Mass-oqim o‘lchagich

Coriolis tipidagi ommaviy oqim oʻlchagich

Ommaviy oqim oʻlchagich, shuningdek , inertsial oqim oʻlchagich sifatida ham tanilgan, quvur boʻylab harakatlanadigan suyuqlikning massa oqim tezligini oʻlchaydigan qurilma. Massa oqimi tezligi — bu suyuqlikning vaqt birligida belgilangan nuqtadan oʻtadigan massasi.

Ommaviy oqim oʻlchagich qurilmadan oʻtadigan vaqt birligidagi hajmni (masalan, sekundiga kubometr) oʻlchamaydi; u qurilmadan oqib oʻtadigan vaqt birligidagi massani (masalan, sekundiga kilogramm) oʻlchaydi. Volumetrik oqim tezligi suyuqlik zichligiga boʻlingan massa oqim tezligidir . Agar zichlik doimiy boʻlsa, unda munosabatlar oddiy. Agar suyuqlik turli xil zichlikka ega boʻlsa, unda munosabatlar oddiy emas. Masalan, suyuqlikning zichligi harorat, bosim yoki tarkibga qarab oʻzgarishi mumkin. Suyuqlik, shuningdek, pufakchalari boʻlgan suyuqlik kabi fazalarning kombinatsiyasi boʻlishi mumkin. Haqiqiy zichlik tovush tezligining boshqariladigan suyuqlik kontsentratsiyasiga bogʻliqligi tufayli aniqlanishi mumkin.

Coriolis oqim oʻlchagichining ishlash prinsipi

Coriolis oqim oʻlchagichning ikkita asosiy konfiguratsiyasi mavjud: egri quvurli oqim oʻlchagich va tekis quvurli oqim oʻlchagich. Ushbu maqolada kavisli quvur dizayni muhokama qilinadi.

Oqimsiz aylanish

Ommaviy oqim bilan quvurlar biroz burishadi

  Oʻng tarafdagi animatsiyalar aslida mavjud Coriolis oqim oʻlchagich dizaynini ifodalamaydi. Animatsiyalarning maqsadi ishlash prinsipini koʻrsatish va aylanish bilan bogʻliqligini koʻrsatishdir.

Suyuqlik massa oqimi oʻlchagich orqali pompalanmoqda. Ommaviy oqim mavjud boʻlganda, kolba biroz buriladi. Suyuqlik aylanish oʻqidan oqib oʻtadigan qoʻl suyuqlikka kuch taʼsir qilishi, uning burchak momentini oshirishi kerak, shuning uchun u orqaga egiladi. Suyuqlik aylanish oʻqiga qaytariladigan qoʻl suyuqlikning burchak momentumini yana kamaytirish uchun suyuqlikka kuch taʼsir qilishi kerak, shuning uchun bu qoʻl oldinga egiladi. Boshqacha qilib aytadigan boʻlsak, kirish qoʻli (tashqariga yoʻnaltirilgan oqimni oʻz ichiga olgan) umumiy aylanishdan orqada qolmoqda, tinchlikda oʻqga parallel boʻlgan qism endi qiyshaygan va chiqish qoʻli (ichkariga yoʻnaltirilgan oqimni oʻz ichiga olgan) umumiy aylanishni boshqaradi. aylanish.

Oqimsiz vaqtdagi tebranish namunasi

Egri naychali massa oqimi bilan tebranish namunasi

Oʻngdagi animatsiya kavisli quvurli massa oqim oʻlchagichlari qanday yaratilganligini koʻrsatadi. Suyuqlik ikkita parallel trubka orqali oʻtkaziladi. Oʻlchov moslamasini tashqi tebranishlarga nisbatan kam sezgir qilish uchun aktuator (koʻrsatilmagan) oʻqga parallel boʻlgan qismlarda teng qarshi tebranishlarni keltirib chiqaradi. Tebranishning haqiqiy chastotasi massa oqimi oʻlchagichning oʻlchamiga bogʻliq va 80Hz dan 1000Hz gacha. Vibratsiyaning amplitudasi juda kichik, lekin uni teginish orqali his qilish mumkin.

Hech qanday suyuqlik oqmasa, chap animatsiyada koʻrsatilganidek, ikkita naychaning harakati nosimmetrikdir. Oʻng tarafdagi animatsiya ommaviy oqim paytida nima sodir boʻlishini koʻrsatadi: quvurlarning biroz burishishi. Oqimni aylanish oʻqidan uzoqroqqa olib boruvchi qoʻl suyuqlikka oqim massasini tashqi tomondan quvurlarning tebranish tezligiga (mutlaq burchak momentumining oshishi) tezlashtirish uchun kuch taʼsir qilishi kerak, shuning uchun u umumiy tebranishdan orqada qoladi. Suyuqlik harakat oʻqi tomon orqaga suriladigan qoʻl suyuqlikning mutlaq burchak tezligini (burchak momentumini) yana kamaytirish uchun suyuqlikka kuch taʼsir qilishi kerak, shuning uchun bu qoʻl umumiy tebranishga olib keladi.

Kirish qoʻli va chiqish qoʻli umumiy tebranish bilan bir xil chastotada tebranadi, lekin ommaviy oqim mavjud boʻlganda, ikkita tebranish sinxronlashtirilmaydi: kirish qoʻli orqada, chiqish tarmogʻi oldinda. Ikki tebranish bir-biriga nisbatan fazada siljiydi va fazalar almashinuvi darajasi quvurlar va chiziq boʻylab oqayotgan massa miqdori uchun oʻlchovdir.

Zichlik va hajm oʻlchovlari

U shaklidagi Coriolis oqim oʻlchagichning massa oqimi quyidagicha berilgan:

$Q_{m}={\frac {K_{u}-I_{u}\omega ^{2}}{2Kd^{2}}}\tau$

Bu yerda K_u — trubaning haroratga bogʻliq qattiqligi, K — shaklga bogʻliq omil, d — kenglik, τ — vaqt kechikishi, ω — tebranish chastotasi va I_u — trubaning inertsiyasi. Naychaning inertsiyasi uning tarkibiga bogʻliq boʻlganligi sababli, aniq massa oqimini hisoblash uchun suyuqlik zichligi haqidagi bilim kerak.

Qoʻlda kalibrlash etarli boʻlishi uchun zichlik tez-tez oʻzgarib tursa, Coriolis oqim oʻlchagichni zichlikni oʻlchash uchun ham moslash mumkin. Oqim quvurlarining tabiiy tebranish chastotasi trubaning birlashgan massasiga va undagi suyuqlikka bogʻliq. Naychani harakatga keltirish va tabiiy chastotani oʻlchash orqali trubkadagi suyuqlikning massasini aniqlash mumkin. Massani naychaning maʼlum hajmiga boʻlish bizga suyuqlikning zichligini beradi.

Bir lahzali zichlikni oʻlchash massa oqimini zichlikka boʻlish orqali vaqt davomida hajmdagi oqimni hisoblash imkonini beradi.

Kalibrlash

Har ikkala massa oqimi va zichlik oʻlchovlari trubaning tebranishiga bogʻliq. Kalibrlash oqim quvurlarining qattiqligidagi oʻzgarishlarga taʼsir qiladi.

Harorat va bosimning oʻzgarishi trubaning qattiqligini oʻzgartirishga olib keladi, ammo bu bosim va harorat nol va oraliq kompensatsiya omillari orqali qoplanishi mumkin.

Quvurning qattiqligiga qoʻshimcha taʼsirlar oqim quvurlarining degradatsiyasi tufayli vaqt oʻtishi bilan kalibrlash koeffitsientining oʻzgarishiga olib keladi. Ushbu taʼsirlar chuqurlik, yorilish, qoplama, eroziya yoki korroziyani oʻz ichiga oladi. Ushbu oʻzgarishlarni dinamik ravishda qoplash mumkin emas, ammo taʼsirlarni kuzatish boʻyicha harakatlar muntazam hisoblagichlarni kalibrlash yoki tekshirish tekshiruvlari orqali amalga oshirilishi mumkin. Agar oʻzgarish sodir boʻlgan deb hisoblansa, lekin maqbul deb hisoblansa, toʻgʻri oʻlchashni davom ettirish uchun ofset mavjud kalibrlash omiliga qoʻshilishi mumkin.

Havolalar

• Oqim bo‘yicha ko‘rgazmali ma’ruza. Minnesota universiteti