Articles

Memahami Vortex Flow Meter

Vortex flow meter bekerja dengan menempatkan penghalang strategis di jalur media yang mengalir. Penghalang ini biasa disebut Bluff Body. Saat gas atau cairan melintas, pusaran tercipta. Pusaran ini terbentuk di kedua sisi dan melepaskan diri dalam pola yang bergantian.

Contoh yang baik dari jenis perilaku ini dalam kehidupan sehari-hari adalah bendera yang dipasang pada tiang bendera. Saat angin yang mengalir menyentuh tiang bendera, tiang bendera itu sendiri menciptakan halangan yang menyebabkan bendera mengembang tertiup angin dalam gelombang bolak-balik. Contoh lainnya adalah batu di tengah sungai. Jelas terlihat, melalui pusaran air di belakang batu dan aliran berikutnya, bahwa pusaran air diciptakan oleh batu tersebut.

Prinsip Kerja Vortex Flow Meter

Pada pusaran yang terbentuk, tekanan berkurang ketika pusaran terbentuk dan bertambah ketika pusaran tersebut terlepas. Hal ini terjadi di kedua sisi tubuh tebing dan menyebabkan denyut tekanan. Frekuensi denyut tekanan berbanding lurus dengan laju aliran. Elemen penginderaan menangkap pergeseran dari sisi ke sisi di belakang badan gertakan, memperkuat sinyal, dan mengubahnya menjadi sinyal 4-20 mA.

Pengenalan dasar : Apa itu Vortex Flow Meter?

Sejarah Vortex Shedding

Theodore von Karman, seorang fisikawan Hungaria-Amerika, adalah orang pertama yang mendeskripsikan efek di mana sebuah benda yang tidak berarus (juga disebut benda gertak) yang ditempatkan di jalur aliran sungai yang mengalir deras, menyebabkan fluida secara bergantian terpisah dari benda tersebut pada dua sisi hilirnya, dan, ketika lapisan batas menjadi terpisah dan melengkung kembali, membentuk pusaran (juga disebut pusaran air atau pusaran air). Dia juga mencatat bahwa jarak antara pusaran air itu konstan dan hanya bergantung pada ukuran batuan yang membentuknya.

Di sisi tubuh tebing tempat pusaran terbentuk, kecepatan fluida lebih tinggi dan tekanannya lebih rendah. Ketika pusaran bergerak ke arah hilir, kekuatan dan ukurannya bertambah besar, dan akhirnya terlepas atau terlepas dengan sendirinya. Hal ini diikuti dengan terbentuknya pusaran di sisi lain dari badan gertakan. Pusaran air yang bergantian ini memiliki jarak yang sama.

Baca Juga : Apa itu Flow Meter dan bagaimana cara kerjanya?

Fenomena Pelepasan Pusaran Angin yang Umum

Fenomena pelepasan pusaran dapat diamati saat angin bertiup dari tiang bendera: inilah yang menyebabkan riak yang teratur pada bendera. Pusaran angin juga dilepaskan dari tiang jembatan, tiang pancang, penyangga anjungan pengeboran lepas pantai, dan gedung-gedung tinggi. Gaya yang disebabkan oleh fenomena pelepasan pusaran harus diperhitungkan saat merancang struktur ini.

Baca Juga : Definisi, Aplikasi, dan Jenis Variable Area Flow Meter

Desain Vortex Flow Meter

Pengukur aliran vortex biasanya terbuat dari baja tahan karat 316 atau Hastelloy® dan mencakup badan gertakan, rakitan sensor vortex, dan elektronik pemancar, meskipun yang terakhir juga dapat dipasang dari jarak jauh. Mereka biasanya tersedia dalam ukuran flensa dari 1/2 inci hingga 12 inci. Biaya pemasangan pengukur pusaran bersaing dengan pengukur lubang dalam ukuran di bawah enam inci. Pengukur badan wafer (tanpa flensa) memiliki biaya terendah, sedangkan pengukur berpipi lebih disukai jika fluida proses berbahaya atau bersuhu tinggi.

Desain Vortex Flow Meter

Pengukur Aliran Vortex Bentuk badan wafer (persegi, persegi panjang, berbentuk t, trapesium) dan dimensi telah bereksperimen untuk mencapai karakteristik yang diinginkan. Pengujian telah menunjukkan bahwa linearitas, batasan bilangan Reynolds yang rendah, dan sensitivitas terhadap distorsi profil kecepatan hanya sedikit berbeda dengan bentuk bodi bluff. Secara ukuran, badan tebing harus memiliki lebar yang merupakan fraksi yang cukup besar dari diameter pipa sehingga seluruh aliran ikut serta dalam penumpahan. Kedua, badan tebing harus memiliki tepi yang menonjol di permukaan hulu untuk memperbaiki garis pemisahan aliran, berapa pun laju alirannya. Ketiga, panjang badan tebing ke arah aliran harus merupakan kelipatan tertentu dari lebar badan tebing.

Baca Juga : Perbedaan Coriolis dan Thermal Mass Flow Meter

Mayoritas pengukur vortex menggunakan sensor piezoelektrik atau sensor tipe kapasitansi untuk mendeteksi osilasi tekanan di sekitar bluff body. Detektor ini merespons osilasi tekanan dengan sinyal output tegangan rendah yang memiliki frekuensi yang sama dengan osilasi. Sensor semacam itu bersifat modular, murah, mudah diganti, dan dapat beroperasi pada rentang suhu yang luas – mulai dari cairan kriogenik hingga uap superpanas. Sensor dapat ditempatkan di dalam bodi meteran atau di luar. Sensor yang dibasahi diberi tekanan langsung oleh fluktuasi tekanan pusaran dan dibungkus dalam wadah yang dikeraskan untuk menahan efek korosi dan erosi.

Sensor eksternal, biasanya pengukur regangan piezoelektrik, merasakan pelepasan pusaran secara tidak langsung melalui gaya yang diberikan pada batang penumpahan. Sensor eksternal lebih disukai pada aplikasi yang sangat erosif / korosif untuk mengurangi biaya perawatan, sementara sensor internal memberikan jangkauan yang lebih baik (sensitivitas aliran rendah yang lebih baik). Sensor internal juga kurang sensitif terhadap getaran pipa. Housing elektronik biasanya dinilai tahan ledakan dan cuaca, dan berisi modul pemancar elektronik, koneksi terminasi, dan secara opsional indikator laju aliran dan/atau penghitung.

Baca Juga : Memahami Magnetik Flow Meter

Gaya Pengukur Aliran Vortex

Pengukur vortex dapat memberikan sinyal keluaran digital yang berisi lebih banyak informasi daripada sekadar laju aliran. Mikroprosesor dalam flowmeter dapat secara otomatis mengoreksi kondisi pipa lurus yang tidak mencukupi, perbedaan antara diameter lubang dan diameter pipa kawin, ekspansi termal badan gertak, dan perubahan faktor-K ketika angka Reynolds turun di bawah 10.000.

Pemancar cerdas juga dilengkapi dengan subrutin diagnostik untuk menandakan komponen atau kegagalan lainnya. Pemancar cerdas dapat memulai rutinitas pengujian untuk mengidentifikasi masalah dengan meteran dan aplikasi. Pengujian sesuai permintaan ini juga dapat membantu dalam verifikasi ISO 9000.

Gaya Pengukur Aliran Vortex

Beberapa pengukur aliran pusaran dapat mendeteksi aliran massa. Salah satu desain tersebut mengukur frekuensi pusaran dan kekuatan denyut pusaran secara bersamaan. Dari pembacaan ini, densitas fluida proses dapat ditentukan dan aliran massa dihitung dalam rentang 2%.

Desain lain dilengkapi dengan beberapa sensor untuk mendeteksi tidak hanya frekuensi pusaran, tetapi juga suhu dan tekanan fluida proses. Berdasarkan data tersebut, ia menentukan densitas dan laju aliran massa. Pengukur ini menawarkan akurasi laju 1,25% saat mengukur aliran massa cairan dan akurasi laju 2% untuk gas dan uap. Jika pengetahuan tentang tekanan dan suhu proses sangat penting untuk alasan lain, pengukur ini memberikan alternatif yang nyaman dan lebih murah untuk memasang pemancar terpisah.

Baca Juga : Prinsip Kerja, Kelebihan, dan Aplikasi Thermal Mass Flow Meter

Aplikasi dan Batasan Vortex Flow Meter

Pengukur Aliran Vortex Pengukur aliran vortex biasanya tidak direkomendasikan untuk batching atau aplikasi aliran terputus-putus lainnya. Hal ini karena pengaturan laju aliran dribble pada stasiun batching dapat berada di bawah batas angka Reynolds minimum pengukur. Semakin kecil total batch, semakin signifikan kesalahan yang dihasilkan.

Gas bertekanan rendah (densitas rendah) tidak menghasilkan denyut tekanan yang cukup kuat, terutama jika kecepatan fluida rendah. Oleh karena itu, kemungkinan besar dalam layanan seperti itu, daya jangkau meteran akan buruk dan aliran rendah tidak akan terukur. Di sisi lain, jika jangkauan yang berkurang dapat diterima dan meteran berukuran tepat untuk aliran normal, flowmeter vortex masih dapat dipertimbangkan.

Jika cairan proses cenderung melapisi atau menumpuk di badan tebing, seperti pada layanan lumpur dan lumpur, ini pada akhirnya akan mengubah faktor K meter. Pengukur aliran vortex-shedding tidak direkomendasikan untuk aplikasi seperti itu. Namun, jika cairan kotor hanya memiliki padatan non-pelapis dalam jumlah sedang, aplikasi tersebut kemungkinan dapat diterima. Hal ini ditunjukkan oleh pengujian selama 2 tahun pada bubur batu kapur. Pada akhir pengujian, faktor K ditemukan hanya berubah 0,3% dari kalibrasi pabrik asli, meskipun badan tebing dan flowtube rusak parah dan berlubang.

Baca Juga : Definisi, Cara Kerja, Aplikasi Turbine Flow Meter

Ketika mengukur aliran multi-fase (partikel padat dalam gas atau cairan; gelembung gas dalam cairan; tetesan cairan dalam gas), akurasi pengukur pusaran akan menurun karena ketidakmampuan pengukur untuk membedakan antar fase. Uap basah berkualitas rendah adalah salah satu aplikasi seperti itu: fase cair harus terdispersi secara homogen di dalam uap, dan jalur aliran vertikal harus dihindari untuk mencegah slugging. Ketika pipa horisontal, fase cair cenderung bergerak di bagian bawah pipa, dan oleh karena itu area bagian dalam pipa harus tetap terbuka di bagian bawah. Hal ini dapat dicapai dengan memasang badan gertakan secara horizontal. Ketidakakuratan pengukuran dalam aplikasi semacam itu sekitar 5% dari aliran aktual, tetapi dengan pengulangan yang baik.

Kehilangan tekanan permanen melalui pengukur pusaran adalah sekitar setengah dari pelat orifice, kira-kira dua head kecepatan. (Head kecepatan didefinisikan sebagai V2/g, di mana V adalah kecepatan aliran dan g adalah konstanta gravitasi dalam satuan yang konsisten). Jika pipa dan meteran memiliki ukuran yang tepat dan dengan ukuran yang sama, penurunan tekanan kemungkinan hanya beberapa psi. Namun, perampingan ukuran (memasang meteran yang lebih kecil dari ukuran garis) untuk meningkatkan Reynolds dapat meningkatkan kehilangan head hingga lebih dari 10 psi. Kita juga harus memastikan bahwa tekanan vena contracta tidak turun di bawah tekanan uap fluida proses, karena akan menyebabkan kavitasi. Secara alami, jika tekanan balik pada meteran berada di bawah tekanan uap, fluida proses akan berkedip dan pembacaan meteran tidak akan berarti.

Keuntungan utama vortex meter adalah sensitivitasnya yang rendah terhadap variasi kondisi proses dan keausan yang rendah dibandingkan dengan orifice atau turbine meter. Selain itu, biaya awal dan perawatannya juga rendah. Karena alasan-alasan ini, vortex meter mendapatkan penerimaan yang lebih luas di kalangan pengguna.

Baca Juga : Definisi, Prinsip Kerja, Aplikasi Coriolis Mass Flow Meter

Apa Saja Keuntungan Pengukur Aliran Vortex?

  • Multifungsi – untuk gas, cairan, atau uap
  • Biaya penyiapan awal yang rendah hingga sedang
  • Perawatan minimal untuk media yang bersih
  • Dapat diandalkan dan akurat
  • Umur pemakaian yang panjang, tidak ada bagian yang bergerak untuk dipakai
  • Dapat dipasang di sudut mana pun jika badan tebing terendam
  • Tidak terpengaruh oleh suhu, tekanan, kepadatan, atau viskositas media
  • Tidak memerlukan pelacakan panas garis impuls seperti yang dilakukan oleh pengukur lubang DP
  • Kehilangan tekanan rendah hingga sedang

Media Apa yang Dapat Diukur oleh Pengukur Aliran Vortex?

  • Air, Dingin atau Panas
  • Air yang sangat murni
  • Air Terionisasi
  • Campuran Glikol
  • Pelarut & Asam

Baca Juga : Prinsip Kerja, dan Jenis Positive Displacement Flow Meter

Rekomendasi Instalasi Vortex Flow Meter

Saat memasang pengukur aliran vortex dalam proses yang sudah ada di mana kisaran aliran tidak diketahui, disarankan untuk terlebih dahulu melakukan beberapa pengukuran perkiraan (menggunakan pitot portabel atau perangkat ultrasonik yang dijepit). Jika tidak, tidak ada jaminan bahwa pengukur vortex ukuran garis akan berfungsi sama sekali.

Vortex meter memerlukan profil kecepatan aliran yang berkembang dengan baik dan simetris, bebas dari distorsi atau pusaran. Hal ini mengharuskan penggunaan pipa lurus ke atas dan ke bawah untuk mengkondisikan aliran. Panjang pipa lurus harus berukuran sama dengan meteran dan panjangnya harus hampir sama dengan yang diperlukan untuk pemasangan lubang dengan rasio beta 0,7. Sebagian besar produsen flowmeter vortex merekomendasikan minimal 30 diameter pipa di bagian hilir katup kontrol, dan 3 hingga 4 diameter pipa antara meteran dan keran tekanan hilir. Elemen suhu harus kecil dan terletak 5 hingga 6 diameter di bagian hilir.

Sekitar setengah dari semua instalasi pengukur vortex memerlukan “leher ke bawah” dari perpipaan proses yang terlalu besar dengan reduksi dan ekspander konsentris. Bahkan jika pelurus aliran dipasang, beberapa pemipaan lurus (relaksasi) masih diperlukan.

Baca Juga : Definisi dan Cara Kerjanya Sound Level Meter

Pengukur pusaran dapat dipasang secara vertikal, horizontal, atau pada sudut mana pun, selama mereka tetap tergenang. Pengukur dapat dijaga agar tetap tergenang dengan memasangnya dalam garis aliran vertikal ke atas. Saat memasang flowmeter dalam aliran ke bawah atau horizontal, pipa hilir harus dijaga agar tetap tinggi. Katup periksa dapat digunakan untuk menjaga agar pipa tetap penuh dengan cairan saat tidak ada aliran. Katup blok dan bypass diperlukan jika penggantian sensor dalam desain tertentu memerlukan penghentian aliran dan pembukaan proses.

flange kawin (pada pipa kawin jadwal 40 atau jadwal 80) harus memiliki diameter dan lubang yang sama dengan flowmeter. flange leher las lebih disukai, dan flensa pereduksi tidak boleh digunakan. Permukaan bagian dalam pipa kawin harus bebas dari mill scale, lubang, lubang, skor reaming dan tonjolan untuk jarak 4 diameter di bagian hulu dan 2 diameter di bagian hilir meteran. Lubang-lubang meteran, gasket, dan perpipaan yang berdekatan harus disejajarkan dengan hati-hati untuk menghilangkan penghalang atau undakan.

Getaran pipa yang berlebihan dapat dihilangkan dengan menyangga pipa di kedua sisi meteran, atau dengan memutar meteran sehingga sensor dipindahkan dari bidang getaran. Kebisingan proses akibat katup berderak, steam traps, atau pompa dapat mengakibatkan pembacaan yang tinggi atau pembacaan yang tidak nol dalam kondisi aliran nol. Sebagian besar meter elektronik memungkinkan untuk meningkatkan pengaturan filter kebisingan, tetapi peningkatan pengurangan kebisingan biasanya juga mengurangi sensitivitas aliran rendah meter. Salah satu pilihannya adalah memindahkan meter ke bagian proses yang tidak terlalu bising.

Baca Juga : Definisi, Fungsi, dan Aplikasi Fuel Flow Meter

Apa Itu Pengukur Aliran Vortex Penyisipan (Insertion)?

Untuk diameter pipa yang besar, pemasangan inline tidak hemat biaya. Pengukur aliran vortex penyisipan adalah solusi ideal untuk pengukuran aliran vortex pada pipa yang lebih besar. Mereka dipasang dengan membuat lubang di pipa proses dengan koneksi dan kemudian memasukkan probe ke dalam lubang melalui koneksi pada meteran. Untuk pengukur aliran vortex penyisipan, probe harus dimasukkan ke bagian kecepatan tertinggi dari aliran aliran di dalam pipa.

Baca Juga : Prinsip Kerja, Fitur, dan Aplikasi Rotary Piston Flow Meter

Apa Itu Pengukur Aliran Vortex Multivariabel?

Pengukur aliran vortex multi-variabel tidak hanya mengukur laju aliran. Mereka juga menggunakan pengukuran suhu dan tekanan untuk menghasilkan laju aliran massa untuk gas, cairan, atau uap. Karena begitu banyak parameter proses yang diukur pada satu titik yang tepat di jalur proses, mereka dapat memberikan pengukuran yang jauh lebih akurat daripada pengukur aliran yang berdiri sendiri. Memiliki tiga jenis pengukuran yang berbeda dalam satu instrumen akan menghemat biaya dan mengurangi kerumitan instalasi dan pemeliharaan. KOBOLD membawa Pengukur Aliran Vortex Multi-Variabel Penyisipan DVE dan Pengukur Aliran Multi-Variabel DVH dengan kemampuan pemasangan sebaris melalui ANSI Flanged atau Wafer-Type. Pengukur aliran vortex multi-variabel dapat memberikan pengukuran aliran massa.

Wiratama Mitra Abadi menyediakan vortex flow meter dan menawarkan banyak pengalaman dalam memilih pengukur aliran vortex yang tepat untuk aplikasi Anda. Kami menawarkan model insertion dan inline. ada pertanyaan lain? silahkan hubungi kami.

Baca Juga : Prinsip Kerja, Aplikasi, dan Kelebihannya Rotameter Flow Meter

Kesimpulan

Dari artikel yang telah kami paparkan diatas, yaitu tentang “Memahami Vortex Flow Meter” dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

  • Vortex flow meter bekerja dengan menempatkan penghalang strategis di jalur media yang mengalir. Penghalang ini biasa disebut Bluff Body. Saat gas atau cairan melintas, pusaran tercipta.
  • Theodore von Karman merupakan pencipta dari prinsip kerja vortex atau pusaran.
  • Pengukur aliran vortex biasanya terbuat dari baja tahan karat 316 atau Hastelloy® dan mencakup badan gertakan, rakitan sensor vortex, dan elektronik pemancar, meskipun yang terakhir juga dapat dipasang dari jarak jauh.
  • Pengukur Aliran Vortex Pengukur aliran vortex biasanya tidak direkomendasikan untuk batching atau aplikasi aliran terputus-putus lainnya. Hal ini karena pengaturan laju aliran dribble pada stasiun batching dapat berada di bawah batas angka Reynolds minimum pengukur. Semakin kecil total batch, semakin signifikan kesalahan yang dihasilkan.

Pelajari Juga : Memahami Magnetik Flow Meter

Referensi : koboldusa.com | www.omega.co.uk

Naufal

a member of SEO Team at Wiratama Mitra Abadi. He loves to learn something new everyday.