اریفیس پلیت

اریفیس (Orifice) چیست؟

 

این تجهیز جهت اندازه گیری جریان (حجم در واحد زمان یا جرم در واحد زمان) است. دبی q به صورت زیر به دست می آید: q = c√∆p نرخ جریان (q) تابعی از ریشه مربع هد اختلاف فشار دو سر اوریفیس است، که در آن c ضریب دبی تعیین شده توسط شکل مبدل فشار دیفرانسیل و داده های عملیاتی است.

اوریفیس پلیت" یا به عبارت ساده "صفحه‌ی سوراخ دار"، یک ابزار رایج برای اندازه‌گیری و کنترل جریان مایعات و گازها در مختلف صنایعه. این وسیله اغلب از جنس‌های مختلفی مثل استیل ضدزنگ ساخته می‌شه و ضخامت صفحه‌ی سوراخ‌دار به طور مستقیم با قطر لوله مرتبطه.

 

کاربردها :   نفت و گاز / پتروشیمی / نیروگاهی / آب و فاضلاب / معدنی / شیمیایی / قند و شکر

انواع : Square Edge Orifice / Quadrant Orifice / Conical Entrance Orifice / Segmental orifice 

ماده : Stainless Steel 316 /Titanium / PVC / Inconel/ As per Customer’s requirements 

استاندارد محاسبات : ISO 5167/ASME MFC-3M; ASME PTC 19.5Flow 

انواع اوریفیس : RF, RTJ, Wafer

عملکرد اریفیس پلیت (Orifice)

نسخه‌ی ساده‌ترین اوریفیس پلیت یک دیسک دایره‌ای صاف با یک سوراخ مرکزی داره که مایع از اون عبور می‌کنه. روی این صفحه، یه دسته‌ی نشانه‌گذاری هم وجود داره که جزئیات اوریفیس پلیت رو نشون می‌ده. این ابزارها بر مبنای اختلاف فشار سیال در سوراخ و یک ترانسمیتر فشار عمل می‌کنن که میزان دبی رو اندازه‌گیری می‌کنه. علاوه بر اندازه‌گیری جریان، اوریفیس پلیت‌ها برای کاهش فشار جریان و محدود کردن نرخ جریان هم استفاده می‌شن. این ابزارها برای اندازه‌گیری دبی مایعات و گازها مناسبه و حتی در دماهای بالا هم قابل استفاده‌اند. اما باید توجه داشت که برای مایعاتی که ممکنه حالت جامد و یا فرسایشی داشته باشند، باید با دقت انتخاب بشن.این وسیله برای کنترل و اندازه‌گیری جریان در خطوط لوله استفاده می‌شه. وقتی مایع از سوراخ اوریفیس عبور می‌کنه، سرعتش بالا می‌ره و فشارش پایین میاد. وقتی از اوریفیس خارج می‌شه، سرعت مایع پایین میاد و فشار بالا می‌ره.

انواع اریفیس (Orifice)

اوریفیس پلیت، یکی از ابزارهای مهم در صنایع مختلف برای کنترل جریان مایعات و گازها است که در بسترهای مختلف به کار می‌رود. در طی زمان، انواع مختلفی از اوریفیس پلیت به وجود آمده‌اند که هرکدام از آنها ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. به طور کلی، انواع اوریفیس  عبارتند از:

1. اریفیس هم‌مرکز (Concentric Orifice Plate)

   - این نوع اریفیس پلیت، ساده‌ترین و پرکاربردترین مدل است. در این مدل، سوراخ اوریفیس دقیقاً در مرکز صفحه‌ی پلیت قرار دارد.

ویژگی‌ها و کاربردهای اصلی اریفیس هم مرکز:

1. افت فشار قابل محاسبه: با عبور سیال از این اوریفیس، افت فشار مشخصی رخ می‌دهد که از آن برای محاسبه دبی جریان استفاده می‌شود.
2. طراحی ساده و اقتصادی: اوریفیس هم مرکز به دلیل سادگی در طراحی و نصب، یکی از روش‌های پرکاربرد برای اندازه‌گیری جریان است.
3. مناسب برای سیالات تمیز: این نوع اوریفیس اغلب در سیستم‌هایی با سیالات تمیز، غیر خورنده و بدون ذرات معلق به کار می‌رود.
4. استفاده در خطوط جریان یکنواخت: این نوع اوریفیس برای خطوط لوله‌ای مناسب است که جریان در آن یکنواخت و بدون تلاطم زیاد باشد.
5. کاربرد گسترده در صنایع: از جمله در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، آب و فاضلاب، و نیروگاه‌ها برای اندازه‌گیری جریان مایعات و گازها.

از طریق اختلاف فشار ایجاد شده بین دو طرف اوریفیس می‌توان نرخ جریان سیال را محاسبه کرد.

   - اوریفیس هم‌مرکز بیشتر برای مایعات سبک و خالص استفاده می‌شود.

2. اوریفیس مختلف المرکز (Eccentric Orifice Plate)

   - این نوع اوریفیس پلیت، برای مایعات با ویسکوزیته بالا مانند چسب یا قیر مناسب است. در اینجا، سوراخ اوریفیس از مرکز صفحه عقب‌تر و متمایل است.

ویژگی‌ها و کاربردهای اصلی اوریفیس مختلف‌المرکز:

1. خروج ذرات و مواد معلق: طراحی غیرمرکزی این اوریفیس به ذرات معلق و مواد جامد موجود در سیال اجازه می‌دهد به راحتی از طریق دهانه عبور کنند و در اطراف صفحه اوریفیس انباشته نشوند. این ویژگی در کاربردهای سیالاتی که حاوی ذرات معلق هستند، مانند فاضلاب، بسیار مهم است.

2. جلوگیری از انباشت گاز یا مایع: در مواردی که جریان شامل مایعات با مقداری گاز همراه یا گاز با مقداری مایع است، اوریفیس مختلف‌المرکز باعث می‌شود که گاز یا مایع اضافی به راحتی از دهانه عبور کرده و در نزدیکی اوریفیس تجمع نکند.

3. کاربرد در جریان‌های غیریکسان: این نوع اوریفیس به طور ویژه در خطوط جریان‌هایی که جریان به شکل متقارن و یکنواخت نیست و یا تلاطم زیادی دارد، به کار می‌رود.

4. کاربرد در صنایع: از اوریفیس مختلف‌المرکز در صنایعی که با سیالات پیچیده مانند نفت خام، فاضلاب، و سایر مایعات چندفازی کار می‌کنند، استفاده می‌شود.

5. افت فشار قابل محاسبه: همانند اوریفیس‌های هم‌مرکز، در اوریفیس مختلف‌المرکز نیز افت فشار ایجاد شده بین دو طرف صفحه برای اندازه‌گیری دبی جریان استفاده می‌شود، اما ویژگی‌های جریان ممکن است متفاوت باشد و نیاز به محاسبات خاصی دارد.

این نوع اوریفیس‌ها به خصوص در مواردی که احتمال انباشت ذرات یا مواد در مرکز جریان وجود دارد، انتخاب بهتری نسبت به اوریفیس‌های هم‌مرکز هستند

3. اوریفیس قطعه‌ای (Segmental Orifice Plate)

   - این نوع پلیت، برای مایعاتی که حاوی ذرات جامد هستند یا دارای ترکیبات خاصی هستند، استفاده می‌شود. در اینجا، سوراخ به شکل یک نیم دایره در پایین صفحه‌ی پلیت قرار دارد.

ویژگی‌ها و کاربردهای اوریفیس قطعه‌ای:

1. طراحی نیم‌دایره‌ای: در این نوع اوریفیس، سوراخ به صورت یک بخش یا قطعه از دایره است که اغلب نزدیک به یکی از لبه‌های صفحه اوریفیس قرار دارد. این طراحی امکان عبور بهتر مواد جامد، ذرات معلق، یا گازها را از جریان فراهم می‌کند.

2. مناسب برای سیالات با ذرات معلق یا چندفازی: این نوع اوریفیس به طور خاص در سیستم‌هایی که سیال حاوی ذرات معلق، مواد جامد یا مخلوطی از مایعات و گازها است، استفاده می‌شود. برش قطعه‌ای اوریفیس باعث می‌شود که ذرات یا مواد معلق به راحتی از دهانه عبور کنند و در مسیر جریان تجمع نکنند.

3. کاهش انسداد و گرفتگی: یکی از مهمترین مزایای اوریفیس قطعه‌ای این است که با توجه به طراحی غیرمرکزی و نیم‌دایره‌ای آن، خطر گرفتگی و انسداد در سیستم‌های حاوی ذرات معلق کاهش می‌یابد.

4. افت فشار قابل کنترل: همانند سایر انواع اوریفیس‌ها، اوریفیس قطعه‌ای نیز افت فشار مشخصی را در جریان ایجاد می‌کند که برای اندازه‌گیری دبی جریان استفاده می‌شود. با این حال، توزیع جریان در این نوع اوریفیس ممکن است کمی متفاوت از اوریفیس‌های هم‌مرکز یا مختلف‌المرکز باشد.

4. اوریفیس چهارگوش (Quadrant Orifice Plate)

   - این نوع اوریفیس پلیت، برای مایعات با ویسکوزیته بالا و کمترین تلاطم استفاده می‌شود. صفحه‌ی پلیت دارای دو سوراخ با قطرهای مختلف است و به شکل چهارگوش است.

هر یک از این انواع پلیت، به دلیل ویژگی‌های خاص خود، در شرایط مختلفی از جمله نوع مایع، ویژگی‌های جریان، و شرایط فشار و دما، مناسب استفاده می‌شود. انتخاب درست نوع اوریفیس پلیت بسته به نیاز و شرایط خاص، از اهمیت بالایی برخوردار است تا عملکرد بهینه و دقیقی را ارائه دهد.

ویژگی‌ها و کاربردها:

1. شکل نیم‌دایره‌ای: دهانه اوریفیس قطعه‌ای به صورت یک برش قوسی یا نیم‌دایره‌ای است. این طراحی اجازه می‌دهد تا ذرات یا مواد سنگین‌تر در جریان، به سمت پایین لوله حرکت کرده و از دهانه اوریفیس عبور کنند.

2. مناسب برای سیالات حاوی ذرات جامد یا مواد معلق: این نوع اوریفیس برای مایعات یا گازهایی که شامل ذرات معلق یا مواد جامد هستند مناسب است. طراحی قطعه‌ای آن از تجمع ذرات در دهانه و انسداد جریان جلوگیری می‌کند.

3. کاهش ریسک گرفتگی: یکی از مزایای اصلی اوریفیس قطعه‌ای این است که با توجه به طراحی آن، خطر گرفتگی یا انسداد کاهش می‌یابد. به خصوص در سیستم‌هایی که جریان شامل مواد معلق یا جامد است، این ویژگی بسیار حیاتی است.

4. مناسب برای جریان‌های چندفازی: این نوع اوریفیس در جریان‌هایی که شامل مخلوطی از مایعات و گازها هستند نیز کاربرد دارد. به دلیل طراحی برش‌خورده، گاز یا مایعات اضافی به راحتی از دهانه عبور می‌کنند.

 

ویژگی‌های اوریفیس (Orifice) در اندازه‌گیری جریان سیال

اوریفیس یکی از پرکاربردترین و ساده‌ترین ابزارها برای اندازه‌گیری جریان سیال در خطوط لوله است که به دلیل سادگی طراحی و قیمت مقرون‌به‌صرفه، در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ادامه به برخی از ویژگی‌های مهم اوریفیس اشاره می‌شود:

1. عدم وجود قطعات متحرک

یکی از مزایای کلیدی اوریفیس این است که هیچ قطعه متحرکی ندارد. این ویژگی باعث می‌شود سیستم پایدارتر و مطمئن‌تر باشد و در مقایسه با فلومترهایی که دارای قطعات متحرک هستند، احتمال خرابی یا نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری داشته باشد.

2. قیمت اقتصادی

اوریفیس‌ها به دلیل طراحی ساده و ساختار کم‌هزینه، از قیمت پایین‌تری نسبت به سایر فلومترها برخوردارند. این امر باعث شده که اوریفیس به گزینه‌ای ایده‌آل برای اندازه‌گیری جریان سیال در خطوط لوله با سایزهای مختلف و در صنایع مختلف تبدیل شود.

3. دقت اندازه‌گیری

اگرچه اوریفیس از دقت بالایی برخوردار است، اما دقت آن معمولاً بین 2% تا 5% است. این میزان دقت ممکن است در مقایسه با برخی از فلومترهای پیچیده‌تر کمتر باشد، اما برای بسیاری از کاربردهای صنعتی که به اندازه‌گیری دقیق و پایدار نیاز دارند، کاملاً مناسب است.

4. گستره اندازه‌گیری (Turn Down Ratio)

اوریفیس‌ها دارای گستره اندازه‌گیری نسبتاً محدودتری نسبت به برخی دیگر از فلومترها هستند. نسبت Turn Down در اوریفیس معمولاً بین 1:3 تا 1:5 است، به این معنا که این دستگاه قادر است محدوده‌ای از حداقل تا حداکثر جریان را با دقت معقول اندازه‌گیری کند.

5. ترانسمیتر اختلاف فشار

برای اندازه‌گیری جریان، ترانسمیتر اختلاف فشار در سیستم اوریفیس به کار گرفته می‌شود. این ترانسمیتر باید دارای استاندارد IP65 باشد که مقاومت در برابر گرد و غبار و نفوذ آب را تضمین می‌کند. همچنین در محیط‌های خطرناک یا مستعد انفجار، ترانسمیتر باید استانداردهای Ex’d یا Ex’i را داشته باشد تا ایمنی سیستم در این شرایط حساس حفظ شود.

6. Root Extractor برای اندازه‌گیری دقیق‌تر

ترانسمیتر اختلاف فشار اوریفیس معمولاً به یک المان Root Extractor مجهز است که برای استخراج ریشه اختلاف فشار استفاده می‌شود. این فرآیند به دقت بیشتر در اندازه‌گیری فلو کمک می‌کند و عملکرد صحیح سیستم را در شرایط مختلف تضمین می‌کند.

7. تحمل دمای محیط

یکی دیگر از ویژگی‌های مهم اوریفیس و تجهیزات مرتبط با آن، تحمل دمایی بالا است. ترانسمیتر اختلاف فشار در این سیستم باید قادر باشد در بازه دمایی بین 40- تا 85 درجه سانتیگراد کار کند. این ویژگی تضمین می‌کند که اوریفیس در شرایط مختلف محیطی، از دمای پایین تا دماهای بالای صنعتی، عملکرد صحیح و پایداری داشته باشد.

 

 

(بیشتر بخوانید.)