Cân nhắc thiết kế của tấm Orifice


Phương trình liên tục và Phương trình Bernoulli là cơ sở cho tất cả các loại đo lưu lượng chênh lệch áp suất

(Giải thích về các phương trình này không được bao gồm trong bài viết này).

1. Mối quan hệ căn bậc hai

Vì, Q P.

Trong đó, Q = Tốc độ dòng chảy & P = Áp suất chênh lệch trên bản.

Giảm xuống của máy phát thông minh áp suất chênh lệch có sẵn trên thị trường có thể lên tới 200: 1. Vì vậy, khả năng đo lưu lượng (tỷ lệ giữa lưu lượng tối đa đến tối thiểu) có thể là 14: 1.

(Lưu ý: Khả năng hiển thị của cảm biến xác định phạm vi đo mà báo cáo lỗi, theo đơn vị tỷ lệ phần trăm đọc thực tế được đảm bảo.)

Tuy nhiên, tiêu chuẩn máy phát áp suất khác biệt có sẵn trên thị trường với độ lặp lại cao và các tính năng nâng cao thường có thể đi lên tới mức 100: 1. Vì vậy, khả năng đo lưu lượng có thể đạt được lên tới 10: 1.

Khi khả năng đo lưu lượng yêu cầu trên 10: 1, việc sử dụng hai tấm lỗ có công suất khác nhau, hai máy phát dòng chảy áp suất chênh lệch với các phạm vi khác nhau hoặc cả hai thường được khuyến nghị.

Mối quan hệ căn bậc hai của Orifice

Hạn chế phát sinh trong phép đo chính xác của dải áp suất chênh lệch cực rộng tương ứng; ví dụ, biến thiên dòng 20: 1 dẫn đến biến thiên áp suất chênh lệch 400: 1.

Tái bút: Điều mong muốn là các nhà sản xuất luôn nêu rõ không chỉ tính không chính xác của sản phẩm mà còn cả độ chính xác / giới hạn mà tuyên bố không chính xác là hợp lệ.

Về nguyên tắc, 10: 1 đến 14: 1 lưu lượng dòng chảy và giới hạn 100: 1 đến 200: 1 DP là giới hạn tối đa trong khi chọn một tấm Orifice làm phần tử Flow.

2. Mật độ

Mật độ chất lỏng có liên quan đến việc xác định tốc độ dòng chảy khối hoặc tốc độ dòng chảy khối. Nói cách khác, khác. đồng hồ đo lưu lượng loại áp suất không đọc ra trực tiếp theo lưu lượng khối hoặc thể tích.

Q = K (√∆P / ρ)

Trong đó Q = Tốc độ dòng chảy, K = Hằng số, ρ = Mật độ khối của chất lỏng, ∆P = P1 – P2

Một mối quan hệ quan trọng khác là,

Tốc độ dòng chảy lớn = Mật độ x Tốc độ dòng chảy khối lượng

Thực tế là mật độ xuất hiện như một căn bậc hai mang lại cho dòng chảy áp suất chênh lệch áp suất một lợi thế thực tế, đặc biệt là trong các ứng dụng yêu cầu đo lưu lượng khối.

Do mối quan hệ căn bậc hai này, bất kỳ lỗi nào có thể tồn tại trong giá trị của mật độ được sử dụng để tính toán khối lượng đều giảm đáng kể; sai số 1% trong giá trị của mật độ chất lỏng dẫn đến sai số 0,5% trong lưu lượng khối tính toán.

Điều này đặc biệt quan trọng trong đo lưu lượng khí, trong đó mật độ có thể thay đổi trong một phạm vi đáng kể và mật độ vận hành không dễ xác định với độ chính xác cao.

Việc bù áp suất & nhiệt độ phải được thực hiện trong hệ thống điều khiển khi cần độ chính xác cao hơn trong phép đo lưu lượng khí. Ngày nay, các máy phát đa năng cũng có sẵn trên thị trường.

3. Tỷ lệ Beta (β)

Các tỷ lệ beta là tỷ lệ giữa đường kính của hạn chế và đường kính bên trong của ống.

(Beta) = Đường kính lỗ khoan của Orifice (d) / Đường kính trong của ống (D)

Không có phạm vi cụ thể của tỷ lệ Beta đã được chuẩn hóa. Tuy nhiên, nó được khuyến nghị là trong phạm vi 0,2 đến 0,7 do những lý do sau đây.

tỷ lệ <0,2 Phương tiện:

  • Đường kính lỗ khoan tương đối nhỏ hơn.
  • Nhiều khả năng tổn thất áp suất vĩnh viễn (PPL) vượt quá PPL dự kiến ​​được xem xét trong Quy trình thủy lực.
  • Cơ hội Cavites & Nhấp nháy cao hơn, do áp suất giảm cao hơn, cho phép quá trình đi sâu hơn xuống dưới áp suất hơi.
  • Tăng độ không chắc chắn / Giảm độ chính xác.

tỷ lệ> 0,7 Phương tiện:

  • Đường kính lỗ khoan tương đối lớn hơn.
  • Khó đo áp suất thấp hơn.
  • Tăng độ không chắc chắn / Giảm độ chính xác.

Tuy nhiên, một số Công cụ / Phần mềm tính toán từ 0,15 đến 0,75 miễn là tất cả các tham số quá trình, Phạm vi áp suất chênh lệch, Mất áp suất vĩnh viễn (PPL), Độ ổn định dòng chảy và Độ chính xác, v.v … khớp với nhau và không đưa ra bất kỳ thông báo lỗi nào cho người dùng.

Nghiên cứu, thí nghiệm và cài đặt đã được chứng minh cho thấy độ chính xác tốt nhất của Tấm lót có thể đạt được khi tỷ lệ is nằm trong khoảng 0,2 – 0,7.

4. Số Reynold

Số Reynold thể hiện tỷ lệ lực quán tính so với lực nhớt.

Re = VDρ / Gian

Trong đó, Re = số Reynold; V = Vận tốc; D = Đường kính ống; = Mật độ; Cùi = Độ nhớt tuyệt đối

Ở số Reynold thấp, cấu hình Flow bị xáo trộn và hệ số dòng tăng. Vì thế, Số Reynold hơn 10.000 được đề nghị. Vì hệ số xả là không đổi như thể hiện trong biểu đồ dưới đây.

Số đường ống Reynold

5. Lựa chọn phạm vi máy phát áp suất chênh lệch

Phổ biến nhất chênh lệch áp suất phạm vi cho các lỗ là 0 đến 100 in nước (0 đến 2500 mmH2O hoặc 0 đến 25 kPa) cho dòng chảy toàn thang.

Lựa chọn phạm vi máy phát áp suất chênh lệch

Phạm vi này đủ cao để giảm thiểu sai số do thay đổi mật độ chất lỏng do thay đổi Nhiệt độ.

Hầu hết các thiết bị đáp ứng áp suất chênh lệch phát triển độ chính xác tối đa của chúng trong hoặc gần phạm vi này. Xem biểu đồ dưới đây Flow vs Error.

Phạm vi phát của DP

Dựa trên yêu cầu của tổn thất áp suất vĩnh cửu (PPL), có thể chọn độ chính xác / lưu lượng dòng chảy và độ chính xác từ Quy trình, có thể chọn dải áp suất chênh lệch phù hợp từ bảng trên.

6. Vị trí của vòi áp lực

Vị trí của vòi áp lực

Vòi bích:

  • Được ưu tiên từ Line size 2 và lớn hơn.
  • Nhà sản xuất bộ mặt bích lỗ khoan khoan các vòi sao cho các centreline nằm cách bề mặt tấm lỗ 1 in (25 mm).
  • Vòi bích không được khuyến nghị dưới 2 in. (50 mm) kích thước ống và không thể được sử dụng dưới 1,5 in. (37,5 mm) kích thước ống, vì vena Contracta có thể gần hơn 1 in (25 mm) từ tấm lỗ.

Vòi Venacontractra & Radius:

  • Vòi ở 1D ngược dòng và một vòi hạ lưu nằm ở điểm áp suất tối thiểu.
  • Vòi Vena Contracta cung cấp áp suất chênh lệch lớn nhất cho bất kỳ tốc độ dòng chảy nhất định nào, nhưng yêu cầu tính toán chính xác để xác định đúng vị trí vòi hạ lưu.
  • Vòi bán kính là một xấp xỉ của vòi vena hợp đồng cho kích thước ống lớn (đường kính một nửa đường ống hạ lưu cho vị trí vòi áp suất thấp).
  • Một đặc điểm không may của cả hai vòi này là yêu cầu khoan xuyên qua thành ống.
  • Điều này không chỉ làm suy yếu đường ống, mà sự cần thiết thực tế của việc khoan các lỗ vòi ở vị trí lắp đặt hơn là trong môi trường sản xuất được kiểm soát có nghĩa là có chỗ đáng kể cho lỗi cài đặt.

Vòi góc:

Vòi góc phải được sử dụng trên đường kính ống nhỏ trong đó hợp đồng vena rất gần với mặt xuôi dòng của tấm lỗ mà một vòi mặt bích xuôi dòng sẽ cảm nhận được áp lực ở khu vực hỗn loạn cao (quá xa về phía hạ lưu).

7. Cài đặt

Để tránh các lỗi do sự xáo trộn của mô hình dòng chảy do van, phụ kiện, v.v., nên chạy thẳng ống trơn tru trước và sau lỗ.

Độ dài cần thiết phụ thuộc vào tỷ lệ and và mức độ nghiêm trọng của nhiễu dòng chảy dựa trên các thành phần đường ống ngược dòng gây ra nhiễu loạn cấu hình dòng chảy.

Đường chạy thẳng ngược dòng có thể từ 40 D đến 20D và phía xuôi dòng phải là 5D.

Trong trường hợp không thực tế để cài đặt lỗ vào một đường thẳng có độ dài mong muốn, thì nên sử dụng cánh quạt thẳng để loại bỏ xoáy hoặc xoáy.

Quan tâm để thêm điểm nào nữa? Chia sẻ với chúng tôi thông qua phần bình luận bên dưới.

Tác giả: Tapan Bhavsar

Đọc tiếp:

Click to rate this post!
[Total: 0 Average: 0]

TNBlogs.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *