اوریفیس پلیت
دبی سنج صفحه اوریفیس معمولاً در سرویس های مایع، گاز و بخار تمیز استفاده می شود. برای همه اندازههای لوله موجود است و اگر افت فشار مورد نیاز آزاد باشد، برای اندازهگیری جریان در لولههای بزرگتر (قطر بیش از ۶ اینچ) بسیار مقرون به صرفه است. صفحه اوریفیس همچنین توسط بسیاری از سازمان های استاندارد برای انتقال مایعات و گازها تایید شده است.
محاسبه صفحه روزنهای که امروزه استفاده میشود هنوز با یکدیگر متفاوت است، اگرچه سازمانهای استاندارد مختلف در تلاش هستند تا یک معادله جریان روزنهای واحد و پذیرفتهشده جهانی را اتخاذ کنند. برنامههای اندازهگیری صفحه اوریفیس معمولاً به کاربر این امکان را میدهند که معادله جریان مورد نظر را از بین چندین مورد انتخاب کند.
صفحه اورفیس متر می تواند از هر ماده ای ساخته شود، اگرچه فولاد ضد زنگ رایج ترین است. ضخامت صفحه استفاده شده (1/8-1/2 اینچ) تابعی از اندازه خط، دمای فرآیند، فشار و فشار دیفرانسیل است. دبی سنج روزنه ای سنتی یک صفحه دایره ای نازک (با زبانه ای برای جابجایی و داده ها) است که در خط لوله بین دو فلنج یک اتصال دهانه قرار می گیرد. این روش نصب مقرون به صرفه است، اما هر زمان که صفحه برای تعمیر و نگهداری یا بازرسی برداشته شود، باید فرآیند خاموش شود. در مقابل، یک اتصالات روزنه ای اجازه می دهد تا دهانه از فرآیند بدون کاهش فشار خط و قطع جریان خارج شود. در این گونه اتصالات، از صفحه روزنه جهانی، یک صفحه دایره ای بدون زبانه، استفاده می شود.
فلومتر صفحه اوریفیس متحدالمرکز دارای یک سوراخ متحدالمرکز تیز (لبه مربع) است که یک تماس خط تقریبا خالص بین صفحه و سیال را با کشش اصطکاک ناچیز در مرز فراهم می کند. نسبت بتا (یا قطر) صفحات روزنه متحدالمرکز از 0.25 تا 0.75 متغیر است. حداکثر سرعت و حداقل فشار استاتیکی در حدود 0.35 تا 0.85 قطر لوله در پایین دست صفحه روزنه رخ می دهد. به آن نقطه ورید منقبض می گویند. اندازه گیری فشار دیفرانسیل در محلی نزدیک به صفحه روزنه، اثر زبری لوله را به حداقل می رساند، زیرا اصطکاک بر سیال و دیواره لوله تأثیر می گذارد.
شیرهای فلنجی عمدتاً در ایالات متحده استفاده می شوند و در فاصله 1 اینچی از سطوح صفحه روزنه قرار دارند (شکل 2-3). آنها برای استفاده در خطوط لوله با قطر کمتر از 2 اینچ توصیه نمی شوند. شیرهای گوشه ای در اروپا برای همه اندازه های لوله غالب است و در ایالات متحده برای لوله های زیر 2 اینچ استفاده می شود (شکل 2-3). با شیرهای گوشه ای، فاصله های نسبتاً کوچک یک مشکل بالقوه نگهداری را نشان می دهد. شیرهای Vena contracta (که نزدیک به شعاع شیرها هستند، شکل 2-4) یک قطر لوله در بالادست صفحه و پایین دست در نقطه ورید قراردادی قرار دارند. این مکان (با نسبت بتا و عدد رینولدز) از 0.35D تا 0.8D متفاوت است.
شیرهای ورید انقباض حداکثر اختلاف فشار و همچنین بیشترین صدا را ایجاد می کنند. علاوه بر این، اگر صفحه عوض شود، ممکن است نیاز به تغییر در محل شیر داشته باشد. همچنین، در لوله های کوچک، ورید منقبض ممکن است زیر فلنج قرار گیرد. بنابراین، شیرهای Vena contracta معمولاً فقط در اندازههای لوله بیش از شش اینچ استفاده میشوند.
شیرهای شعاعی شبیه به شیرهای منقبض ورید هستند، با این تفاوت که شیر پایین دست در 0.5D از صفحه روزنه ثابت است (شکل 2-3). شیرهای لوله به قطر 2.5 لوله در بالادست و 8 قطر پایین دست از دهانه قرار دارند (شکل 2-3). آنها کوچکترین اختلاف فشار را تشخیص می دهند و به دلیل فاصله شیر از دهانه، اثرات ناهمواری لوله، ناهماهنگی ابعادی و بنابراین خطاهای اندازه گیری بیشترین میزان را دارند.
انواع روزنه و انتخاب
صفحه دهانه متحدالمرکز برای مایعات، گازها و جریان بخار تمیز توصیه می شود که اعداد رینولدز از 20000 تا 107 در لوله های زیر 6 اینچ متغیر باشد. از آنجایی که معادلات اصلی جریان روزنه فرض میکنند که سرعت جریان بسیار کمتر از صوت است، اگر سرعتهای صوتی مورد انتظار باشد، رویکرد نظری و محاسباتی متفاوتی مورد نیاز است. حداقل عدد رینولدز توصیه شده برای جریان از دهانه (شکل 1-5) با نسبت بتا دهانه و اندازه لوله متفاوت است. در لوله های سایز بزرگتر، حداقل عدد رینولدز نیز افزایش می یابد.
به دلیل این حداقل در نظر گرفتن عدد رینولدز، روزنه های لبه مربعی به ندرت در سیالات چسبناک استفاده می شوند. صفحات روزنه ای چهار لبه و مخروطی (شکل 2-5) زمانی توصیه می شود که عدد رینولدز زیر 10000 باشد. شیرهای فلنجی، گوشه و شعاع همگی می توانند با دهانه های لبه ربع استفاده شوند، اما فقط شیرهای گوشه باید با دهانه مخروطی استفاده شوند.
صفحات منفذی متحدالمرکز را می توان با سوراخ های تخلیه برای جلوگیری از تجمع مایعات حباب شده در جریان های گاز، یا با سوراخ های دریچه برای تخلیه گازهای حباب شده از مایعات (شکل 2-4A) ارائه کرد. اگر قطر سوراخ کمتر از 10 درصد سوراخ سوراخ باشد، جریان اندازهگیری نشده عبوری از دریچه یا سوراخ تخلیه معمولاً کمتر از 1٪ کل جریان است. با این حال، کارایی سوراخهای هواکش/ تخلیه محدود است، زیرا اغلب آنها را وصل میکنند.
متر صفحات روزنه ای متحدالمرکز برای سیالات چند فاز در خطوط افقی توصیه نمی شود زیرا فاز ثانویه می تواند در اطراف لبه بالادست صفحه ایجاد شود. در موارد شدید، این می تواند دهانه را مسدود کند یا می تواند الگوی جریان را تغییر دهد و خطای اندازه گیری ایجاد کند. صفحات دهانه غیرعادی و سگمنتال برای چنین کاربردهایی مناسب تر هستند. روزنه های متحدالمرکز هنوز برای جریان های چند فازی در خطوط عمودی ترجیح داده می شوند زیرا احتمال تجمع مواد کمتر است و داده های اندازه برای این صفحات قابل اعتمادتر است.
دبی سنج دهانه خارج از مرکز شبیه به هم مرکز است با این تفاوت که دهانه از خط مرکزی لوله جدا می شود. دهانه سگمنتال (شکل 2-4C) قطعه ای از یک دایره است. اگر فاز ثانویه یک گاز باشد، دهانه یک دهانه خارج از مرکز به سمت بالای لوله قرار می گیرد. اگر فاز ثانویه مایع در گاز یا دوغاب در جریان مایع باشد، دهانه باید در انتهای لوله باشد. مساحت زهکشی روزنه سگمنتال بزرگتر از روزنه خارج از مرکز است و بنابراین در کاربردهایی با نسبت های بالای فاز ثانویه ترجیح داده می شود.
این صفحات متر معمولاً در اندازه لوله هایی با قطر بیش از چهار اینچ استفاده می شود و باید با دقت نصب شوند تا اطمینان حاصل شود که هیچ بخشی از فلنج یا واشر با دهانه تداخل نداشته باشد. شیرهای فلنجی برای هر دو نوع صفحه استفاده میشوند و در ربع مقابل دهانه دهانه خارج از مرکز، در راستای حداکثر ارتفاع سد برای روزنه سگمنتال قرار دارند.
برای اندازه گیری نرخ جریان پایین، یک سلول d/p با روزنه یکپارچه ممکن است بهترین انتخاب باشد. در این طرح، کل جریان فرآیند از سلول d/p عبور می کند و نیاز به خطوط سرب را از بین می برد. اینها دستگاه های اختصاصی با داده های کمی منتشر شده در مورد عملکرد خود هستند. ضرایب جریان آنها بر اساس کالیبراسیون آزمایشگاهی واقعی است. آنها فقط برای سیالات تمیز و تک فاز توصیه می شوند زیرا حتی مقدار کمی از تجمع خطاهای اندازه گیری قابل توجهی ایجاد می کند یا دستگاه را مسدود می کند.
روزنه های محدود کننده برای حذف فشار اضافی نصب می شوند و معمولاً در سرعت های صوتی با نسبت بتا بسیار کوچک کار می کنند. افت فشار در سرتاسر یک روزنه محدود نباید از 500psid تجاوز کند که دلیل آن مسدود شدن یا گاز گرفتن است. در تاسیسات روزنه محدودکننده چند عنصری، صفحات تقریباً یک قطر لوله از یکدیگر قرار می گیرند تا از بازیابی فشار بین صفحات جلوگیری شود.
برچسب: اوریفیس پلیت ، صفحه اوریفیس ، دبی سنج،
ادامه مطلب




















