소용돌이 흐름계: 작동 원리, 주요 장점 및 산업적 흐름 측정 응용
2026/05/25
작동 원리
와류 유량계는 다음을 기반으로 작동합니다.카르만 소용돌이 거리현상. 유체가 절벽 몸체를 지나갈 때 교번 소용돌이가 하류에서 생성됩니다. 흘리기 빈도 (에프)는 유체 속도(유):
F = St · u / d
| 상징 | 매개변수 | 일반적인 값 |
|---|---|---|
| 에프 | 소용돌이 주파수 | 헤르츠 |
| 성 | 스트롤 번호 | 0.17–0.22(무차원) |
| 유 | 평균 속도 | 밀리미터/초 |
| 디 | 블러프 본체 너비 | 중 |
스트롤 수는 특정 레이놀즈 수 범위 내에서 일정하게 유지되어 주파수와 유속 간의 선형성을 보장합니다.
주요 작동 매개변수
레이놀즈 수(Re) 범위
Re = ρ · u · D / μ
- 안정 범위:2*10⁴ ≤ 다시 ≤ 7*10⁶
- Re < 2*10⁴ 이하:스트롤 수는 다양하며 측정이 신뢰할 수 없습니다.
- Re > 7*10⁶ 이상:난기류로 인해 불안정해질 수 있음
소용돌이 감지 방법
| 방법 | 원칙 | 최고의 대상 |
|---|---|---|
| 압전 | 소용돌이로 인한 압력 변동 | 일반 액체 및 가스 |
| 열의 | 흘림으로 인한 온도 변화 | 저유량 가스 |
| 초음파/용량성 | 비접촉 주파수 감지 | 고온 및 부식성 |
장점
- 움직이는 부품 없음— 최소한의 마모, 긴 사용 수명
- 넓은 턴다운 비율(1:10~1:30)— 광범위한 유량 범위에서 정확함
- 낮은 압력 강하— 오리피스 플레이트보다 더 효율적입니다.
- 다양한 호환성— 액체, 가스 및 증기와 함께 작동
제한 사항
| 한정 | 세부 |
|---|---|
| 진동 감도 | 외부 파이프 진동이 신호를 방해합니다. 듀얼 센서 설계 및 디지털 필터링으로 완화 |
| 최소 흐름 속도 | >0.5m/s(액체) 및 >3m/s(기체)가 필요합니다. 임계값 이하에서 불규칙한 소용돌이 형성 |
| 직선 파이프 런 | 안정적인 흐름 프로필에 필요한 상류/하류 직선 섹션 |
산업용 애플리케이션
- 증기 흐름— 보일러, HVAC, 지역난방
- 압축 공기 및 가스— 공장 공기, 천연가스, 질소 라인
- 화학 및 석유화학— 반응기 공급물, 용매, 탄화수소
- 물 및 폐수— 공정수, 폐수, 냉각 회로
신호 출력 및 교정
- 펄스/주파수 출력— 각 펄스는 개별 볼륨을 나타내며 합산에 이상적입니다.
- 4~20mA 아날로그 출력— PLC, DCS 및 SCADA 통합을 위한 표준 신호
- 구경 측정— 물이나 공기를 사용하고 특정 유체에 맞게 스트롤 수를 조정함
결론
Vortex 유량계는 높은 신뢰성, 낮은 유지 관리 및 광범위한 산업 적용 가능성을 제공합니다. 성능은 안정적인 레이놀즈 수 범위 내에서 적절한 설치 및 작동에 따라 달라집니다. 향후 발전은 진동 보상, 저유량 감도 및 지능형 자가 진단에 중점을 둡니다.
