3.11.Вихревые расходомеры

Принцип действия вихревых расходомеров основывается на явлении вихревого следа, известного как эффект Кармана [9]. Когда жидкость обтекает тело, поток разделяется и образует завихрения, которые следуют попеременно позади вдоль каждой стороны тела обтекания (рис. 13).

Формирование вихрей (высокая скорость, низкое давление)

Тело обтекания

Рис.13. Схема вихревого расходомера.

Эти вихри являются причиной возникновения зон флуктуации давления, которые улавливаются чувствительным элементом. Частота генерации вихрей прямо пропорциональна скорости жидкости [9].

Выходной сигнал вихревого расходомера зависит от К-фактора. К-фактор–отношение частоты генерируемых вихрей к скорости жидкости.

V=ω/K,

Где V–скорость жидкости, ω-частота вихрей, К-К–фактор.

К-фактор изменяется с числом Рейнольдса, но он фактически постоянен в широком диапазоне. Вихревые расходомеры обеспечивают высокую точность расходов, когда работают внутри этого линейного участка [9].

Вихревой принцип хорош тем, что он позволяет измерять расход жидкости, газа, пара. Однако имеется ограничение для жидкостей. Их вязкость должна быть не более 2сСт.

Известны различные конструкции вихревых приборов, различающихся принципом съема сигнала. Это расходомеры со съемом сигнала по пульсациям давления за телом обтекания, по изгибным напряжениям тела обтекания или специального элемента, С электромагнитным съемом сигнала, с термоанемометрическим принципом съема сигнала, а также с акустическим [9].

4. Контроль уровня

4.1. Методы измерения уровня жидкости, применяемые в химической промышленности

В химической промышленности для измерения уровня жидкости в основном используются следующие методы измерения:

 С помощью указательных стёкол. Указательные стекла применяются для местного измерения уровня в аппаратах, работающих при атмосферном или избыточном (до 1 МН/м²) давлении;

 С помощью поплавковых уровнемеров. В этих приборах чувствительным элементом яв­ляется поплавок с меньшей (плавающий) или большей (погруженной) плотностью, чем плотность жидкости. Изменение уровня жидкости в аппарате с плавающим по­плавком вызывает его перемещение, которое посредством системы рычагов, тяг и тросов передается указателю, движущемуся по шкале, или вторичному прибору для показания, записи или передачи на расстояние значений высоты уровня жидкости в аппарате. В таких уровнемерах поплавок следит за уровнем жидко­сти.

Действие уровнемеров с пружинным поплавком основано на изменении вы­талкивающей (архимедовой) силы, действующей на поплавок при его погружении в жидкость. Такой поплавок удерживается в подвешенном состоянии посред­ством пружинного элемента. Благодаря этому значительные по величине измене­ния уровня жидкости будут приводить лишь к небольшим перемещениям по­плавка.

 С помощью гидростатических уровнемеров. Они служат для измерения гидростатического дав­ления столба жидкости. Различают гидростати­ческие пьезометрические и дифманометрические уровнемеры.

Действие гидростатических пьезометрических уровнеме­ров основано на изменении давления воздуха или газа, барботирующего через слой жидкости, с измеряемым уровнем при изменении последнего. Их часто применяют для определения уровня жидкостей с повышенной вязкостью. Дей­ствие гидростатических дифманометрических уровнемеров основано на определении уровня по перепаду давления между столбами изме­ряемой жидкости в аппарате и в уравнительном сосуде, уровень в котором постоянен [1].

 Для предотвращения взрывов на объектах химической промышленности не применяются приборы, принцип работы которых основан на получении электрического сигнала, например: электрические уровнемеры (емкостные и омические), и достаточно дорогой и опасный радиоактивный метод.