Análise de aplicação de medidor de vazão mássica na medição bifásica gás-líquido

Análise de aplicação do medidor de vazão mássica na medição bifásica gás-líquido Com o desenvolvimento da sociedade, a vida das pessoas é cada vez mais amplamente usada em fluidos, especialmente na indústria, cada vez mais a produção precisa detectar e controlar os parâmetros físicos do fluido (incluindo gás e líquido, etc.). Este artigo analisa os métodos de medição de vazão de vários fluidos típicos e expõe o princípio básico e a aplicação do medidor de vazão mássica Coriolis. 1 Métodos comuns de medição de fluidos 1.1 Métodos de medição de vazão de gás Existem muitos tipos de gases que precisam medir a vazão, e os instrumentos de medição e medidores também são muito diferentes. Tome a medição da vazão de gás natural como exemplo: Atualmente, a medição do comércio internacional de gás natural é dividida em três tipos: medição volumétrica, medição de massa e medição de energia. Tanto a medição de massa quanto a medição de energia são usadas em países industrialmente desenvolvidos, enquanto meu país atualmente usa basicamente a medição volumétrica Principalmente. 1.2 Método de medição de vazão de líquido Líquidos comuns incluem água, petróleo, gás liquefeito, etc. A medição da vazão de água não é difícil. A maioria dos medidores de vazão com diferentes princípios pode medir a capacidade da água, mas não há garantia de bom funcionamento se você instalar apenas um. Isso ocorre porque a pureza da água e as condições de trabalho do fluido são diferentes, portanto, a faixa de medição de vazão será muito diferente; o petróleo tem uma certa viscosidade, portanto, os instrumentos de medição selecionados para produtos petrolíferos com diferentes viscosidades são diferentes. Petróleo bruto, óleo pesado e óleo residual são frequentemente aquecidos a temperaturas mais altas para facilitar o transporte. O fluido contém impurezas sólidas e precisa ser filtrado antes da medição; O gás liquefeito é um líquido com alta pressão de vapor saturado, e o problema da vaporização deve ser considerado durante a medição, portanto, os medidores de vazão usados ​​também são relativamente especiais, como medidores de vazão de vórtice, medidores de vazão de turbina , medidores de vazão do tipo volumétrico, medidores de vazão mássicos Coriolis, etc. 1.3 Método de medição de fluido multifásico gás-líquido Medição de vazão de fluido bifásico gás-líquido A partir das informações do fabricante, pode-se observar que existem vários instrumentos que podem ser usados ​​para medir a vazão de fluido bifásico com baixa concentração de fase discreta, e também existem alguns em aplicações práticas. Existem alguns exemplos de aplicação bem-sucedidos, mas os medidores de vazão usados ​​atualmente são todos avaliados quanto ao seu desempenho de medição sob o estado de vazão monofásica, e não há um padrão de avaliação para alterações no sistema quando medidores de vazão calibrados com vazão monofásica são usados ​​para medir vazão bifásica, portanto, não está muito claro quanto erro tal aplicação trará, apenas alguns dados esporádicos e alguma análise qualitativa. Instrumentos de medição de fluxo bifásico gás-líquido comumente usados ​​incluem: medidor de vazão eletromagnético, medidor de vazão mássico Coriolis, medidor de vazão ultrassônico, etc. 1.4 Princípio de medição do medidor de vazão mássico Coriolis 1.4.1 Formação da força de Coriolis A força de Coriolis é gerada pela aceleração de Coriolis. Essa aceleração foi descoberta pelo engenheiro francês Coriolis enquanto estudava a teoria mecânica de turbinas hidráulicas. A força de Coriolis é uma descrição do deslocamento do movimento linear do ponto de massa no sistema rotativo devido à inércia em relação ao movimento linear gerado pelo sistema rotativo. A força de Coriolis vem da inércia do movimento do objeto. A partícula que se move em linha reta no sistema rotativo tem uma tendência a continuar se movendo ao longo da direção original do movimento devido à inércia, mas como o próprio sistema está girando, após um período de movimento, a posição da partícula no sistema mudará. Mudança, e a direção de sua tendência de movimento original, se vista da perspectiva do sistema rotativo, desviará até certo ponto. Quando um ponto de massa se move em linha reta em relação ao sistema inercial, sua trajetória é uma linha curva em relação ao sistema rotativo. Com base no sistema rotativo, acreditamos que há uma força que impulsiona a trajetória da partícula para formar uma curva, e essa força é a força de Coriolis. A fórmula de cálculo da força de Coriolis é: onde F é a força de Coriolis; m é a massa da partícula; Vr é a velocidade de movimento (vetor) da partícula em relação ao sistema de referência estacionário; ω é a velocidade angular (vetor) do sistema rotativo; × Indica o sinal do produto externo de dois vetores. 1.4.2 Princípio do Medidor de Vazão de Cotovelo Em princípio, quando o meio medido passa pelo tubo de medição vibratório, a força de Coriolis pode ser usada diretamente para medição de vazão mássica. Os tubos de medição geralmente têm o formato de U, como mostrado. O tubo é suportado por um dispositivo rígido e vibra ao longo do eixo AA' por meio do excitador E, formando um sistema de referência rotativo ao longo desse eixo. Se uma pequena gota de fluido for observada na seção de entrada, seu elemento de massa flui para fora da extremidade fixa. O elemento de massa se move em uma trajetória de arco circular à medida que o raio do tubo aumenta gradualmente. Quando o cotovelo se move para cima, uma força de Coriolis descendente é formada. Ao mesmo tempo, observando o estado da seção de saída, o elemento de massa flui para a extremidade fixa. Uma força de Coriolis em uma direção ascendente também é gerada. Devido à configuração simétrica, a força de Coriolis exibe a mesma magnitude, mas sinais diferentes em ambos os lados. Quando o fluido flui, devido à ação do momento, o tubo de medição produz um movimento de torção adicional ao longo do eixo BB'. Os sensores S1 e S2 são instalados respectivamente na seção de entrada e na seção de saída para detectar o deslocamento da tubulação ao longo dos eixos AA' e BB'. O tempo para sinalizar o cruzamento por zero é a quantidade detectada de distorção no tubo, que é proporcional ao fluxo de massa através do tubo.

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