© ABB, CONFIDENTIAL

Slide 1 February 2015

De voordelen van Swirlmeters in vergelijk tot traditionale Vortex

Jan Bakker- ABB Measurement & Analytics- Flowac Juni 2015

© ABB Group June 12, 2015 | Slide 2

Leonardo da Vinci 1452-1519

Theodore Von Kármán

1881-1963

Het begin van Vortex……

© ABB Group June 12, 2015 | Slide 3

Het Vortex verschijnsel……

Vortex flowmeter, vertaald naar de techniek Karman vortex street

Piezo-

sensor

d f

V

D

Bluff body

f = Shedding frequency

St = Strouhal No.

v = Flow velocity

d = Bluff body width

= Kinematic viscosity

Re = Reynolds number

D = Meter size

Q = Flow

K = Calibration factor [1/m³]

Vortex Master Meetprincipe

Re

St Strouhal No. as a function

of the Reynolds No.

Linear flow range

20K 7E6

Vortex flowmeters require turbulent flow.

St becomes non-linear below 20K Re.

Piezo sensor

D

[m³/h] K

3600 * f Q =

Bluff body

d

f

V

f

St = Strouhal No.

Re = Reynolds number

Q = Flow

f = Shedding frequency

K = Calibration factor [1/m³]

© ABB Group June 12, 2015 | Slide 6

De voordelen van Vortex-Swirl flowmeters

Max. temperatuur 400 °C.

Medium hoeft niet geleidend te zijn

Mogelijkheid voor geïntegreerde

druk en temperatuur compensatie

Meet schone gassen, - vloeistoffen

of stoom.

Heeft weinig onderhoud nodig.

Heeft een meetfout van 0,5- tot 1%.

ABB FSV Vortex en FSS Swirl flowmeter

De voordelen van Vortex

© ABB Group June 12, 2015 | Slide 7

De moderne spelling van de wijsheid dat

ieder nadeel zijn voordeel heeft - en

omgekeerd - is tot ons gekomen dankzij

Johan Cruyff, de juistheid ervan valt

iedere dag door iedereen op velerlei

terreinen te constateren. Zo ook bij de

VORTEX meting.

"Ieder voordeel heb ze nadeel“

(Johan Cruijff)

Zijn er alleen maar voordelen dan?

© ABB Group June 12, 2015 | Slide 8

V

V

Om goed te kunnen meten moet er een onverstoord,

turbulent, flowprofiel zijn.

“Laminar Flow” (Re < 2100)

Lage medium snelheid en/of hoge viscositeit.

Medium snelheid is op het hart van de leiding 20% hoger dan de gemiddelde snelheid.

“Turbulent Flow” (Re > 3000)

Voldoende medium snelheid en/of lage viscositeit.

Snelheid is nagenoeg gelijk over de volle diameter.

Vortex beperking Turbulent flowprofiel noodzakelijk

© ABB Group June 12, 2015 | Slide 9

De meest gebruikte uitvoering is een “orifice

plate” tussen twee flenzen.

pro: contra:

Goedkope

oplossing

Niet erg effectief

Extra drukverlies

Inclusief contra flenzen,

PED en installatie duurder

dan het prijsverschil tussen

Swirl en Vortex

10xDN rechte lengte is nog

steeds nodig

“Lapmidddelen” met flow straightener

© ABB Group June 12, 2015 | Slide 10

De ABB Swirlmaster

creëert zijn eigen

flowprofiel in de meter

en is daardoor in grote

mate onafhankelijk van

het flowprofiel vóór- en

na de meter!

ABB SWIRLMASTER

Hoe lossen wij het op…..

© ABB, CONFIDENTIAL

Slide 11 February 2015

SwirlMaster FSS430 / FSS450 The flow meter with a twist – Measurement made easy

Excellent

vibration compensation Mass and Energy

flow calculation

Easy to operate Easy to install

SwirlMaster Meetprincipe

L = Low

pressure areas

Inlet

swirler

Sensor

Deswirler

L

L

L

Housing Sensor

Stagnation point

Backflow

Swirl flowmeter Meetprincipe

Swirler

Piezo

sensor

Housing

Deswirler

© ABB Group June 12, 2015 | Slide 14

Swirler

Piezo Sensor

Primary

Housing

Deswirler

Doorsnede van een Swirlmeter

© ABB Group June 12, 2015 | Slide 16

SWIRL meter Traditionele VORTEX meter

Regelklep

90° bocht

Reductie

Vergelijk van rechte lengtes

© ABB Group June 12, 2015 | Slide 17

Flowprofiel invloeden Swirl

© ABB Group June 12, 2015 | Slide 18

10000 0.

1

1 1

0

10

0

1000 Q [m³/h]

0.5 500 50 5 5000

VORTEX

SWIRL

Vergelijk van dode band en meetbereik Demi water van 20°C

© ABB, CONFIDENTIAL

Slide 19 February 2015

SwirlMaster FSS430 / FSS450 The flow meter with a twist – Measurement made easy

Excellent

vibration compensation Mass and Energy

flow calculation

Easy to operate Easy to install

© ABB, CONFIDENTIAL

Slide 20 February 2015

ABB VortexMaster and SwirlMaster De nieuwste generatie FSV/FSS 400

VortexMaster

FSV400

Slechts 1 sensor voor alle

uitvoeringen, backwards

compatible

SwirlMaster

FSS400

Gelijke meetversterker en sensor

voor alle uitvoeringen. Sensor

memory functie

© ABB, CONFIDENTIAL

Slide 21 February 2015

SwirlMaster FSS400 The flowmeter with a twist

Minimale eisen voor rechte lengtes voor en na de

meter.

Hoge nauwkeurigheid: 0,5% off reading

Werkt met lagere start snelheden als traditionele

vortex ( grotere rangebility dus!)

Identieke electronica en sensor voor zowel Vortex als

Swirlmaster.

Minimum voorraad voor alle toepassingen.

© ABB, CONFIDENTIAL

Slide 22 February 2015

SwirlMaster FSS430 / FSS450 The new generation – Technische gegevens

Technical data of the sensor:

Accuracy:

+/- 0.5% of rate for liquids, gases

and steam

Temperature range:

-55°C to 280°C

-67°F to 536°F

Meter sizes:

Flange: ½” (DN15) to 16” (DN400)

Pressure ratings: up to PN160 /

900 lb

Sensor housing: Stainless steel

std., Duplex or Hastelloy C as

option

All sizes designed acc. to PED

Fluid group 1 Module B / D

Help

© ABB, CONFIDENTIAL

Slide 23 February 2015

Zowel compact als remote

Voor Exi/Exn/Exd uitvoeringen

Diameters > DN40 (1 ½“)

Met aluminium of rvs behuizing

In combinatie voor standaard of

hoge druk uitvoering

Voor standaard en hoge

temperatuur uitvoering

Identieke inbouwmaat als single

sensor uitvoering.

VortexMaster & SwirlMaster Dual sensor uitvoering

© ABB Group June 12, 2015 | Slide 24

Zeer korte inbouw door minimale rechte lengtes voor- en na de

meting.

Onafhankelijk van het flowprofiel voor de meting.

Hogere nauwkeurigheid: 0,5% “of reading” (t.o.v. 0,75- tot 1%).

Lage medium snelheid.

Swirl principe werkt vanaf een lagere snelheid.

Er is geen diameter reductie nodig.

Breder meetbereik.

Hogere vloeistof viscositeit mogelijk (tot 30 cP)

Meter is altijd in te passen ter vervanging van Vortex metingen.

Dus wanneer Swirl?

© ABB Group June 12, 2015 | Slide 25

ABB flexibiliteit

Goede mogelijkheid om Vortex en Swirl te combineren in één

installatie. Beide principes gebruiken dezelfde sensor en converter.

Eenvoud in bediening.

Minimale reserve onderdelen voorraad.

Multivariabel instrument bespaard op instrument- en

installatiekosten ten aanzien van:

Ingebouwde temperatuur compensatie.

Alarm signalen.

© ABB Group June 12, 2015 | Slide 26

1 %

of

rate

typ

. 1

5/5

x D

N

typ

. 1

:30

< 3

0 m

Pa

.s

Gas

Vloeistof

= Swirl-Flowmeter

= Vortex-Flowmeter

0,7

5 %

o.r

.

Do

de

ba

nd

Dru

kv

erl

ies

Be

ter

0,5

% o

f ra

te

typ

. 3

/1 x

DN +

20

%

tot

DN

10

0

typ

. 1

:20

< 7

,5 m

Pa

.s

Be

ter

Na

uw

ke

uri

g

Vis

co

sit

eit

Me

etb

ere

ik

Aa

ns

ch

af

Re

ch

te

len

gte

vo

or/

na

DN15-DN32

DN40-DN50

DN80-DN400

< 5

< 10

Vergelijking Vortex en Swirl

© ABB Group June 12, 2015 | Slide 27