Introducción a la influencia del flujo pulsante periódico en la precisión de medición de los caudalímetros de turbina

Resumen: Excelentes fabricantes de caudalímetros y de medidores de caudal, así como sus cotizaciones, presentan la influencia del flujo pulsante periódico en la precisión de medición de los caudalímetros de turbina. Resumen: Casi todos los flujos en tuberías son inestables y presentan diversas perturbaciones, ya sea en flujo laminar o turbulento. Si un parámetro del fluido, como la presión, la velocidad o la densidad, experimenta cambios repentinos y constantes, el flujo se denomina flujo pulsante. Muchos fabricantes de caudalímetros ofrecen modelos y cotizaciones. Le invitamos a consultar. El siguiente artículo de introducción detalla el impacto del flujo pulsante periódico en la precisión de medición de los caudalímetros de turbina. Casi todos los flujos en tuberías son inestables y presentan diversas perturbaciones, ya sea en flujo laminar o turbulento. Si un parámetro del fluido, como la presión, la velocidad o la densidad, experimenta cambios repentinos y constantes, el flujo se denomina flujo pulsante. El flujo pulsante puede afectar la precisión de medición del instrumento y, en condiciones severas, distorsionar el valor de la medición. Por lo tanto, es urgente en la industria estudiar la influencia de la pulsación en el proceso de flujo en la precisión de la medición del medidor de flujo. Este artículo introduce el análisis de la influencia del flujo pulsante periódico en la precisión de la medición de los medidores de flujo de turbina para referencia de los lectores. 1. El método de agotamiento de la medición del flujo pulsante Casi todos los flujos de tuberías son estables y siempre hay varias perturbaciones, ya sea flujo laminar o flujo turbulento. Si un cierto parámetro del fluido que fluye, como la presión, la velocidad o la densidad, estalla y cambia continuamente, el flujo se llama flujo pulsante. El flujo pulsante puede afectar la precisión de la medición del instrumento y distorsionará el valor de la medición cuando sea severo. Por lo tanto, es urgente en la industria estudiar la influencia de la pulsación en el proceso de flujo en la precisión de la medición del medidor de flujo. Las pulsaciones están en todas partes, todo el tiempo, pero son extremadamente difíciles de medir. Es casi imposible medir el flujo pulsante directamente. Solo podemos medir los parámetros primarios de la pulsación, como la amplitud, la frecuencia y la forma de onda, y luego dilucidar la influencia de la pulsación en la salida del instrumento a partir de estos parámetros. Incluso medir los parámetros de la pulsación no es una tarea fácil. La única manera es utilizar instrumentos especiales para realizar un análisis acústico del fluido que fluye en la tubería y medir los parámetros de pulsación. Si la frecuencia de pulsación es baja y no se alcanza el límite superior de la frecuencia que puede ser utilizada por el medidor de flujo o el transmisor de presión instalado en la tubería, la existencia de la pulsación puede determinarse a partir de la oscilación del puntero de salida del medidor de presión. Sin embargo, para comprender el valor de cada parámetro de la pulsación se requieren mediciones específicas. Tras la investigación, se descubrió que la pulsación estaba relacionada con la velocidad del flujo y no tenía nada que ver con la presión estática. Por lo tanto, la situación de la pulsación puede comprenderse midiendo qVrms/qV (qVrms es el valor máximo de pulsación del flujo volumétrico; qV es el valor promedio del flujo volumétrico). El siguiente es el método para medir qVrms/qV: ① Para medir la amplitud de pulsación, se puede asumir que vrms/v≈qVrms/qV, v se refiere a la velocidad de flujo promedio en el tubo y vrms es la pulsación máxima de la velocidad de flujo en el tubo. Se puede insertar una sonda de anemómetro térmico (alambre caliente o termistor) en la tubería justo aguas arriba del medidor de flujo, y se puede usar una computadora en línea para mostrar el cuadrado de la pulsación de caudal máximo. ②Cuando el medidor de flujo está muy cerca de la fuente de pulsación (por ejemplo, en un lugar a menos de un cuarto de la longitud de onda de la pulsación), la amplitud de la pulsación es la misma que la de la fuente de pulsación. Las posibles amplitudes se pueden estimar a partir de los cambios en el volumen, la velocidad de rotación, etc. de la fuente pulsátil. Aunque este método no es muy razonable, no necesita usar otros instrumentos. ③ Si el medidor de flujo es un medidor de presión diferencial, para obtener la amplitud de la pulsación, es necesario medir la amplitud de la pulsación de presión diferencial Δprms/Δpps, independientemente del dispositivo de aceleración. El resultado se utilizará para predecir aproximadamente la amplitud de la pulsación. Este valor varía con la frecuencia de pulsación, y el valor máximo posible de qVrms/qV se puede obtener de la siguiente ecuación: qVrms/qV≤Δprms/Δpps donde: Δprms es la pulsación máxima de presión diferencial y Δpps es la presión diferencial medida bajo flujo constante. Los datos brutos de salida del transmisor de flujo se analizan por espectro para obtener el patrón de pulsación. Suponiendo que la frecuencia de pulsación no exceda completamente el rango correspondiente del transmisor de flujo, la frecuencia de pulsación se puede medir con el analizador de espectro de Fourier en el espectro de la señal de salida. 2. Análisis teórico de la influencia del flujo pulsante periódico en la precisión de la medición del caudalímetro de turbina 2.1 Construcción del modelo matemático y análisis de las características dinámicas del caudalímetro de turbina Cuando la frecuencia de pulsación excede un cierto rango, el valor de medición del caudalímetro de turbina tendrá una gran diferencia. El origen de la diferencia de valores incluye principalmente los siguientes aspectos: la resonancia de las palas giratorias, el engrane de los engranajes (el caudalímetro de turbina de la salida rígida), la inercia del eje giratorio y el engranaje, la forma del flujo pulsante, la resistencia a la fricción del eje giratorio, etc. Dado que la pulsación total se forma por la superposición de ondas sinusoidales, la influencia de la pulsación periódica se puede analizar a partir del análisis de la influencia de la pulsación sinusoidal en el valor medido del caudalímetro de turbina. Tanto la teoría como la práctica muestran que cuando una magnitud sinusoidal está involucrada en un sistema delirante invariante en el tiempo, la respuesta en un estado turbulento es una magnitud de salida sinusoidal de la misma frecuencia, pero la amplitud y la fase dependen de las características dinámicas del sistema específico.

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