Viskoznost je temeljno svojstvo tekućine koje značajno utječe na performanse i rad vrtložnog mjerača protoka. Kao vodeći dobavljač vrtložnih mjerača protoka, imamo dubinsko znanje o tome kako viskoznost utječe na ove mjere protoka i kako optimizirati njihovu upotrebu u različitim aplikacijama.
Razumijevanje vrtložnih mjerača protoka
Prije nego što uđete u učinke viskoznosti, ključno je razumjeti osnovni princip vrtlog protoka. Vortex -ov mjerač protoka djeluje na temelju principa Karman Vortex Street. Kad tekućina teče pokraj blufskog tijela (poznatog i kao šipka za protok) smještenom u stazu protoka, naizmjenični vrtlozi prolijevaju se s obje strane blufskog tijela. Učestalost ovih vrtloga izravno je proporcionalna brzini tekućine. Mjerenjem ove frekvencije može se utvrditi brzina protoka tekućine. Možete saznati više o našemKarman Vortex mjerač protoka zraka.
Uloga viskoznosti u protoku tekućine
Viskoznost se može definirati kao otpornost tekućine na protok. Tekućine visoke viskoznosti, poput meda ili teških ulja, polako teče i imaju veće unutarnje trenje u usporedbi s tekućinama niske viskoznosti poput vode ili zraka. U kontekstu vrtložnog metra protoka, viskoznost utječe i na stvaranje i otkrivanje ulice Karman Vortex.
Vortex formiranje
Formiranje Karman Vortex Streeta vrlo je ovisno o Reynoldsovom broju (RE), što je bezdimenzionalna količina koja predstavlja omjer inercijalnih sila i viskoznih sila u protoku tekućine. Reynoldsov broj izračunava se pomoću formule:
[Re = \ frac {\ rho vd} {\ mu}]
gdje je (\ rho) gustoća tekućine, (v) je brzina fluida, (d) je karakteristična duljina (obično širina tijela blufa), a (\ mu) je dinamička viskoznost fluida.
U tekućini visoke viskoznosti viskozne sile dominiraju nad inercijalnim silama, što rezultira nižim Reynoldsovim brojem. Kad je Reynoldsov broj ispod određene kritične vrijednosti, protok oko tijela bluffa postaje laminaran, a stvaranje različitih vrtloga je inhibiran. U laminarnom toku, tekućina se pomiče u glatkim slojevima, a ne postoji izmjena vrtloga. To znači da mjerač vrtloga neće moći generirati pouzdan signal za mjerenje protoka.
S druge strane, u tekućini s niskom viskoznošću, inercijalne sile su značajnije, a Reynoldsov broj je veći. Pri većim Reynoldsovim brojevima, protok postaje turbulentni i dobro definirani vrtlozi prolijevaju se iz tijela bluff na redovnoj frekvenciji. Ovo redovito prolijevanje ključno je za točno mjerenje protoka s vrtložnim mjernom protokom.
Otkrivanje vrtloga
Viskoznost također utječe na otkrivanje vrtloga. Senzori u vrtložnom metiku protoka dizajnirani su za otkrivanje varijacija tlaka uzrokovanih prolaznim vrtlozima. U tekućini visoke viskoznosti, varijacije tlaka povezane s vrtlozima prigušene su brže u usporedbi s tekućinom niske viskoznosti. To je zato što visoko unutarnje trenje u tekućini brže raspršuje energiju vrtloga. Kao rezultat toga, senzori mogu imati poteškoće u otkrivanju slabih tlačnih signala, što dovodi do netočnih mjerenja protoka.
Utjecaj na točnost metra protoka
Točnost vrtložnog mjerača protoka usko je povezana s viskoznošću tekućine koja se mjeri. Općenito, vrtložni mjeditelji protoka najtačniji su u tekućini s niskom viskoznošću. Kad se viskoznost tekućine povećava, točnost protočnog metra se smanjuje.
Za primjene u kojima su uključene tekućine visoke viskoznosti, potrebno je uzeti posebna razmatranja. Jedan pristup je odabir vrtložnog protoka s većim tijelom za bluf. Veće tijelo za bluf može povećati veličinu vrtloga, što ih olakšava otkrivanje čak i u tekućinama visoke viskoznosti. Međutim, to također može ograničiti niži raspon protoka koji mjerač protoka može precizno izmjeriti.
Drugi čimbenik koji treba uzeti u obzir je kalibracija metra protoka. Vortex mjerni protok obično se kalibriraju pomoću standardne tekućine s poznatom viskoznošću. Pri mjerenju tekućine s drugom viskoznošću, kalibraciju će se možda trebati prilagoditi kako bi se osigurala točna mjerenja. To je posebno važno za tekućine s viskoznostima koje se značajno razlikuju od kalibracijske tekućine.
Primjena i razmatranja viskoznosti
Prijave za pare
U aplikacijama za pare, viskoznost igra ključnu ulogu. Para je relativno niska viskoznost tekućina, što je čini prikladnom za mjerenje s vrtložnim mjeračem protoka. NašeMjerač protoka pare vrtlogeposebno je dizajniran za precizno mjerenje protoka pare. Međutim, kvaliteta pare (frakcija suhoće) može utjecati na njegovu viskoznost i druga svojstva. Vlažna pare, koja sadrži kapljice tekućine, ima veću učinkovitu viskoznost u usporedbi sa suhom parom. To može utjecati na stvaranje i otkrivanje vrtloga, a potrebno je poduzeti odgovarajuće mjere kako bi se osiguralo točno mjerenje.
Primjena plina
Za primjenu plina, viskoznost plina je općenito niska. NašeVortex mjerač protoka plinadobro je prikladan za mjerenje protoka različitih plinova. Međutim, promjene u sastavu plina mogu utjecati na njegovu viskoznost. Na primjer, ako plinska smjesa sadrži značajnu količinu teških ugljikovodika, viskoznost plina može se povećati. To može dovesti do promjena u Reynoldsovom broju i potencijalno utjecati na performanse vrtložnog protoka.
Primjena tekućine
U tekućim primjenama, raspon viskoznosti može biti mnogo širi. Voda je tekućina s niskom viskoznošću, a vrtložni mjerni protok mogu osigurati precizna mjerenja u sustavima temeljenim na vodi. Međutim, kada se bave tekućinama visoke viskoznosti kao što su ulja ili sirupi, izazovi spomenuti ranije u pogledu stvaranja i otkrivanja vrtloga postaju izraženiji. Možda će biti potrebni specijalizirani vrtložni mjerili ili treba uzeti u obzir alternativne tehnologije mjerenja protoka.
Ublažavanje učinaka viskoznosti
Kao dobavljač vrtložnog metra, nudimo nekoliko rješenja za ublažavanje negativnih učinaka viskoznosti na performanse metra protoka.
- Pravilan odabir protoka: Pomažemo našim kupcima u odabiru najprikladnijeg mjernika protoka vrtloga na temelju viskoznosti i drugih svojstava tekućine. To uključuje s obzirom na veličinu tijela bluffa, vrstu senzora i zahtjeve raspona protoka.
- Kalibracija i naknada: Pružamo usluge kalibracije kako bismo osigurali da se mjerač protoka precizno kalibrira za specifičnu tekućinu koja se mjeri. U nekim slučajevima također možemo implementirati algoritme kompenzacije kako bismo objasnili učinke viskoznosti na mjerenje protoka.
- Kondicioniranje protoka: Instaliranje protoka protoka uzvodno od vrtložnog mjerača protoka može pomoći u poboljšanju profila protoka i smanjenju utjecaja viskoznosti. Protok protoka može ispraviti protok i stvoriti ujednačenu raspodjelu brzine, što je korisno za stvaranje i otkrivanje vrtloga.
Zaključak
Viskoznost ima dubok utjecaj na rad i performanse vrtložnog mjerača protoka. Razumijevanje kako viskoznost utječe na stvaranje vrtloga, otkrivanje i točnost mjerača protoka ključno je za odabir desnog metra protoka i osiguravanje pouzdanog mjerenja protoka. Kao pouzdani dobavljač vrtložnog protoka, posvećeni smo našim kupcima pružiti visoke kvalitetne mjere protoka i sveobuhvatna rješenja za rješavanje izazova koje viskoznost postavlja u raznim aplikacijama.
Ako ste zainteresirani da saznate više o našim vrtlozima protoka ili imate posebne zahtjeve za vašu aplikaciju za mjerenje protoka, potičemo vas da nas kontaktirate radi daljnje rasprave i potencijalne nabave. Naš tim stručnjaka spreman vam je pomoći u pronalaženju najboljeg rješenja za vaše potrebe.
Reference
- White, FM (1999). Mehanika tekućine. McGraw - Hill.
- Streeter, VL, & Wylie, EB (1985). Mehanika tekućine. McGraw - Hill.