터빈 유량계

터빈 유량계카르멘 소용돌이 원리에 근거하여 연구 제작한 일종의 유체 진동형 유량 계기이다.

터빈 유량계유체에 비유선형 소용돌이 발생체 (저류체) 를 설치하면 소용돌이 발생체 양쪽에서 규칙적인 두 열의 소용돌이가 번갈아 발생하는데, 이 소용돌이를 카만 소용돌이라고 하는데, 그림 (1) 과 같다.

소용돌이 열은 소용돌이 발생체 하류에 비대칭적으로 배열되어 있다.소용돌이의 발생 주파수를 f로 설정하고, 측정된 매체가 흐르는 평균 속도는 V이며, 소용돌이 발생체의 영류면 너비는 d, 표체 지름은 D이며, 카만 소용돌이 원리에 따라 다음과 같은 관계식이 있다.

f=StV/d

식중:

f-발생체 한쪽에서 발생하는 카르멘 소용돌이 주파수

St-스트로하르 수(무량강수)

V - 유체의 평균 유속

d-소용돌이 발생체의 폭

이로부터 알수 있는바 카르멘와가의 분리주파수를 측정하여 순간류량을 계산해낼수 있다.이 중 스트로하르 수 (St) 는 무인차 미지수이며, 그림 (2) 은 스트로하르 수 (St) 와 르노 수 (Re) 의 관계를 나타낸다.

곡선표에서 St = 0.17의 평평한 부분에서 소용돌이의 방출 주파수는 유속에 정비례한다. 즉 소용돌이 유량 센서의 범위도를 측정한다.주파수 f만 검출하면 관내 유체의 유속을 구할 수 있고, 유속 V에서 체적 유량을 구할 수 있다.측정된 펄스 수와 부피의 비율을 계기 상수 (K) 라고 하는데, 공식을 참조한다.

K = N/Q (1/m)³)

식중:

K = 계기 상수(1/m³）。

N= 펄스 개수

Q= 볼륨 트래픽(m³）

특별 주의사항

1. 설치는 모두 파이프를 절단해야 하기 때문에 설치하기 전에 반드시 파이프 내에 이미 빈 유체 (대압류 계기 설치 제외) 가 배출되었음을 보장해야 하며, 특히 증기류와 같은 고온 고압 유체는 의외의 사고를 초래하지 않도록 해야 한다;

2. 제품, 압력변송기 등을 파이프에 장착하여 용접작업을 하는 것을 금지한다;

3. 증기 등 고온 파이프를 포장하거나 보온 처리할 때 유량계 표체 및 연결대를 노출해야 한다;

4. 압력변송기를 설치할 때 압력센서에 배합된 응축기에 물을 가득 채운 후 압력센서를 설치해야 한다;

5. 매번 파이프가 정류된 후 다시 통류할 때 반드시 밸브를 천천히 열고 적어도 오픈 시간을 2분 이상으로 유지해야 한다;

6. 신호선은 차폐선을 사용해야 한다. 신호선의 방향은 강한 전자장의 간섭에서 멀어져야 한다. 고압 케이블과 함께 부설하는 것을 절대 허용하지 않는다.