فلومترهای گردابی با قرار دادن یک مانع استراتژیک در مسیر سیال در حال حرکت کار میکنند. این مانع معمولاً بلوف بادی نامیده میشود. هنگامی که گاز یا مایع از کنار آن عبور میکند، گردابههایی ایجاد میشوند. این گردابهها در دو طرف جسم تشکیل شده و به صورت متناوب از آن جدا میشوند. فشار هنگام تشکیل گردابه کاهش مییابد و هنگام جدا شدن آن افزایش مییابد. این امر در هر دو طرف جسم بلوف بادی صادق است و باعث ایجاد پالسهای فشار میشود. فرکانس پالسهای فشار با سرعت جریان رابطه مستقیم دارد. یک عنصر حسگر، تغییرات از یک طرف به طرف دیگر پشت جسم بلوف بادی را دریافت میکند، سیگنال را تقویت میکند و آن را به سیگنال ۴-۲۰ میلیآمپر تبدیل میکند.
کاربرد فلومتر ورتکس (Vortex Flow meter) در صنایع مختلف:
صنعت
کاربردهای رایج
مزایای استفاده از فلومتر ورتکس
نفت و گاز
اندازهگیری جریان گاز طبیعی (خطوط لوله)
نظارت بر دبی نفت خام و میعانات گازی
مقاومت در برابر فشار بالا
عدم نیاز به تعمیرات مکرر به دلیل نبود قطعات متحرک
صنایع شیمیایی
اندازهگیری اسیدها، حلالها و مواد شیمیایی
کنترل جریان در واکنشگرها
مقاومت شیمیایی بالا
بخار (Steam)
اندازهگیری بخار اشباع و فوق داغ در نیروگاهها
نظارت بر مصرف بخار در صنایع
تحمل دمای بالا
عدم تأثیرپذیری از تغییرات چگالی بخار در محدوده کاری
آب و فاضلاب
اندازهگیری دبی آب تصفیهشده
پایش جریان در سیستمهای توزیع
نصب آسان در لولههای بزرگ
هزینه نگهداری پایین
غذایی و دارویی
کنترل جریان شیر، روغنهای خوراکی و محلولهای استریل
اندازهگیری سیالات فرآوری شده
طراحی بهداشتی ( این پارامتر در صنایع غذایی و دارویی از اهمیت بالایی برخوردار است)
عدم ایجاد آلودگی (فاقد قطعات متحرک)
هوای فشرده و گازهای صنعتی
نظارت بر مصرف هوای فشرده
اندازهگیری گازهای صنعتی (نیتروژن، اکسیژن)
پاسخ سریع به تغییرات جریان( این پارامتر در صنایع دارویی و شیمیایی از اهمیت بالایی برخورد دار است)
سیالاتی که با فلومتر ورتکس قابل اندازه گیری هستند:
دسته سیال
موارد قابل اندازهگیری
شرایط/محدودیتها
گازها
از طبیعی
هوای فشرده
نیتروژن، اکسیژن
CO₂
بخار (اشباع و فوق داغ)
نیاز به حداقل سرعت جریان برای تشکیل گردابه (معمولاً >۲ m/s برای گازها)
برای گازهای کم چگال (مثل هیدروژن)، ممکن است نیاز به کالیبراسیون ویژه باشد.
مایعات
آب (خالص، صنعتی)
روغنهای هیدرولیک
حلالهای شیمیایی
شیر، نوشیدنیها (در صنایع غذایی)
ویسکوزیته نباید زیاد بالا باشد (معمولاً <۱۰ cP)
عدم وجود ذرات جامد یا حبابهای هوا (سبب اختلال در تشکیل گردابه میشود).
بخارات
بخار اشباع
بخار فوق داغ
در بخار فوق داغ، ممکن است نیاز به جبران سازی دما و فشار برای محاسبه دقیق چگالی باشد.
مقایسه برندهای معروف فلومتر ورتکس (Vortex)
برند
کشور سازنده
سطح قیمت
بیشترین کاربرد
ویژگی کلیدی
Emerson
آمریکا
بالا
صنایع نفت، گاز، بخار
دقت بالا، تحمل فشار و دمای شدید
Endress+Hauser
آلمان/سوئیس
بالا
صنایع غذایی و دارویی
طراحی بهداشتی (مطابق FDA)
Siemens
آلمان
متوسط
هوای فشرده، آب و فاضلاب
اتصال هوشمند به سیستمهای صنعتی
KROHNE
آلمان
متوسط
صنایع شیمیایی و خورنده
مقاومت بالا در برابر اسیدها
Yokogawa
ژاپن
بالا
پتروشیمی و نیروگاهها
عملکرد پایدار در دمای بالا
Shanghai Guanghua
چین
پایین
صنایع عمومی و آب
قیمت بسیار رقابتی
Korea Instrument
کره جنوبی
متوسط
صنایع نیمههادی و داروسازی
دقت متوسط، قیمت مناسب
سیالاتی که با فلومتر ورتکس قابل اندازه گیری نیستند:
دسته سیال
نمونهها
دلیل عدم امکان اندازهگیری
سیالات بسیار چسبناک
عسل، روغن موتور سنگین، گلیسرین، قیر
ویسکوزیته بالا (>10 cP) از تشکیل گردابههای پایدار جلوگیری میکند. جریان به حالت لایهای (Laminar) باقی میماند.
سیالات دوغابی
دوغاب سیمان، پساب معادن، مخلوط آب و ذرات جامد (شن، گل)
ذرات جامد باعث فرسایش مانع (Bluff Body) یا انسداد مسیر جریان میشوند. دقت اندازهگیری به شدت کاهش مییابد.
سیالات غیر نیوتنی
سسهای غلیظ، خمیر، کچاپ، ماست
رفتار جریان این سیالات با تغییر تنش برشی غیرقابل پیشبینی است و تشکیل گردابهها نامنظم میشود.
سیالات با جریان لایهای
روغنهای سبک با سرعت پایین، گازهای کمفشار با سرعت کمتر از m/s 2
عدد رینولدز (Re) پایین (<10,000) باعث میشود گردابهها تشکیل نشوند یا ناپایدار باشند.
سیالات حاوی حباب/گاز
آب کربناته، مایعات با هوای محبوس، دوغاب گاز-مایع
حضور حبابها یا گاز در مایع، الگوی گردابهها را مختل میکند و خطای اندازهگیری ایجاد میکند.
سیالات فیبری یا رشتهای
پالپ خمیر کاغذ، سیالات حاوی الیاف
ذرات فیبری به دور مانع میپیچند و مسیر جریان را مسدود میکنند.
