چرا فلومتر Vortex پس از نصب ناپایدار می شود - یا حتی کار نمی کند؟

آیا تا به حال فلومتر گردابی را تجربه کرده اید که دقت ضعیف، نوسانات زیاد سیگنال یا حتی از دست دادن کامل سیگنال را پس از نصب نشان می دهد؟

در بسیاری از موارد، علت اصلی خود ابزار نیست، بلکه اندازه و روش‌های نصب نامناسب است. فلومترهای گردابی به مشخصات سرعت، رژیم جریان و پیکربندی لوله کشی بسیار حساس هستند. انحرافات کوچک در این جزئیات می تواند منجر به خطاهای اندازه گیری قابل توجهی شود.

این مقاله اصول مهندسی کلیدی پشت اندازه مناسب، انتخاب کاهنده و الزامات لوله مستقیم را بر اساس استانداردهای صنعت و تحقیقات تجربی تأیید شده توضیح می‌دهد.

اندازه 1 متر برای نسبت چرخش گسترده: چرا کاهش قطر اغلب ضروری است

برای دستیابی به الف نسبت چرخش گسترده و اطمینان از قدرت سیگنال کافی در نرخ های جریان پایین، تمرین مهندسی رایج است قطر فلومتر را نسبت به خط لوله کاهش دهید به منظور افزایش سرعت سیال

برای فلومترهای وابسته به مشخصات سرعت - مانند:

• فلومترهای گردابی
• فلومترهای چرخشی (پیشرفت گردابی).
• دبی سنج های الکترومغناطیسی

این تطابق قطر معمولا با استفاده از کاهنده های متحدالمرکز .

اصل اندازه گیری عمومی

• در اکثر برنامه ها، قطر اسمی فلومتر باید برابر یا کوچکتر از قطر لوله باشد .
• برای vortex flowmeters, the calculated meter size is often یک تا دو اندازه اسمی کوچکتر از خط لوله

مثال

• خط لوله: 8 اینچ (DN200)
• فلومتر گرداب: 4 اینچ (DN100)

در موارد خاص - مانند انتقال نگهداری روغن یا اندازه گیری نیتروژن کم جریان - کاهش‌های حتی بزرگ‌تری ممکن است برای برآورده کردن الزامات کاهش شدید اعمال شود.

با این حال، اندازه بیش از حد یک مشکل رایج باقی می ماند. در چندین پروژه، فلومترهای گردابی انتخاب شدند خیلی بزرگ ، در نتیجه:

• سرعت ناکافی در حین کار عادی
• عملکرد خارج از محدوده اندازه گیری موثر
• بی ثباتی شدید سیگنال پس از راه اندازی

یادداشت موردی:

برای nitrogen service with a 4" pipeline selected for start-up demand, installing a 1/2" vortex flowmeter represents an extreme reduction. Both the pipeline sizing logic and the meter selection require careful revaluation.

2. انتخاب کاهنده: همیشه از کاهنده های متحدالمرکز استفاده کنید

هر زمان که کاهش یا انبساط قطر لوله در تاسیسات فلومتر گردابی مورد نیاز باشد:

باید از کاهنده های هم مرکز استفاده شود.

کاهنده های غیرعادی پروفیل های سرعت نامتقارن ایجاد می کنند که به طور قابل توجهی دقت اندازه گیری را در ابزارهای حساس به سرعت کاهش می دهد.

3. الزامات لوله مستقیم برای نصب با قطر کاهش یافته

الزامات هندسه کاهنده

برای به حداقل رساندن اعوجاج جریان:

• را زاویه مخروطی α کاهنده نباید از 15 درجه تجاوز کند
• تحت این شرایط، کاهنده را می توان به عنوان بخشی از طول لوله مستقیم در نظر گرفت

هر دو کاهنده های بالادست و پایین دست باید کاهنده های متحدالمرکز و تدریجی باشند.

4. حداقل الزامات طول مستقیم بالادست (مقادیر معمولی)

D = قطر لوله داخلی

5. شرایط نصب عمومی برای فلومترهای گردابی

یک فلومتر گردابی که به درستی نصب شده باشد باید شرایط زیر را داشته باشد:

الف) به صورت افقی یا عمودی (برای مایعات: جهت جریان از پایین به بالا) در لوله ای مطابق با قطر اسمی نصب شده است.

ب) طول لوله مستقیم بالادست و پایین دست کافی و بدون مانع همانطور که مشخص شده است

ج) تراز هم محور با خط لوله. واشرها نباید در جریان نفوذ کنند

د) لوله کشی چند بخش باید مستقیم با کمترین انحراف محور باقی بماند

ه) اندازه گیری دما:

• ترجیحاً از طریق ترموول داخلی
• در غیر این صورت، سنسور را پیدا کنید 2–5 بعدی پایین دست

و) اندازه گیری فشار:

• ترجیحاً از طریق ضربه زدن فشار داخلی
• در غیر این صورت، ضربه زدن را پیدا کنید 2–7 بعدی پایین دست

g) بدون دریچه یا خطوط بای پس در قسمت های مستقیم لوله

ح) عدم وجود شیر کنترل جریان در بالادست کنتور

ط) در صورت وجود حباب یا ناخالصی گاز، جداکننده یا فیلتر نصب کنید بالادست مسیر مستقیم

6. طول لوله های مستقیم معمولی (اندازه گیری مجرای بسته)

7. محل دریچه و ملاحظات جریان دو فازی

• از شیرها یا بای پس های نزدیک فلومتر خودداری کنید
• شیرهای کاهنده فشار ممکن است باعث تغییر فاز در پایین دست شوند
• از جریان دو فازی (گاز در مایع یا مایع در گاز) باید اجتناب شود
• در صورت لزوم از جداکننده های گاز یا فیلترهای بالادست استفاده کنید

8. چرا باید از کاهش دهنده های غیرعادی اجتناب کرد؟

فلومترهای جرمی کوریولیس و جابجایی سنج مثبت مستقل از پروفیل سرعت هستند.

تمام فلومترهای دیگر وابسته به مشخصات سرعت هستند و به طول لوله مستقیم بالادست و پایین دست نیاز دارند.

راهنمای صنعت کلیدی:

• الزامات نصب برای دستگاه های فشار دیفرانسیل باید مطابق باشد ISO 5167-1
• برای other flowmeters, manufacturer installation guidelines must be strictly followed
• کاهنده های غیرعادی به شدت پروفیل های سرعت را مختل می کنند و نباید در نزدیکی مترهای وابسته به سرعت استفاده شود

9. اثر کاهنده های متحدالمرکز بر روی مشخصات سرعت (شواهد تجربی)

مطالعات تجربی انجام شده توسط TNO و Delft Hydraulics استفاده از هوا و آب نشان می دهد:

• یک کاهنده متحدالمرکز با نسبت قطر D_meter / D_pipe ≈ 0.44 می تواند یک پروفیل سرعت نامتقارن را به یک پروفیل تقریبا متقارن تبدیل کند (عدم تقارن < 2%)
• را downstream velocity profile resembles a مشخصات سرعت نوع پلاگین (PTVP)
• در 5 بعدی پایین دست ، نمایه در سراسر موارد زیر ثابت می ماند:
  پاسخ = 50000-250000 (هوا)
  پاسخ = 20000-500000 (آب)
• کاهنده های متحدالمرکز چرخش را حذف نکنید ، به ویژه آن که در اثر خمیدگی های فضایی ایجاد می شود
• دستگاه‌های چرخش‌زدایی ممکن است نیاز داشته باشند طول ≥6D بسته به گام چرخش

خلاصه یافته ها

• کاهنده های متحدالمرکز significantly improve velocity symmetry
• راy do not remove swirl
• فقط کاهنده های متحدالمرکز این مزیت را فراهم می کنند
• کاهنده های غیرعادی اعوجاج شدید سرعت را ایجاد می کنند

10. الزامات لوله مستقیم برای نصب با قطر کاهش یافته

(D_meter / D_pipe ≤ 0.7)

مقدمات نهایی مهندسی

هنگامی که یک فلومتر گردابی ضعیف عمل می کند، به ندرت علت "کیفیت ابزار" است.

بیشتر اوقات، یک است مشکل در سطح سیستم شامل:

• انتخاب نادرست قطر
• نوع کاهنده نادرست
• طول لوله مستقیم ناکافی
• مشخصات سرعت تحریف شده

Correct sizing کاهنده های متحدالمرکز disciplined piping design پایه و اساس اندازه گیری دقیق و پایدار جریان گرداب هستند.

اگر میدان جریان را به درستی طراحی کنید، ابزار کار خود را انجام می دهد.