющего ту же частоту, что и колебания.Такие датчики являются модульными, недорогими, легко заменяются и могут работать в широком диапазоне температур - от криогенных жидкостей до перегретого пара. Датчики могут быть расположены внутри корпуса счетчика или снаружи. Смачиваемые датчики подвергаются прямому воздействию колебаний вихревого давления и заключены в закаленные корпуса, чтобы выдерживать воздействие коррозии и эрозии.

Внешние датчики, обычно пьезоэлектрические тензодатчики, определяют выход вихрей косвенно через силу, действующую на направляющую планку.Внешние датчики предпочтительнее для высокоэрозионных / коррозионных применений для снижения затрат на техническое обслуживание, в то время как внутренние датчики обеспечивают лучший диапазон (лучшая чувствительность к низкому расходу). Они также менее чувствительны к вибрации труб. Корпус электроники обычно является взрывобезопасным и защищенным от атмосферных воздействий и содержит модуль электронного преобразователя, клеммные соединения и, опционально, индикатор расхода и / или сумматор.

КЛЮЧЕВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ, КОТОРЫЕ НАДО УЧИТЫВАТЬ ПЕРЕД ВЫБОРОМ ВИХРЕВОГО РАСХОДОМЕРА
  1. Какая жидкость измеряется?
  2. Максимальное и минимальное давление
  3. Диапазоны расхода
  4. Температура жидкости
  5. Диапазон плотности жидкости
  6. Диапазон вязкости
  7. Размер трубы
  8. Максимально допустимое падение давления
  9. Спецификация трубы или толщина стенки
  10. Материал трубы
  11. Ближайшее препятствие вверх по течению

Стили вихревых расходомеров


Интеллектуальные вихревые расходомеры выдают цифровой выходной сигнал, содержащий больше информации, чем просто расход.Микропроцессор в расходомере может автоматически корректировать условия недостаточной прямой трубы, разницу между диаметром отверстия и диаметром сопрягаемой трубы, тепловое расширение тела обтекания и изменение К-фактора, когда число Рейнольдса падает ниже 10 000. Интеллектуальные преобразователи

также снабжены диагностическими подпрограммами для сигнализации компонентов или других неисправностей. Интеллектуальные преобразователи могут инициировать процедуры тестирования для выявления проблем как с измерителем, так и с приложением.Эти тесты по запросу также могут помочь в проверке ISO 9000.

Некоторые вихревые расходомеры могут определять массовый расход. Одна такая конструкция измеряет как частоту вихрей, так и силу вихревого импульса одновременно. По этим показаниям можно определить плотность технологической жидкости и рассчитать массовый расход с точностью до 2% от диапазона.

Другая конструкция включает несколько датчиков для определения не только частоты завихрения, но также температуры и давления технологической жидкости.На основе этих данных он определяет как плотность, так и массовый расход. Этот расходомер обеспечивает точность расхода 1,25% при измерении массового расхода жидкостей и точность расхода 2% для газов и пара. Если знание давления и температуры процесса имеет значение по другим причинам, этот измеритель представляет собой удобную и менее дорогостоящую альтернативу установке отдельных датчиков.

Точность и диапазон

Поскольку число Рейнольдса падает с ростом вязкости, при увеличении вязкости страдает диапазон изменения диапазона вихревого расходомера.Максимальный предел вязкости в зависимости от допустимой точности и диапазона составляет от 8 до 30 сантипуаз. Можно ожидать диапазона более 20: 1 для работы с газом и паром и более 10: 1 для жидкостей с низкой вязкостью, если вихревой расходомер правильно рассчитан для применения.

Погрешность большинства вихревых расходомеров составляет 0,5–1% от нормы для чисел Рейнольдса более 30 000. По мере уменьшения числа Рейнольдса погрешность измерения увеличивается. При числах Рейнольдса менее 10 000 погрешность может достигать 10% от фактического расхода.

В то время как большинство расходомеров продолжают давать некоторые показания при почти нулевом расходе, вихревой расходомер снабжен точкой отсечки. Ниже этого уровня выход измерителя автоматически фиксируется на нуле (4 мА для аналоговых передатчиков). Эта граничная точка соответствует числу Рейнольдса 10 000 или ниже. Если минимальный расход, который необходимо измерить, как минимум в два раза превышает поток через отсечку, это не представляет проблемы. С другой стороны, это все еще может быть недостатком, если требуется информация о низком расходе во время пуска, останова или других неблагоприятных условий.


Вихревой расходомер для агрессивных жидкостей
Вся электроника без движущихся частей размещена в коррозионно-стойком корпусе. В отличие от счетчиков, содержащих металлические или движущиеся части, пластиковые вихревые расходомеры идеально подходят для агрессивных или легко загрязненных жидкостей. Области применения варьируются от сверхчистой воды до высококоррозионных химикатов и суспензий.

Учить больше

Промышленные вихревые расходомеры
Измеряет пар, газ и жидкости с низкой вязкостью.Вихри, создаваемые текущей текучей средой, создают импульсную нагрузку на отводную планку, и отводящая балка передает импульсы напряжения на герметизированный пьезоэлектрический датчик.

Учить больше

Клиновые расходомеры
Обеспечивает простое и надежное ограничение для измерения расхода в зависимости от перепада давления.Это позволяет пользователям устанавливать расходомер в любой ориентации трубы (горизонтальной, вертикальной или перевернутой). Обычно он компактен и прочен, предлагает несколько диапазонов калибровки для соответствия требованиям, типичным для технологических систем с водой.

Учить больше

Вихревой расходомер
Работая по тому же принципу, что и для измерения образования вихрей, этот тип вихревого расходомера подходит для вязких, чистых или грязных водоподобных жидкостей, совместимых с латунью, PVDF и FKM.Эти применения используются в большинстве обрабатывающих производств, включая резину, сталь, производство, переработку, бумагу, химическую, пищевую, нефтехимическую и энергетическую. Не подходят для легковоспламеняющихся жидкостей или газов, таких как воздух.

Учить больше

Приложения и ограничения


Вихревые расходомеры обычно не рекомендуются для дозирования или других приложений с прерывистым потоком. Это связано с тем, что настройка расхода капельного потока на дозирующей станции может упасть ниже минимального предела числа Рейнольдса расходомера.Чем меньше общая партия, тем более существенной может быть результирующая ошибка.

Газы низкого давления (низкой плотности) не создают достаточно сильного импульса давления, особенно если скорость жидкости низкая. Следовательно, вполне вероятно, что в таких услугах диапазон измерения счетчика будет плохим, и низкие потоки не будут измеряться. С другой стороны, если уменьшение диапазона допустимо и расходомер правильно рассчитан для нормального расхода, вихревой расходомер все же может быть рассмотрен.

Если технологическая жидкость имеет тенденцию покрывать или накапливаться на теле обтекания, как в шламе и суспензии, это в конечном итоге приведет к изменению K-фактора измерителя.Вихревые расходомеры не рекомендуются для таких применений. Однако, если грязная жидкость содержит только умеренное количество твердых частиц, не покрывающих покрытие, применение, вероятно, будет приемлемым. Это было продемонстрировано двухлетним испытанием известняковой суспензии. В конце испытания было обнаружено, что коэффициент К изменился только на 0,3% от исходной заводской калибровки, хотя на обтекаемом корпусе и расходомерной трубке были сильные царапины и ямки.

При измерении многофазного потока (твердые частицы в газе или жидкости; пузырьки газа в жидкости; капли жидкости в газе) точность вихревого измерителя упадет из-за неспособности измерителя различать фазы.Одним из таких применений является влажный пар низкого качества: жидкая фаза должна быть равномерно распределена в паре, и следует избегать вертикальных линий потока, чтобы предотвратить закупоривание. Когда труба находится в горизонтальном положении, жидкая фаза, вероятно, будет перемещаться по дну трубы, и поэтому внутренняя часть трубы должна оставаться открытой внизу. Этого можно добиться, установив корпус обтекания горизонтально. Погрешность измерения в таких приложениях составляет около 5% от фактического расхода, но с хорошей воспроизводимостью.

Постоянная потеря давления через вихревой расходомер примерно вдвое меньше, чем у диафрагмы, примерно два скоростных напора. (Скоростной напор определяется как V2 / g, где V - скорость потока, а g - гравитационная постоянная в согласованных единицах.) Если труба и расходомер имеют правильный размер и одинаковый размер, перепад давления, вероятно, будет только несколько фунтов на квадратный дюйм. Однако уменьшение размеров (установка измерителя размером меньше линии) с целью увеличения Рейнольдса может увеличить потерю напора до более чем 10 фунтов на квадратный дюйм.Также следует убедиться, что давление контракта вены не опускается ниже давления паров технологической жидкости, поскольку это может вызвать кавитацию. Естественно, если противодавление на измерителе ниже давления пара, технологическая жидкость будет мигать, и показания измерителя не будут иметь смысла.

Основными преимуществами вихревых расходомеров являются их низкая чувствительность к изменениям условий процесса и низкий износ по сравнению с отверстиями или турбинными расходомерами. Кроме того, невысоки начальные затраты и затраты на техническое обслуживание.По этим причинам они получили более широкое признание среди пользователей.

Рекомендации по установке


При установке вихревого расходомера в существующий технологический процесс, где диапазон расхода неизвестен, рекомендуется сначала выполнить некоторые приблизительные измерения (с помощью портативных ультразвуковых устройств Пито или накладных ультразвуковых устройств). В противном случае нет никакой гарантии, что вихревой измеритель линейного размера вообще будет работать.

Вихревой расходомер требует хорошо развитого и симметричного профиля скорости потока, без каких-либо искажений или завихрений.Это требует использования прямых трубопроводов на входе и выходе для регулирования потока. Прямая длина трубы должна быть того же размера, что и метр, а ее длина должна быть примерно такой же, как требуется для установки с отверстием с коэффициентом бета 0,7. Большинство производителей вихревых расходомеров рекомендуют минимум 30 диаметров трубы после регулирующих клапанов и от 3 до 4 диаметров трубы между измерителем и отводами давления на выходе. Температурные элементы должны быть небольшими и располагаться на 5–6 диаметрах ниже по потоку.

Примерно половина всех установок вихревых расходомеров требует «сужения» технологических трубопроводов большого размера с помощью концентрических переходников и расширителей. Даже если будут установлены выпрямители потока, все равно потребуются прямые (релаксационные) трубопроводы.

Вихревые расходомеры можно устанавливать вертикально, горизонтально или под любым углом, если они находятся в затопленном состоянии. Счетчик можно поддерживать в затопленном состоянии, установив его в вертикальном восходящем трубопроводе. При установке расходомера в нисходящем или горизонтальном потоке нижний трубопровод должен оставаться на высоте.Обратные клапаны можно использовать для поддержания заполнения трубопровода жидкостью при отсутствии потока. Запорный и байпасный клапаны требуются, если замена датчика в конкретной конструкции требует остановки потока и открытия процесса.

Ответные фланцы (на стыковочных трубопроводах сортамента 40 или сорта 80) должны иметь такой же диаметр и гладкое отверстие, что и расходомер. Предпочтительны фланцы с приварной шейкой, переходные фланцы использовать не следует. На внутренней поверхности сопрягаемой трубы не должно быть прокатной окалины, ямок, отверстий, зазубрин и неровностей на расстоянии 4 диаметра перед расходомером и 2 диаметра за расходомером.Отверстия расходомера, прокладки и прилегающие трубопроводы должны быть тщательно выровнены, чтобы исключить любые препятствия или ступеньки.

Чрезмерную вибрацию трубы можно устранить, поддерживая трубы с обеих сторон измерителя или вращая измеритель так, чтобы датчик переместился из плоскости вибрации. Шум процесса из-за вибрации клапана, конденсатоотводчиков или насосов может привести к завышенным показаниям или ненулевым показаниям в условиях нулевого расхода. Большая часть электроники расходомера позволяет увеличить настройки шумового фильтра, но повышенное шумоподавление обычно также снижает чувствительность расходомера при низком расходе.Один из вариантов - переместить счетчик в менее шумную часть процесса.

Размеры и диапазон

Частота образования вихрей прямо пропорциональна скорости жидкости в трубе и, следовательно, объемному расходу. Частота образования вихрей не зависит от свойств жидкости, таких как плотность, вязкость, проводимость и т. Д., За исключением того, что поток должен быть турбулентным для возникновения вихрей. Связь между частотой вихрей и скоростью жидкости следующая:
Ст = ф (д / В)

Где St - число Струхаля, f - частота образования вихрей, d - ширина тела обтекания, а V - средняя скорость жидкости.Значение числа Струхаля определяется экспериментально и обычно оказывается постоянным в широком диапазоне чисел Рейнольдса. Число Струхаля представляет собой отношение интервала между выделением вихрей (l) и шириной тела обтекания (d), которое составляет около шести (рис. 4-4). Число Струхаля - это безразмерный калибровочный коэффициент, используемый для характеристики различных тел обтекания. Если их число Струхаля одинаково, то два разных тела блефа будут работать и вести себя одинаково.

Поскольку объемный расход Q является произведением средней скорости жидкости и площади поперечного сечения, доступной для потока (A):

Q = AV = (A f d B) / St

, где B - коэффициент блокировки, определяемый как открытое пространство, оставленное телом обтекания, деленное на площадь полного прохода трубы.Это уравнение, в свою очередь, можно переписать как:

Q = fK

где K - коэффициент счетчика, равный произведению (A f d B). Как и в случае турбинных и других частотных расходомеров, коэффициент К можно определить как количество импульсов на единицу объема (импульсов на галлон, импульсов на кубический фут и т. Д.). Следовательно, можно определить расход, посчитав количество импульсов в единицу времени. Частота вихрей варьируется от одного до тысяч импульсов в секунду, в зависимости от скорости потока, характера технологической жидкости и размера измерителя.В газовой среде частота примерно в 10 раз выше, чем в жидкой.

Коэффициент K определяется производителем, обычно путем калибровки воды в проточной лаборатории. Поскольку коэффициент K одинаков для жидкостей, газов и паров, значение, определенное при калибровке по воде, является действительным.

для любой другой жидкости. Коэффициент калибровки (K) при умеренных числах Рейнольдса не чувствителен к резкости кромок или другим изменениям размеров, которые влияют на расходомеры с квадратными отверстиями.

Хотя уравнения вихревого измерителя относительно просты по сравнению с уравнениями для диафрагм, следует помнить о многих правилах и соображениях. Производители предлагают бесплатное компьютерное программное обеспечение для определения размеров, при котором пользователь вводит свойства жидкости (плотность, вязкость и желаемый диапазон расхода), а программа автоматически определяет размер измерителя.

Сила, создаваемая импульсом вихревого давления, является функцией плотности жидкости, умноженной на квадрат скорости жидкости. Требование наличия турбулентного потока и силы, достаточной для срабатывания датчика, определяет диапазон измерения измерителя.Эта сила должна быть достаточно высокой, чтобы ее можно было отличить от шума. Например, типичный 2-дюйм. Вихревой расходомер имеет диапазон расхода воды от 12 до 230 галлонов в минуту. Если плотность или вязкость жидкости отличается от воды, диапазон измерителя изменится.

Чтобы свести к минимуму шум измерения, важно выбрать расходомер, который будет адекватно обрабатывать как минимальные, так и максимальные потоки процесса, которые будут измеряться. Рекомендуется, чтобы минимальный измеряемый расход был как минимум в два раза больше минимального расхода, определяемого измерителем.Максимальная производительность счетчика должна как минимум в пять раз превышать ожидаемый максимальный расход.

Последние изменения

Интеллектуальные вихревые расходомеры выдают цифровой выходной сигнал, содержащий больше информации, чем просто расход. Микропроцессор в расходомере может автоматически корректировать условия недостаточной прямой трубы, разницу между диаметром отверстия и диаметром сопрягаемой трубы, тепловое расширение тела обтекания и изменение К-фактора, когда число Рейнольдса падает ниже 10 000.

Интеллектуальные преобразователи также снабжены диагностическими подпрограммами для сигнализации компонентов или других отказов. Интеллектуальные преобразователи могут инициировать процедуры тестирования для выявления проблем как с измерителем, так и с приложением. Эти тесты по запросу также могут помочь в проверке ISO 9000.

Некоторые недавно представленные вихревые расходомеры могут определять массовый расход. Одна такая конструкция измеряет как частоту вихрей, так и силу вихревого импульса одновременно. По этим показаниям можно определить плотность технологической жидкости и рассчитать массовый расход с точностью до 2% от диапазона.

Еще одна новая конструкция включает несколько датчиков для определения не только частоты завихрений, но также температуры и давления технологической жидкости. На основе этих данных он определяет как плотность, так и массовый расход. Этот расходомер обеспечивает точность расхода 1,25% при измерении массового расхода жидкостей и точность расхода 2% для газов и пара. Если знание давления и температуры процесса имеет значение по другим причинам, этот измеритель представляет собой удобную и менее дорогостоящую альтернативу установке отдельных датчиков.

Информация о продукте Техническое обучение

Вихревые расходомеры, встроенные и вставные, Калифорния и Невада


VortexMaster FSV430

VortexMaster FSV430 - это базовый расходомер для измерения объемного расхода.Он использует двухпроводной передатчик с передовой технологией DSP с отличной компенсацией вибрации и обеспечивает удобное интуитивное управление непосредственно через стекло. Доступен во фланцевом и вафельном исполнении.

Расходомеры

VortexMaster могут использоваться для точного измерения расхода газов, жидкостей и пара в широком диапазоне температур. Вихревые расходомеры идеально подходят для использования с нефтехимическим сырьем, деминерализованной водой и для прямого и экономичного массового расхода пара за счет использования встроенного измерения температуры.

VortexMaster FSV430 - это стандартная конструкция с дополнительными цифровыми выходами, графическим дисплеем и отличной виброустойчивостью для широкого диапазона приложений. Доступен со встроенным или выносным преобразователем с сигнальным кабелем длиной до 30 м (98 футов).


VortexMaster FSV450

VortexMaster FSV450 - универсальный вихревой расходомер для высокопроизводительных расходомеров.В нем используется двухпроводный датчик с передовой технологией DSP с расширенными функциями вычислителя расхода. Сигналы от удаленных датчиков, такие как давление, температура, плотность или содержание газа, могут быть вычислены непосредственно с сигналами внутреннего расхода и температуры. Идеально подходит для прямого массового расхода или стандартного расхода газов и жидкостей или прямого массового расхода и расхода энергии на насыщенном и перегретом паре.

Расходомеры

VortexMaster используются для точного измерения расхода газа, жидкости и пара в широком диапазоне температур.Вихревые расходомеры идеально подходят для экономичного измерения нефтехимического сырья, деминерализованной воды и прямого массового расхода пара за счет использования встроенного измерения температуры.

VortexMaster FSV450 - это усовершенствованная версия с дополнительным аналоговым входом для измерения массового расхода или расхода энергии. Доступен со встроенным или выносным преобразователем с длиной кабеля до 30 м (98 футов). Использование дополнительных входов для дискретных вычислителей расхода больше не требуется во многих приложениях.


Вихревые расходомеры серии F-2600 Вихревые расходомеры серии

F-2600 предназначены для точного и экономичного измерения массового расхода насыщенного пара.Версия вихревого расходомера со стандартным питанием от контура оснащена внутренней температурной компенсацией, необходимой для прямого измерения массового расхода. Каждый вихревой расходомер F-2600 снабжен аналоговым выходом 4-20 мА для расхода, импульсным выходом для суммирования, а также встроенным пользовательским интерфейсом и дисплеем. Стандартный измеритель с питанием от контура также включает HART. Доступны дополнительные версии с внутренней компенсацией давления, несколькими аналоговыми выходами и последовательной связью BACnet или MODBUS.


Вставные вихревые расходомеры серии F-2700 Вставные вихревые расходомеры серии

F-2700 обеспечивают точное измерение массового расхода без необходимости использования внешнего вычислителя расхода. Они могут быть отличным выбором для подачи пара и горячей воды средней или высокой температуры.

В правильных применениях вихревые расходомеры вставного типа представляют собой очень надежное и экономичное решение для измерения массового расхода.Они часто являются лучшим выбором для измерения расхода в трубах большего диаметра, где ожидаемые значения расхода технологического процесса находятся в пределах рабочего диапазона расходомера.

Версия вихревого расходомера со стандартным питанием от контура снабжена внутренней температурной компенсацией, необходимой для прямого измерения массового расхода насыщенного пара. Каждый вихревой расходомер F-2700 снабжен аналоговым выходом 4-20 мА для расхода, импульсным выходом для суммирования, а также встроенным пользовательским интерфейсом и дисплеем.Стандартный измеритель с питанием от контура также включает HART. Доступны дополнительные версии с внутренней компенсацией давления, несколькими аналоговыми выходами и последовательной связью BACnet или MODBUS.


Вихревой расходомер ABB

Вихревой датчик расхода воздуха Karman VS Датчик массового расхода воздуха

Вихревой датчик расхода воздуха Karman - широко используемый расходомер для измерения воздуха.Вихревой датчик расхода воздуха Karman также называется расходомером с отводом вихрей.

Есть много типов инструментов, которые можно использовать для измерения воздуха, но фактическая скорость воздушного потока, используемого в полевых условиях, делится в соответствии с его принципами, и типов не так много. Обычно используются вихревой датчик расхода воздуха Кармана и датчик массового расхода воздуха.
Хорошо.

Какой выбрать?

Что такое вихревой датчик расхода воздуха Karman?

Вихревой датчик расхода воздуха Karman - это объемный расходомер.

Вихревой датчик расхода воздуха Karman использует воздушный поток для обхода конуса и создания двух рядов вихрей ниже по потоку. Частота вихрей имеет функциональную связь с потоком всасываемого воздуха. Инструмент, который определяет воздушный поток, определяя частоту вихря оптическими или ультразвуковыми методами.

Что такое датчик массового расхода воздуха?

Датчик массового расхода воздуха представляет собой массовый расходомер. Также называется массовым расходомером теплового газа.

Тепловые массовые расходомеры газа - это приборы, в которых для измерения расхода газа используется принцип термодиффузии.Датчик состоит из двух эталонных тепловых сопротивлений (RTD).

Массовый расходомер теплового газа может измерять воздух, азот, диоксид углерода, метан и т. Д.
Отдельный компонент или смесь определенных компонентов. При отправке с завода расходомер обычно проверяется с использованием аммиака или воздуха в качестве среды.

Угадайте, что вам нравится: Расходомер газа

Вихревой датчик расхода воздуха Karman VS Датчик массового расхода воздуха

Название Karman vortex Масса
Внешний вид
Установка Фланец / вставка Частота измерения фланца / вставки Измерение частоты за препятствием к
отражает скорость газа, поэтому
измеряет фактический объемный расход
газа.
Измеряет массовый расход газа
путем измерения энергии
, необходимой для поддержания постоянной температуры нагретого резистора
.
Компенсация температуры и давления Для расчета стандартного объемного расхода необходима компенсация температуры и давления. (Дополнительно требуется измерение температуры и давления) Существует фиксированная зависимость
между стандартным расходом и массовым расходом (определяется плотностью газа при стандартных условиях), компенсация температуры и давления не требуется.
Чувствительность Нет реакции на расход менее 4 м / с. Может измерять расход до 0 м / с.
Диапазоны измерения 4-75 м / с 0-224 м / с
Точность ± 1,5%
± 1 ~ 2,5%
Основные факторы, влияющие на точность измерения вибрирует (небольшое встряхивание может сильно повлиять на точность измерения)
Чистота измеряемого газа (без длительного измерения за воздушным компрессором)
Ремонт и калибровка

Невозможно установить или удалить под давлением, дороговизна ремонта или калибровки. Возможна установка или снятие под давлением, низкая стоимость ремонта или калибровки.

Приложения :

Вихревой датчик расхода воздуха Кармана широко используется, он позволяет измерять газ, жидкость и пар.

Датчик массового расхода воздуха может измерять только газ;

Цена:

Вихревой датчик расхода воздуха Karman значительно дешевле;

Условия установки:

Вихревой расходомер предъявляет требования к установке прямого участка измерительного трубопровода, как правило, первого 10 и заднего 5.

Тепловой массовый расходомер не имеет ограничений.

Характеристики:

  1. Тепловые массовые расходомеры газа имеют следующие технические преимущества:

Истинный массовый расходомер не требует компенсации температуры и давления для измерения расхода газа. Измерение удобно и точно. Можно получить массовый расход газа или стандартный объемный расход.

Широкий диапазон передаточных чисел, позволяет измерять газ с расходом от 120 Нм / с до 0.1 Нм / с. Может использоваться для обнаружения утечки газа.

Хорошие сейсмические характеристики и длительный срок службы. Датчик не имеет движущихся частей и частей, чувствительных к давлению, и на точность измерения не влияет вибрация.

Простота установки и обслуживания. Если позволяют условия на площадке, установка и обслуживание могут быть выполнены без остановки производства. (Требуется специальная настройка)

Цифровой дизайн. Встроенное измерение цифровых схем, точное измерение и удобное обслуживание.

Использование связи RS-485 позволяет реализовать автоматизацию и интеграцию предприятия.

Измерение кислорода, азота, водорода, дорожного газа и многокомпонентных газов.

Измерение доменного и коксового газов.

Измерение расхода природного газа, сжиженного газа, факельного газа и т. Д.

Измерение расхода первичного и вторичного воздуха доменной печи электростанции.

Измерение расхода подземной вентиляции или вытяжной системы в шахтах.

Измерение дымовых газов.

Измерение сжатого воздуха.

  1. Вихревой расходомер имеет следующие преимущества:

На выходной сигнал не влияют компоненты температуры, давления и плотности жидкости, и он прямо пропорционален расходу жидкости.

Чувствительный элемент не контактирует со средой и имеет высокую надежность.

Отсутствие движущихся частей, простая и прочная конструкция.

Широкий диапазон измерения и высокая точность.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *