Vue d'ensemble du débitmètre de gaz de type Vortex
Le débitmètre Vortex est un instrument de mesure de débit oscillant de fluide développé selon le principe de la "rue vortex Kaman". Le phénomène dit de « Kamen vortex street » est le suivant : lorsqu'une (ou plusieurs) surface amont forme une colonne de bluff dans le gaz qui s'écoule, le gaz se sépare alternativement de part et d'autre de la colonne et libère deux colonnes régulières. Au 19ème siècle, les physiciens Strouhal et von Karman menèrent des recherches fructueuses sur le phénomène de rue tourbillonnaire. Leurs résultats de recherche montrent que la fréquence de séparation des vortex est intrinsèquement liée à la vitesse d'écoulement du milieu, à la géométrie et à la taille du générateur de vortex, c'est-à-dire que la fréquence de séparation des vortex est proportionnelle à la vitesse d'écoulement et inversement proportionnelle à la largeur du cylindre.
Le principe de la rue vortex de Karman a inspiré les gens à appliquer ce principe pour développer des instruments de mesure de la vitesse et du débit du gaz. Dans les années 1970, Yokogawa Electric Corporation du Japon et East Company des États-Unis ont respectivement développé le premier débitmètre vortex au monde.
Le
débitmètre de gaz de type délestage vortex a une grande précision, une structure simple, une installation pratique, une bonne fiabilité, un signal de fréquence d'impulsion de sortie proportionnel à la valeur de mesure du débit de gaz, pas de dérive du zéro, une mesure pratique de l'accumulation de débit, une faible perte de pression (par rapport au débit d'étranglement) A série d'avantages tels que les débitmètres) ont été largement utilisés et développés dès leur apparition. Malgré sa courte histoire, il s'est développé rapidement. Il est devenu l'un des principaux instruments de mesure du débit de gaz en quelques décennies seulement et est largement utilisé dans la mesure de divers débits de gaz, de vapeur et de liquide. Le débitmètre électronique de gaz à vortex dispose non seulement d'un écran pour afficher le débit instantané de gaz ou de vapeur et la quantité totale de gaz, mais peut également produire une impulsion, une fréquence ou un courant (4-20mA) pour la télécommande, etc. Les instruments de débit électroniques modernes disposent également du protocole HART et du protocole MODBUS RTU pour divers contrôles de processus et communications.
Silver Automation Instruments Ltd propose un débitmètre vortex à bas prix à partir de 320 $.
Les débitmètres à vortex de gaz peuvent mesurer les gaz :
Le débitmètre de gaz de type vortex peut mesurer l'air, l'air comprimé, le débitmètre vortex pour le gaz naturel, l'azote, l'oxygène, le biogaz, le gaz de houille, la vapeur, etc. Le débitmètre à gaz vortex peut être équipé d'un capteur de température intégré, d'un capteur de pression et d'un totalisateur de débit pour mesurer la température du gaz, la pression, équipé d'un calculateur de débit pour calculer le débit volumique du gaz dans des conditions standard ou pour calculer le débit massique de vapeur.
Comment un débitmètre vortex mesure-t-il le débit de gaz ?
Comme mentionné précédemment, lorsqu'un objet colonnaire avec une section transversale abrupte est inséré dans le fluide qui s'écoule, deux colonnes de tourbillons alternés seront générées des deux côtés de l'objet colonnaire. Ce phénomène est appelé le phénomène "Kaman Vortex Street", comme le montre la figure.
Des études ont montré que la fréquence de séparation des vortex est proportionnelle au débit du gaz et inversement proportionnelle à la largeur du cylindre, ce qui peut être exprimé par la formule suivante
f=Sr×u/d
où:
f est la fréquence de séparation des tourbillons ;
Coefficient Sr (nombre de Strouhal);
v—vitesse du fluide ;
d - la largeur de la tête du cylindre.
Il ressort de la formule ci-dessus que la vitesse du fluide et le débit instantané peuvent être mesurés en mesurant la fréquence du vortex.
La structure du débitmètre de gaz de type vortex
Le débitmètre Vortex se compose généralement de deux parties : capteur et convertisseur, comme indiqué sur la figure. Le capteur comprend un générateur de vortex, un capteur de débit, un affichage numérique de débitmètre, une coque, etc. ; le convertisseur comprend un convertisseur de signal, un amplificateur de signal, une borne de connexion, un support et un capot de protection, etc.
Le débitmètre de gaz de type Vortex peut être fabriqué de 1/2" à 12 pouces, type de capteur de demande normale comprenant 1 pouce, DN25, DN50, diamètre 80 mm, DN100, 4 INCH, 6", 8, 10 pouces, DN250mm., etc.
Le raccordement au procédé peut être de type plaquette, à vis, à bride en ligne ou à insertion de type débitmètre vortex.
