工業プロセスでは,効率を最適化し,安全性を確保し,製品の品質を維持するために正確な流量測定が重要です.この分野における2つの重要なプレーヤーは,渦流量計と高圧流量計です. それぞれが流体力学における特定の課題に対処するように設計されています.このガイドでは,それらの作業原理,特徴,応用,そして現代的な産業操作にどのように貢献するかについて調べています.

渦流量計とは何か?

渦流量計は 20世紀初頭にテオドール・フォン・カーマンによって発見された,自然流体力学現象を活用した体積流量測定装置です.渦の流出は,流体が流通路に配置された非流通物体 (ブラフ・ボディと呼ばれる) の周りを流れるときに起こります.流体が岩体を通過するにつれて,両側から交互に分離し,下流に流れる渦 (エディ) を生み出します.この渦の周波数は 液体の速度に直比例します流量率の信頼性の高い指標になります

渦巻き 流量 計 の 働き

典型的な渦流量計は3つのコアコンポーネントで構成される.
- ブラフボディ**: 静止した,流通していない構造 (四角形,長方形,またはトラペゾイドの形) が,渦の流出を誘発するために流体経路に配置されています.流量に関係なく,一貫した渦形成を保証する設計.
- 渦感知器**: 渦の流出によって引き起こされる圧力振動を検出します.ほとんどの現代メーターは,ピエゾ電気または容量センサーを使用します.圧力の変動を渦の周波数に対応する電気信号に変換する.
- 送信機電子**: 流量計算のためにセンサー信号を処理します. 先進的な"スマート"送信機には,熱膨張などの要因を修正するマイクロプロセッサが含まれます.パイプサイズ不一致低レイノルズ数効果により 精度が向上します

渦の周波数 (f) と流れの速度 (v) の関係は,カーマン渦の通り原理に従います (f = St × v / d ),ここで (St) はストルーハル数 (ブラフボディの定数), (d) はブラフボディの幅である.この式により,周波数を測定可能な流量に変換できます.

主要 な 特徴 と 利点

渦流量計は,その多用性と信頼性によって特徴づけられ,いくつかの利点があります.
- 移動部品がない**:タービンや正転量計とは異なり,回転部品がないため,磨きや保守の必要性,故障リスクが軽減されます.
- 広範囲の中間間対応性**: 316ステンレス鋼やハステロイなどの材料のおかげで,攻撃的または高温の流体を含む蒸気,ガス,液体を測定するのに適しています.
- 費用対効果**: シンプルな設計により初期費用と維持コストが低くなり,直径6インチ未満のパイプ用の開口計と競争力があります.
- スマート機能**:現代の"インテリジェント"渦計は,診断,温度/圧力補償,デジタル出力 (例えばイーサネット) を含め,産業4.0の統合をサポートします.

その精度は,通常,30以上のレイノルズ数に対して,率の±0.5%から±1%に及ぶ.000ガスと蒸気では20:1まで範囲で安定した高速流量に最適です.

適用 及び 制限

渦巻き 流量 計 は,蒸気 流量,ガス 管道,低粘度 の 液体 を 監視 する 電力 発電,化学 処理,エネルギー の よう な 産業 で 優れている.しかし,その 限度 が ある:
- **粘度感度**: 30 センチポイス以上の液体 (例えば重油) での性能が悪いため,渦の透明性が低下します.
- 低流量障害: 10 のレイノルズ数以下000誤りを避けるために出力を切断する可能性があります.
- **汚れのリスク**:スラムやコーティングフリウードは,ブラフボディの形を変え,校正を変化させる (K因子).

耐久性や保守性が低いため 工業用流量測定の必需品となっています

高圧 流量 計: 設計 と 機能

高圧流量計は,1000psiを超えて,15,000psi以上に達する極端な圧力で動作するシステムにおける流体流量を測定するために設計された特殊装置である.これらの環境は,石油とガスの掘削で一般的です標準計が漏れや材料の疲労や構造損傷により故障する場合

デザイン に 関する 重要 な 考え方

高圧流量計は,以下を介して強固性と安全性を優先します.
- **圧力耐性材料**: 箱や部品は,高強度合金 (インコネル,モンネルなど) や強化ステンレス鋼を使用し,変形なく極端な圧力に耐える.
- **密封技術**: 先進的な密封,溶接接,金属対金属密封が漏れを防ぎ,圧力が高まる場合でも液体を閉じ込めることを保証します.
- センサー保護: 内部センサーは高圧の直接的な衝撃から保護され,しばしば弁や毛細管システムを用いて圧力を間接的に伝達します.

渦巻き流量計は,単純で硬い設計 (動く部品がない) で漏れ点を最小限に抑えるため,高圧アプリケーションに適しています.例えば,E+H Proline Prowirl F 200 のようなモデルは,圧圧補償装置で高圧蒸気とガス流を処理できます厳格な条件下で正確性を確保します

高圧流量計 の 応用

高圧流量計は,高圧下での流体輸送や処理を行う産業において不可欠です.
- **石油とガス**:高圧パイプライン,井戸頭窒息,水力破裂作業における原油流量測定
- **化学加工**: 原子炉や超臨界流体抽出システムにおける高圧反応の監視.
- **発電**:タービンシステムやボイラー給水線における高圧蒸気流量を追跡する.
- 航空宇宙・防衛: 航空機やミサイル推進線における水力システムの試験

これらの設定では,信頼性が最重要です. わずかな不正確さや故障でさえ,安全リスク,生産停止時間,または環境リスクを引き起こす可能性があります.

高圧環境における渦計

渦流量計は,厳しい条件に適合しているため,高圧アプリケーションにますます選ばれています.この文脈における利点には以下が含まれます.
- 構造的整合性**: ブラフボディとセンサー組成の硬い設計は,圧力で誘発されたストレスを抵抗し,校正安定性を維持します.
- 低圧損失**: オーリフィスプレートと比較して,渦計は最小限の圧力低下 (約2つの速度頭) を引き起こし,高圧システムでのエネルギー浪費を削減します.
- スマート補償**: 高圧ガスや蒸気では密度が圧力によって変化する.

例えば,多変数渦計であるE+H プロライン Prowirl F 200は, ± 1 を提供します.高圧超熱蒸気では,圧力と気温センサーを組み込みながら渦の周波数データを組み合わせることで,5%の精度で,分離した送信機の必要性をなくす..

正しい 計器 を 選ぶ: 渦 と 高圧 専門 家

渦流量計と専用高圧流量計を選択する際には,次のことを考慮する必要があります.
- 圧力要求**: 1,000 psi 以上 の システム で は,圧力 抵抗 を 証明 し た 高 圧力 計 を 優先 する.
- 流体型**: 渦計は,清潔で低粘度な流体と蒸気に適しており,高圧の正流量計は,粘性のある流体や磨削性のある流体に適しています.
- 精度要求**: 圧力/温度補償のスマート・ヴォルテックスメーターは,密度の変化が流量計算に影響を与える高圧ガス/蒸気には理想的です.

結論

渦流量計と高圧流量計は 産業用流量測定において 重要な役割を果たしています幅広い流体に対して信頼性とコスト効率性を提供します高圧計は,極端な圧力環境での安全性と精度を保証します. その原理,特性,応用を理解することで,エンジニアはプロセスを最適化するために適切なツールを選択することができます,コストを削減し,さまざまな産業環境でコンプライアンスを維持します.

発電所の蒸気やパイプラインの高圧油の監視ですこれらのメーターは,流体力学を操作可能なデータに変えるのに不可欠です.

プロリン プロウィルF 200 渦流量計

利益
蒸気とガスの温度と圧力の統合測定

信頼性と安全性の高い測定技術

同じ精度で Re 10 000 〜 最も線形 渦巻メーターボディ

長期安定性 堅牢な漂流フリー容量センサー

便利なデバイス配線 独立接続コンパクト,さまざまなイーサネットオプション

装置を開ける必要がない

統合検証 心拍数技術