Análisis de la aplicación del caudalímetro másico en la medición bifásica de gas-líquido

Análisis de la aplicación del caudalímetro másico en la medición bifásica de gas-líquido Con el desarrollo de la sociedad, la vida de las personas se usa cada vez más en fluidos, especialmente en la industria, cada vez más necesidades de producción para detectar y controlar los parámetros físicos de los fluidos (incluidos gases y líquidos, etc.). Este documento analiza los métodos de medición de flujo de varios fluidos típicos y expone el principio básico y la aplicación del caudalímetro másico Coriolis. 1 Métodos comunes de medición de fluidos 1.1 Métodos de medición de flujo de gas Hay muchos tipos de gases que necesitan medir el caudal, y los instrumentos y medidores de medición también son muy diferentes. Tomemos como ejemplo la medición del flujo de gas natural: En la actualidad, la medición del comercio internacional de gas natural se divide en tres tipos: medición volumétrica, medición de masa y medición de energía. Tanto la medición de masa como la medición de energía se utilizan en los países industrialmente desarrollados, mientras que mi país actualmente utiliza básicamente la medición volumétrica Principalmente. 1.2 Método de medición del flujo de líquido Los líquidos comunes incluyen agua, petróleo, gas licuado, etc. La medición del flujo de agua no es difícil. La mayoría de los medidores de caudal con diferentes principios miden la capacidad del agua, pero no se garantiza su correcto funcionamiento con solo instalar uno. Esto se debe a que la pureza del agua y las condiciones de trabajo del fluido varían, por lo que el rango de medición del caudal será muy distinto. El petróleo tiene una viscosidad específica, por lo que los instrumentos de medición seleccionados para productos derivados del petróleo con diferentes viscosidades varían. El petróleo crudo, el petróleo pesado y el petróleo residual suelen calentarse a temperaturas más altas para facilitar su transporte. El fluido contiene impurezas sólidas y debe filtrarse antes de la medición. El gas licuado es un líquido con alta presión de vapor saturado, y el problema de la vaporización debe considerarse durante la medición, por lo que los medidores de flujo utilizados también son relativamente especiales, como los medidores de flujo de vórtice, los medidores de flujo de turbina , los medidores de flujo de tipo volumétrico, los medidores de flujo másico Coriolis, etc. 1.3 Método de medición de fluido multifásico gas-líquido Medición de flujo de fluido bifásico gas-líquido De la información del fabricante, se puede ver que hay varios instrumentos que se pueden usar para medir el flujo de fluido bifásico con una baja concentración de fase discreta, y también hay algunos en aplicaciones prácticas. Hay algunos ejemplos de aplicación exitosos, pero los medidores de flujo que se usan actualmente se evalúan para su rendimiento de medición en el estado de flujo monofásico, y no hay un estándar de evaluación para los cambios del sistema cuando se usan medidores de flujo calibrados con flujo monofásico para medir flujo bifásico, por lo que no está muy claro cuánto error traerá tal aplicación, solo algunos datos esporádicos y algún análisis cualitativo. Los instrumentos de medición de flujo bifásico gas-líquido comúnmente utilizados incluyen: caudalímetro electromagnético, caudalímetro másico Coriolis, caudalímetro ultrasónico, etc. 1.4 Principio de medición del caudalímetro másico Coriolis 1.4.1 Formación de la fuerza de Coriolis La fuerza de Coriolis se genera por la aceleración de Coriolis. Esta aceleración fue descubierta por el ingeniero francés Coriolis mientras estudiaba la teoría mecánica de las turbinas hidráulicas. La fuerza de Coriolis es una descripción del desplazamiento del movimiento lineal del punto de masa en el sistema giratorio debido a la inercia relativa al movimiento lineal generado por el sistema giratorio. La fuerza de Coriolis proviene de la inercia del movimiento del objeto. La partícula que se mueve en línea recta en el sistema giratorio tiende a continuar moviéndose a lo largo de la dirección original de movimiento debido a la inercia, pero debido a que el sistema en sí está girando, después de un período de movimiento, la posición de la partícula en el sistema cambiará. El cambio, y la dirección de su tendencia de movimiento original, si se ve desde la perspectiva del sistema giratorio, se desviará hasta cierto punto. Cuando un punto de masa se mueve en línea recta con respecto al sistema inercial, su trayectoria es una línea curva con respecto al sistema giratorio. Con base en el sistema giratorio, creemos que hay una fuerza que impulsa la trayectoria de la partícula para formar una curva, y esta fuerza es la fuerza de Coriolis. La fórmula de cálculo de la fuerza de Coriolis es: donde F es la fuerza de Coriolis; m es la masa de la partícula; Vr es la velocidad de movimiento (vector) de la partícula con respecto al sistema de referencia estacionario; ω es la velocidad angular (vector) del sistema giratorio ;×Indica el signo del producto exterior de dos vectores. 1.4.2 Principio del caudalímetro de codo En principio, cuando el medio medido pasa a través de la tubería de medición vibrante, la fuerza de Coriolis se puede utilizar directamente para la medición del caudal másico. Las tuberías de medición a menudo tienen forma de U, como se muestra. La tubería está soportada por un accesorio rígido y vibra a lo largo del eje AA' a través del excitador E, formando un sistema de referencia giratorio a lo largo de este eje. Si se observa una pequeña gota de fluido en la sección de entrada, su elemento de masa fluye fuera del extremo fijo. El elemento de masa se mueve en una trayectoria de arco circular a medida que el radio de la tubería aumenta gradualmente. Cuando el codo se mueve hacia arriba, se forma una fuerza de Coriolis descendente. Al mismo tiempo, observando el estado de la sección de salida, el elemento de masa fluye hacia el extremo fijo. También se genera una fuerza de Coriolis en dirección ascendente. Debido a la configuración simétrica, la fuerza de Coriolis exhibe la misma magnitud pero diferente signo en ambos lados. Cuando el fluido fluye, debido a la acción del momento, la tubería de medición produce un movimiento de torsión adicional a lo largo del eje BB'. Los sensores S1 y S2 están instalados respectivamente en la sección de entrada y la sección de salida para detectar el desplazamiento de la tubería a lo largo de los ejes AA' y BB'. El tiempo para señalar el cruce por cero es la cantidad detectada de distorsión de la tubería, que es proporcional al flujo másico a través de la tubería.

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