Diseño e investigación de un medidor de flujo másico giroscópico suspendido

Resumen: La información sobre el diseño y la investigación del caudalímetro másico giroscópico suspendido es proporcionada por excelentes fabricantes de caudalímetros y sus productos y presupuestos. 1. Introducción Con la mejora continua del sector industrial, las exigencias en materia de medición de caudal son cada vez mayores. La tendencia actual es que la medición simple de caudal volumétrico ya no satisface los requisitos industriales, mientras que la medición de caudal másico es más estable y se ajusta mejor a la producción. Para más fabricantes de caudalímetros , no dude en consultarnos. A continuación, se detallan los artículos de investigación sobre el diseño de caudalímetros másicos giroscópicos suspendidos. 1. Introducción Con la mejora continua del sector industrial, las exigencias en materia de medición de caudal son cada vez mayores. La tendencia actual es que la medición simple de caudal volumétrico ya no satisface los requisitos industriales, mientras que la medición de caudal másico es más estable y se ajusta mejor a la producción. El nuevo tipo de caudalímetro másico giroscópico suspendido que estudiamos utiliza el método de doble canal para la medición de caudal másico. Tiene una estructura simple, es adecuado para la medición de flujo sucio y flujo bifásico, tiene buena resistencia a los golpes, no requiere fuente de alimentación externa para el sensor y tiene una larga vida útil. . A continuación, se presenta la estructura y el principio de funcionamiento del caudalímetro giroscópico suspendido. 2. La estructura del caudalímetro másico giroscópico suspendido La carcasa del sensor de flujo giroscópico suspendido se compone principalmente de una sección de contracción, una sección de garganta, una sección de expansión gradual, una sección abdominal y una sección de cola, como se muestra en la Figura 1. Una pequeña bola con un orificio pasante central está sellada dentro de la carcasa, y un anillo magnético está dispuesto dentro de la pequeña bola en una dirección perpendicular al orificio pasante. La sección constreñida en la entrada y la cola y la sección de expansión gradual en el medio crean una cierta diferencia de presión entre la parte delantera y trasera del sensor, que se puede medir con un sensor de presión diferencial. Cuando el fluido fluye hacia la carcasa desde la entrada, la bola se suspenderá y se estabilizará en una posición de pozo potencial. Cuando el caudal alcanza un valor determinado, la bola gira sobre un eje fijo y aumenta su velocidad con el aumento del caudal. La velocidad de la bola y el caudal son básicamente lineales. El sensor cuenta con una bobina de inducción externa. Según la ley de inducción electromagnética de Faraday, la rotación de la bola pequeña hace que el cable corte la línea del campo magnético y genere una señal de pulso de voltaje. La frecuencia de la señal de pulso refleja completamente la frecuencia de rotación de la bola, que también es proporcional al caudal volumétrico del fluido. La relación entre la frecuencia de rotación de la bola y el caudal volumétrico del fluido se puede expresar de la siguiente manera: f=K2qv (1) donde f es la frecuencia de rotación de la bola (detectable por un frecuencímetro), Hz; K2 es el coeficiente de caudal volumétrico del sensor. El sensor de presión diferencial detecta la señal de presión diferencial generada por la sección estrecha en la entrada y la cola, y la sección que se expande gradualmente en el medio. Esta señal puede expresarse como: donde qv----el caudal volumétrico del fluido a medir, m3/s; p1 --- Presión antes del sensor, pa; p2--- Presión después del sensor, pa; ρ---- Densidad del fluido a medir en condiciones de trabajo, kg/m3; k1 --- coeficiente de caudal de presión diferencial del sensor. La fórmula anterior puede reescribirse como: (2) donde △p——La diferencia de presión entre la parte delantera y trasera del sensor, es decir (p1-p2); divida ambos lados de las ecuaciones (1) y (2) respectivamente para obtener qm en la ecuación (3)—Caudal másico del fluido a medir, K—El coeficiente de caudal másico del sensor. La ecuación (3) es la ecuación de caudal del nuevo caudalímetro másico basado en el principio de detección de señal de doble canal. De esta ecuación se puede ver que este nuevo tipo de caudalímetro es diferente del caudalímetro tradicional. Cuando el fluido a medir fluye a través del sensor, se generarán dos señales al mismo tiempo, y estas dos señales tienen física inherente con el flujo. A través de una aplicación flexible, esto da como resultado la medición de flujo másico que se muestra arriba. 3. Análisis teórico La base física del trabajo del caudalímetro giroscópico de suspensión es el efecto de suspensión hidrodinámica y el principio del momento del momento. El primero puede asegurar la suspensión estable de la bola, y el segundo convierte la energía cinética del fluido en energía mecánica, y luego la convierte en energía eléctrica para la medición del flujo. El efecto de suspensión hidrodinámica significa que bajo ciertas condiciones hidrodinámicas, el cuerpo giratorio en el fluido en la tubería limitada no contacta con la pared de la tubería, ni es arrastrado por el fluido, sino que está fijo en una posición determinada y está en un estado de equilibrio dinámico. Debido a la distribución especial de la presión, la bola puede suspenderse de manera estable en un punto determinado (punto de suspensión) en el fluido. Las dos condiciones siguientes se cumplen en el punto de suspensión (asumiendo que F es un vector que comienza en el punto de suspensión y r=0 en el punto de suspensión):——La fuerza del fluido que actúa sobre la suspensión en todas las direcciones; Fr—Fuerza en cualquier dirección; Kr—El coeficiente de rigidez de la suspensión hidrodinámica en la dirección r. La fuerza espacial sobre la bola se descompone en tres direcciones: dirección X (axial), dirección y (radial), dirección z (transversal), porque la fuerza sobre la bola en la dirección z siempre es igual (porque la bola y la tubería es simétrica con respecto al eje de la tubería), por lo que la fuerza sobre la bola en la dirección z no se analiza, sino que solo se analiza la fuerza en las direcciones axial e y de la bola. La fuerza sobre la bola en la dirección x incluye: la fuerza Fp formada por la carga de presión dinámica y la carga de presión estática del flujo en chorro sobre la superficie aguas arriba de la bola, la fuerza Fn formada por la fuerza de fricción viscosa y la fuerza Fw formada por la presión estática en la cola de la bola.

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