فرمول محاسبه دبی اریفیس

صفحه اوریفیس چیست؟

وسیله ای است که در اندازه گیری جریان استفاده می شود. صفحه اوریفیس، یک صفحه نازک با سوراخ در وسط یا غیروسط است و در یک سیال جاری در لوله قرار می گیرد. سرعت جریان را می توان از اختلاف فشار ناشی از جریان سیال از طریق دهانه محدود اندازه گیری کرد.

 

- می توانید اصل عملکرد یک صفحه اوریفیس را توضیح دهید؟
اصل عملکرد صفحه اوریفیس بر اساس قضیه برنولی است. هنگامی که سیال از لوله عبور می کند و به صفحه اوریفیس می رسد، مجبور می شود از سوراخ کوچکتر عبور کند و باعث افزایش سرعت و کاهش فشار می شود. اختلاف فشار قبل و بعد از اوریفیس را می توان اندازه گیری کرد و برای محاسبه دبی مورد استفاده قرار داد.

 

- ضریب اوریفیس چیست و چرا اهمیت دارد؟
ضریب اوریفیس که اغلب به عنوان "Cd" نشان داده می شود، اثرات سیالات واقعی را بر خلاف سیالات ایده آل نشان می دهد. تأثیرات تلفات انرژی، خواص سیال و انحراف از مدل های نظری را فاکتور می کند. این ضریب برای دستیابی به اندازه گیری دقیق نرخ جریان مهم است.

 

- معمولاً در ساخت صفحات اوریفیس از چه موادی استفاده می شود؟
صفحات اوریفیس به دلیل دوام و مقاومت در برابر خوردگی معمولاً از فولاد ضدزنگ ساخته می شوند. با این حال، بسته به ماهیت سیال و نیازهای کاربرد، می توان آنها را از مواد دیگری مانند مونل، هاستلوی و تانتالوم نیز تهیه کرد.

 

- قطر اوریفیس چگونه محاسبه می شود؟

قطر اوریفیس بر اساس سرعت جریان، خواص سیال، اختلاف فشار در سراسر صفحه اوریفیس و قطر لوله محاسبه می شود. معادلات استانداردی برای این محاسبه وجود دارد که در استانداردهای ISO 5167 و ASME مشخص شده است.

 

- دما چگونه بر عملکرد یک صفحه اوریفیس تأثیر می گذارد؟
دما بر چگالی و ویسکوزیته سیال تأثیر می گذارد که به نوبه خود بر سرعت جریان و افت فشار در سراسر دهانه تأثیر می گذارد. در نتیجه، در نظر گرفتن اثرات دما هنگام محاسبه دبی مهم است.

 

- صفحه اوریفیس متحدالمرکز چیست و معمولا در کجا استفاده می شود؟
یک صفحه اوریفیس متحدالمرکز دارای یک سوراخ منفرد و در مرکز است. این رایج ترین نوع صفحه اوریفیس است و برای اکثر مایعات تمیز، گازها و جریان های بخار با سرعت کم مناسب است.

 

- آیا می توانید توضیح دهید که صفحه اوریفیس غیرعادی چیست؟
یک صفحه اوریفیس غیرعادی دارای یک سوراخ خارج از مرکز است. این طرح معمولاً برای اندازه گیری جریان سیالات با مواد جامد معلق استفاده می شود، زیرا سوراخ افست یا خارج از مرکز به جلوگیری از تجمع روی صفحه کمک می کند.

 

- برخی از مشکلات رایجی که ممکن است با یک صفحه خارج از مرکز پیش بیاید چیست؟
مسائل رایج عبارتند از ساییدگی و پارگی، انسداد روزنه، نصب نادرست و خوانش نادرست به دلیل تغییر در خواص سیال. نگهداری و بازرسی منظم می تواند به جلوگیری از این مشکلات کمک کند.

 

- آیا می توانید مراحل نصب یک صفحه اوریفیس را توضیح دهید؟
یک صفحه اوریفیس در یک لوله در قسمتی به نام فلنج اوریفیس نصب می شود. بسیار مهم است که صفحه با جهت گیری صحیح نصب شود و نسبت به جهت جریان به درستی قرار گیرد. شیرهای فشار بالادست و پایین دست نیز باید برای اندازه گیری فشار تعبیه شوند.

 

- صفحه اوریفیس با نازل جریان چه تفاوتی دارد؟
در حالی که هر دو نوع دبی سنج فشار تفاضلی هستند، اما در طراحی و کاربردهایشان متفاوت هستند. یک نازل جریان با یک بخش منقبض تدریجی طراحی شده است که سایش را کاهش می دهد و برای جریان های با سرعت بالا و فرسایشی مناسب تر است. با این حال، صفحه اوریفیس ساده تر و ارزان تر است، اما ممکن است جریان های فرسایشی با سرعت بالا را نیز تحمل نکند.

 

- صفحه اوریفیس سگمنتال چیست و در کجا کاربرد دارد؟
صفحه اوریفیس سگمنتال نوعی صفحه اوریفیس است که در آن روزنه قطعه ای از دایره است. معمولاً برای سیالات حاوی مواد جامد و دوغاب برای به حداقل رساندن گرفتگی استفاده می شود.

 

- عدد رینولدز چه نقشی در عملکرد صفحه اوریفیس دارد؟
عدد رینولدز یک عدد بدون بعد است که برای پیش‌بینی الگوهای جریان استفاده می‌شود. برای یک صفحه اوریفیس، برای تعیین نوع جریان، اعم از آرام، متلاطم یا انتقالی، که می تواند بر افت فشار و متعاقباً بر دقت اندازه گیری جریان تأثیر بگذارد، بسیار مهم است.

 

- چرا اندازه گیری فشار بالادست و پایین دست در صفحه اوریفیس ضروری است؟
اختلاف فشار بین نقاط بالادست و پایین دست یک صفحه اوریفیس برای محاسبه دبی استفاده می شود. این تفاوت به دلیل انقباض ایجاد شده توسط اوریفیس ایجاد می شود و با افزایش سرعت سیال باعث افت فشار می شود.

 

- تاثیر قطر لوله بر عملکرد صفحه اوریفیس چیست؟
قطر لوله مستقیماً بر محاسبه دبی تأثیر می گذارد. قطر لوله بزرگتر سرعت سیال را برای یک نرخ جریان معین کاهش می دهد و به طور بالقوه بر فشار دیفرانسیل و در نتیجه دقت اندازه گیری جریان تأثیر می گذارد.

 

- ضریب تخلیه صفحه اوریفیس چگونه تعیین می شود؟
ضریب تخلیه معمولاً به صورت تجربی تعیین می شود. با مقایسه دبی واقعی با دبی تئوری حاصل از معادله برنولی به دست می آید. استانداردهایی مانند ISO 5167 روش هایی را برای تعیین این ضریب ارائه می کنند.

 

- آیا می توانید چند مورد از کاربرد صفحات اوریفیس در صنعت را نام ببرید؟
صفحات اوریفیس در صنایع متعددی برای اندازه گیری جریان استفاده می شوند. این شامل تولید نفت و گاز، فرآوری شیمیایی، تولید برق، تصفیه خانه های آب و سیستم های HVAC است.

 

- منظور از «نسبت بتا» در رابطه با صفحات اوریفیس چیست؟
نسبت بتا (β) نسبت قطر اوریفیس به قطر داخلی لوله است. این یک پارامتر مهم در تعیین نرخ جریان است زیرا بر سرعت و افت فشار در سراسر اوریفیس تأثیر می گذارد.

 

- چگونه یک صفحه اوریفیس جریان های چند فازی را کنترل می کند؟
مدیریت جریان های چند فازی با صفحه اوریفیس به دلیل تنوع در خواص سیال می تواند چالش برانگیز باشد. می تواند منجر به عدم دقت در اندازه گیری جریان شود. برای اندازه‌گیری دقیق در این موارد، ممکن است طراحی‌ها و محاسبات دهانه‌های تخصصی و حتی انواع دیگر دبی سنج‌ها مورد نیاز باشد.

 

- چه عواملی باید در هنگام انتخاب یک صفحه اوریفیس برای یک کاربرد خاص در نظر گرفته شود؟
عوامل شامل نوع و خواص سیال، سرعت جریان، فشار و دمای عملیاتی، اندازه لوله و الزامات اندازه گیری (دقت، برد و غیره) می باشد. همچنین مهم است که شرایطی را که صفحه اوریفیس تحت آن قرار می گیرد، مانند سیالات خورنده یا دماهای بالا در نظر بگیرید.

 

- آیا می توانید هدف یک  صفحه اوریفیس لبه ربع را توضیح دهید؟

یک صفحه اوریفیس لبه ربع به گونه ای طراحی شده است که اعداد رینولدز پایین را بهتر از یک صفحه روزنه استاندارد مدیریت کند. سوراخ دارای مشخصات لبه خاصی است که افت فشار ثابت تری را در نرخ جریان کمتر فراهم می کند و دقت را بهبود می بخشد.

 

- مزایا و معایب استفاده از صفحات اوریفیس چیست؟
از مزایای صفحات اوریفیس می توان به سادگی، کم هزینه بودن و نداشتن قطعات متحرک اشاره کرد که باعث دوام و نگهداری کم آنها می شود. آنها همچنین به طور گسترده برای سیالات و نرخ های جریان مختلف قابل استفاده هستند. معایب عبارتند از عدم دقت احتمالی به دلیل تغییر در خواص سیال، مشکل در جریان های چند فازی، و حساسیت به سایش و پارگی یا انسداد.

 

- نقش شیر فشاری در راه اندازی صفحه اوریفیس چیست؟
یک شیر فشار برای اندازه گیری فشار سیال در مکان های مشخص شده در بالادست و پایین دست صفحه اوریفیس استفاده می شود. برای محاسبه دبی از اختلاف فشار بین این دو نقطه استفاده می شود.

 

- چه نوع شیرهای فشاری با صفحات اوریفیس استفاده می شود؟
انواع مختلفی از شیرهای فشار وجود دارد، از جمله شیرهای فلنجی، شیرهای D و D/2، شیرهای گوشه و شیرهای لوله. انتخاب نوع شیر به کاربرد و دقت مورد نیاز بستگی دارد.

 

- جهت نصب یک صفحه اوریفیس چگونه بر عملکرد آن تأثیر می گذارد؟
جهت نصب می تواند عملکرد یک صفحه اوریفیس را بسیار تحت تاثیر قرار دهد. در خطوط لوله افقی، صفحه باید با اوریفیس در پایین برای جریان مایع و در بالا برای جریان گاز نصب شود تا به ترتیب از تجمع رسوبات یا گازهای به دام افتاده جلوگیری شود. در خطوط لوله عمودی، جهت گیری به این بستگی دارد که جهت جریان به سمت بالا یا پایین باشد.

 

- چرا صفحات اوریفیس اغلب همراه با رایانه استفاده می شوند؟
رایانه های جریان می توانند اندازه گیری فشار تفاضلی را از صفحه اوریفیس پردازش کنند و با در نظر گرفتن سایر متغیرها مانند دما و فشار، می توانند نرخ جریان را در زمان واقعی محاسبه کنند. آنها در مقایسه با محاسبات دستی نتایج دقیق و قابل اعتمادتری ارائه می دهند.

 

- صفحات اوریفیس چگونه نگهداری و بازرسی می شوند؟
تعمیر و نگهداری و بازرسی ممکن است شامل بررسی آسیب، سایش و پارگی یا انسداد در اوریفیس باشد. لبه های اوریفیس باید تیز و عاری از سوراخ باشد. شیرهای فشار نیز باید از نظر گرفتگی بازرسی شوند. کالیبراسیون منظم ترانسمیترهای فشار نیز برای اندازه گیری دقیق ضروری است.

 

- آیا صفحات اوریفیس هم برای جریان های تراکم پذیر و هم برای جریان های تراکم ناپذیر قابل استفاده هستند؟
بله، صفحات اوریفیس را می توان برای جریان های تراکم پذیر (مانند گازها) و تراکم ناپذیر (مانند مایعات) استفاده کرد. با این حال، محاسبات برای نرخ جریان بر اساس نوع سیال متفاوت خواهد بود.

 

- چگونه یک صفحه اوریفیس جریان های چسبناک را کنترل می کند؟
در جریان های چسبناک، تلفات انرژی در اثر اصطکاک قابل توجه می شود. این می تواند منجر به افت فشار کمتر و اندازه گیری دقیق جریان شود. ملاحظات یا اصلاحات خاصی ممکن است لازم باشد هنگام برخورد با جریان های چسبناک اعمال شود.

 

- چه نوع افت فشاری را باید با یک صفحه اوریفیس انتظار داشت؟
افت فشار در یک صفحه اوریفیس دائمی است و به نسبت بتا، خواص سیال و سرعت جریان  بستگی دارد. هر چه نسبت بتا بیشتر باشد، افت فشار بیشتر است. با این حال، این ضرر اغلب در طراحی کلی سیستم قابل قبول در نظر گرفته می شود.

 

- آیا می توانید تفاوت بین صفحات با سوراخ کامل و با سوراخ کاهش یافته را توضیح دهید؟
یک صفحه دهانه تمام سوراخ دارای اندازه سوراخ است که مشابه قطر لوله است، در حالی که یک صفحه دهانه کاهش یافته دارای اندازه سوراخ کوچکتر است. صفحات با سوراخ کاهش یافته افت فشار بیشتری ایجاد می کنند و می توانند نرخ جریان کمتری را نسبت به صفحات تمام سوراخ اندازه گیری کنند.

 

- آیا صفحه اوریفیس می تواند جریان را در هر دو جهت اندازه گیری کند؟
به طور کلی صفحات اوریفیس برای اندازه گیری جریان فقط در یک جهت طراحی می شوند. در صورت نیاز به اندازه‌گیری جریان دو طرفه، می‌توان از نوع خاصی از صفحه اوریفیس به نام صفحه اوریفیس دوطرفه استفاده کرد.

 

- صفحه اوریفیس محدود چیست و چه کاربردی دارد؟
یک صفحه اوریفیس محدود شبیه به یک صفحه اوریفیس استاندارد است، اما هدف اصلی آن کاهش فشار سیال یا محدود کردن سرعت جریان است، نه اندازه‌گیری جریان. اغلب در سیستم هایی که افت فشار خاصی مورد نیاز است استفاده می شود.

 

- چگونه تغییر در چگالی سیال بر عملکرد یک صفحه اوریفیس تأثیر می گذارد؟
چگالی سیال یک پارامتر کلیدی در محاسبه سرعت جریان از طریق یک صفحه اوریفیس است. بنابراین، تغییرات در چگالی سیال، مانند تغییرات دما یا فشار، می‌تواند بر دقت اندازه‌گیری جریان تأثیر بگذارد.

 

- رابطه بین نسبت بتا و دقت صفحه اوریفیس چیست؟
نسبت بتا می تواند تا حد زیادی بر دقت یک صفحه اوریفیس تأثیر بگذارد. نسبت بتا کمتر (روزنه کوچک) منجر به افت فشار بیشتر و اندازه‌گیری بالقوه دقیق‌تر، اما با اتلاف انرژی بیشتر می‌شود. برعکس، نسبت بتا بالاتر (روزنه بزرگ) منجر به افت فشار کمتر و اتلاف انرژی کمتر می‌شود، اما به طور بالقوه اندازه‌گیری دقیق کمتری دارد.

 

- اثرات ارتعاش بر عملکرد صفحه اوریفیس چیست؟
لرزش می تواند بر دقت اندازه گیری صفحه اوریفیس تاثیر بگذارد. ممکن است باعث نوسان در خوانش فشار شود و همچنین می تواند در طول زمان باعث آسیب فیزیکی به صفحه اوریفیس و سایر عناصر سیستم اندازه گیری جریان شود.

 

- اگر جریان سیال از ظرفیت صفحه اوریفیس بیشتر شود چه اتفاقی می افتد؟
اگر جریان سیال از ظرفیت صفحه اوریفیس بیشتر شود، ممکن است منجر به "جریان خفه" CHOKING شود، جایی که سرعت جریان با افزایش اختلاف فشار دیگر افزایش نمی یابد. این می تواند منجر به قرائت های نادرست و آسیب احتمالی به صفحه اوریفیس و سیستم لوله کشی شود.

 

- زبری لوله چه تاثیری بر عملکرد صفحه اوریفیس دارد؟
زبری لوله می تواند بر روی مشخصات سرعت سیال و شرایط لایه مرزی در دیواره لوله تأثیر بگذارد و به طور بالقوه بر افت فشار در سراسر صفحه اوریفیس و در نتیجه دقت اندازه گیری جریان تأثیر بگذارد.

 

- آیا صفحات اوریفیس  می توانند جریان ضربانی را تحمل کنند؟
جریان ضربانی می تواند باعث نوسانات فشار دیفرانسیل شود که می تواند بر دقت اندازه گیری جریان تأثیر بگذارد. در حالی که یک صفحه اوریفیس از نظر فنی می تواند جریان ضربانی را کنترل کند، ممکن است اقدامات اضافی مانند میرایی برای اطمینان از خوانش دقیق مورد نیاز باشد.

 

- چگونه تغییر در مشخصات سرعت سیال بر اندازه گیری صفحه روزنه تأثیر می گذارد؟
تغییرات در پروفیل سرعت می تواند بر افت فشار در سراسر صفحه اوریفیس و در نتیجه دبی محاسبه شده تاثیر بگذارد. یک پروفیل سرعت کاملاً توسعه یافته و متقارن برای اندازه گیری های دقیق مطلوب است.

 

- آیا صفحات اوریفیس می توانند دوغاب یا مایعات را با مواد جامد اداره کنند؟
در حالی که صفحات اوریفیس می توانند دوغاب ها یا مایعات را با مواد جامد کنترل کنند، اینها می توانند باعث ساییدگی یا انسداد شوند. طراحی‌های دهانه‌های ویژه، مانند صفحات غیرعادی یا سگمنتال، ممکن است در این موارد برای جلوگیری از تجمع و حفظ دقت مناسب‌تر باشند.

 

- ملاحظات زیست محیطی هنگام استفاده از صفحات اوریفیس چیست؟
صفحات اوریفیس باید با توجه به محیط کار انتخاب و طراحی شوند. این شامل عواملی مانند شرایط خورنده یا فرسایشی، دمای بالا و جوهای بالقوه انفجاری است.

 

- نقش تهویه کننده جریان در سیستم صفحه اوریفیس چیست؟
تهویه کننده های جریان برای اطمینان از یک پروفیل سرعت کاملاً توسعه یافته و متقارن در صفحه اوریفیس استفاده می شوند که برای اندازه گیری دقیق جریان ضروری است. آنها می توانند به کاهش اثرات خمش لوله، دریچه ها یا سایر اختلالات بالادست دهانه کمک کنند.

 

- چرا مهم است که الزامات اجرای مستقیم برای صفحه اوریفیس در نظر گرفته شود؟
الزامات اجرای مستقیم، پروفیل سرعت کاملا توسعه یافته و پایدار را برای اندازه گیری دقیق جریان تضمین می کند. دویدن مستقیم ناکافی ممکن است باعث اختلال در جریان و خوانش نادرست شود.

 

- چگونه از ترانسمیترهای فشار دیفرانسیل با صفحات اوریفیس استفاده می شود؟
ترانسمیترهای فشار دیفرانسیل برای اندازه گیری اختلاف فشار در سرتاسر صفحه اوریفیس استفاده می شود که مستقیماً با سرعت جریان سیال مرتبط است. این فرستنده ها اختلاف فشار را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کنند که می تواند برای محاسبه نرخ جریان پردازش شود.

 

- آیا می توان از صفحه اوریفیس برای اندازه گیری دبی بخار استفاده کرد؟
بله، برای اندازه گیری دبی بخار می توان از صفحات اوریفیس استفاده کرد. با این حال، به دلیل تراکم پذیری و امکان تغییر فاز بخار، ممکن است ملاحظات خاصی لازم باشد.

 

- چگونه کاویتاسیون بر عملکرد صفحه اوریفیس تاثیر می گذارد؟
اگر فشار سیال به زیر فشار بخار خود کاهش یابد، حباب‌های بخار تشکیل شده و سپس فرو می‌ریزند، می‌تواند ایجاد حفره شود. این می تواند آسیب قابل توجهی به صفحه اوریفیس و سایر تجهیزات وارد کند و می تواند بر دقت اندازه گیری جریان تأثیر بگذارد.

 

- صفحه اوریفیس یکپارچه چیست؟
صفحه اوریفیس یکپارچه نوعی از صفحه اوریفیس است که برای استفاده در خطوط کوچک و دبی کم طراحی شده است. این معمولاً بخشی از یک مجموعه کامل متر است و اغلب زمانی استفاده می شود که اندازه خط کمتر از 2 اینچ باشد.

 

- چرا صفحات اوریفیس گاهی لبه های اریب دارند؟
لبه های اریب در صفحات اوریفیس برای کاهش اثرات سایش و پارگی، به ویژه در جریان های با ذرات ساینده استفاده می شود. مورب همچنین به برقراری جریان پایدارتر از طریق دهانه کمک می کند و به اندازه گیری دقیق کمک می کند.

 

- چه ملاحظات ایمنی در هنگام نصب یا سرویس صفحات اوریفیس مورد نیاز است؟
هنگام نصب یا سرویس صفحات اوریفیس، اقدامات احتیاطی ایمنی مانند جداسازی خط لوله، کاهش فشار و پوشیدن PPE مناسب باید رعایت شود. همچنین اطمینان از عاری بودن سیستم از مایعات خطرناک در طول تعمیر و نگهداری بسیار مهم است.

 

- چگونه تلفات فشار در سراسر صفحه اوریفیس بر راندمان یک سیستم سیال تأثیر می گذارد؟
تلفات فشار در سراسر صفحه اوریفیس نشان دهنده اتلاف انرژی در سیستم سیال است که می تواند کارایی کلی سیستم را کاهش دهد. با این حال، این تلفات اغلب به نفع اندازه گیری دقیق جریان پذیرفته می شوند.

 

- آیا می توان از صفحه اریفیس در سیستم های فشار قوی استفاده کرد؟
بله، صفحات اوریفیس را می توان در سیستم های فشار قوی استفاده کرد. با این حال، مهم است که اطمینان حاصل شود که صفحه و تجهیزات مربوطه برای مقاومت در برابر فشار عملیاتی طراحی شده اند و ملاحظات ایمنی رعایت می شوند.

 

- اهمیت ضخامت صفحه اوریفیس چیست؟
ضخامت صفحه اوریفیس بر ضریب تخلیه تاثیر می گذارد و فشار در سراسر صفحه کاهش می یابد. یک صفحه ضخیم تر همچنین ممکن است مقاومت بهتری در برابر سایش و آسیب ایجاد کند، به ویژه در جریان های با سرعت بالا یا ساینده.

 

- آیا صفحات اوریفیس می توانند جریان دو جهته را اندازه گیری کنند؟
صفحات اوریفیس سنتی برای اندازه گیری جریان در یک جهت طراحی شده اند. برای اندازه گیری جریان دو جهته می توان از صفحه اوریفیس دو جهته که دارای طراحی متقارن است استفاده کرد.

 

- اندازه گیری جریان با استفاده از صفحه اوریفیس چگونه تحت تأثیر تغییرات فشار و دما است؟
تغییرات فشار و دما می تواند بر چگالی و ویسکوزیته سیال تأثیر بگذارد که به نوبه خود می تواند بر سرعت و افت فشار در سراسر دهانه و در نتیجه دبی محاسبه شده تأثیر بگذارد. برای اندازه‌گیری‌های دقیق در شرایط مختلف ممکن است نیاز به اصلاحاتی باشد.

 

- محدودیت های استفاده از صفحات اوریفیس برای اندازه گیری جریان چیست؟
محدودیت ها شامل عدم دقت احتمالی به دلیل تغییر در خواص سیال یا شرایط جریان، مشکل در جریان های چند فازی یا ضربانی، حساسیت به سایش و انسداد و تلفات انرژی به دلیل افت فشار است.

 

- آیا می توان از صفحات اوریفیس برای اندازه گیری جریان گاز استفاده کرد؟
بله، برای اندازه گیری جریان گاز می توان از صفحات اوریفیس استفاده کرد. با این حال، از آنجایی که گازها قابل تراکم هستند، تغییرات فشار و دما می تواند به طور قابل توجهی بر چگالی و در نتیجه اندازه گیری جریان تأثیر بگذارد. اصلاحات مناسب باید اعمال شود.

 

- چه نوع سیگنالی معمولاً توسط فرستنده فشار دیفرانسیل در تنظیم صفحه اوریفیس تولید می شود؟
سیگنال معمولی که توسط یک فرستنده فشار دیفرانسیل تولید می شود یک سیگنال جریان 4-20 میلی آمپر است که متناسب با اختلاف فشار اندازه گیری شده در سراسر اوریفیس است.

 

- قطر روزنه برای صفحه اوریفیس چگونه تعیین می شود؟
قطر روزنه بر اساس محدوده جریان مورد نظر، قطر لوله، خواص سیال و فشار و دمای عملیاتی تعیین می شود. استانداردهایی مانند ISO 5167 روش هایی را برای محاسبه قطر اوریفیس ارائه می کنند.

 

- موقعیت شیرهای فشار چگونه بر عملکرد صفحه اوریفیس تأثیر می گذارد؟
موقعیت شیرهای فشار تعیین می کند که در آن فشار بالادست و پایین دست اندازه گیری شود. موقعیت نادرست می تواند منجر به خوانش فشار نادرست و در نتیجه اندازه گیری نادرست جریان شود. مکان های استاندارد با استانداردهایی مانند ISO 5167 تعریف می شوند.

 

- نقش طول های «رویکرد» و «خروجی» در یک سیستم صفحه اوریفیس چیست؟
طول «رویکرد» طول مستقیم لوله در بالادست صفحه اوریفیس است، در حالی که طول «خروج» طول مستقیم پایین دست است. این طول ها برای ایجاد یک پروفایل جریان کاملاً توسعه یافته برای اندازه گیری دقیق مهم هستند.

 

- اگر جریان مافوق صوت شود، اندازه صفحه اوریفیس چگونه تغییر می کند؟
اگر جریان مافوق صوت شود، رابطه بین افت فشار و سرعت جریان تغییر می‌کند که به طور بالقوه منجر به اندازه‌گیری‌های نادرست می‌شود. همچنین، سرعت بالا می تواند باعث آسیب فیزیکی به صفحه اوریفیس و سایر اجزا شود.

 

- چگونه تغییرات در ویسکوزیته سیال بر اندازه گیری صفحه اوریفیس تأثیر می گذارد؟
تغییرات در ویسکوزیته سیال می تواند بر مشخصات سرعت و افت فشار در سراسر اوریفیس و در نتیجه دبی محاسبه شده تأثیر بگذارد. برای اندازه گیری دقیق، ممکن است نیاز به اصلاح ویسکوزیته در محاسبه نرخ جریان باشد.

 

- چگونه می توان عملکرد یک صفحه اوریفیس را بررسی یا تایید کرد؟
عملکرد یک صفحه اوریفیس را می توان با کالیبره کردن فرستنده فشار دیفرانسیل، بازرسی صفحه اوریفیس برای سایش یا آسیب، و مقایسه دبی اندازه گیری شده با سایر اندازه گیری های جریان یا مقادیر مورد انتظار بررسی کرد.

 

- آیا می توان از صفحات اوریفیس برای اندازه گیری دبی سیالات غیر نیوتنی استفاده کرد؟
بله، اما به دلیل ویسکوزیته متغیر سیالات غیر نیوتنی می تواند پیچیده باشد. برای اندازه گیری دقیق ممکن است محاسبات تخصصی یا انواع دبی سنج مورد نیاز باشد.

 

- مواد برای یک صفحه اوریفیس چگونه انتخاب می شود؟
مواد برای صفحه دهانه باید بر اساس نوع سیال، شرایط عملیاتی (فشار، دما) و عوامل محیطی (خوردگی، فرسایش) انتخاب شود. مواد متداول عبارتند از فولاد ضدزنگ، مونل و هاستلوی.

 

- اگر فرستنده فشار دیفرانسیل در یک سیستم صفحه اوریفیس از کار بیفتد چه اتفاقی می افتد؟
اگر فرستنده فشار دیفرانسیل از کار بیفتد، دیگر تفاوت فشار را در سرتاسر صفحه اوریفیس اندازه گیری نمی کند و در نتیجه اندازه گیری جریان نادرست است. باید در اسرع وقت تعمیر یا تعویض شود تا اندازه گیری دقیق جریان بازیابی شود.

 

- صفحه اوریفیس ربع لبه چیست؟
صفحه اوریفیس ربع لبه نوعی صفحه اوریفیسی است که برای جریان های کم رینولدز و سیالات چسبناک طراحی شده است. لبه دهانه یک چهارم دایره است که به حفظ ضریب تخلیه ثابت تر در محدوده وسیع تری از اعداد رینولدز کمک می کند.

 

- چگونه می توان نسبت بتا یک صفحه اوریفیس را تغییر داد؟
نسبت بتا را می توان با تغییر قطر دهانه نسبت به قطر لوله تغییر داد. این کار را می توان با تعویض صفحه اوریفیس با صفحه ای که قطر دهانه متفاوتی دارد انجام داد.

 

- یک صفحه اوریفیس سگمنتال چه تفاوتی با صفحه روزنه استاندارد دارد؟
یک صفحه دهانه سگمنتال به جای سوراخ کامل، دارای یک سوراخ قطعه ای یا جزئی است. اغلب در جریان‌هایی با مواد جامد یا دوغاب برای جلوگیری از تجمع در پایین لوله استفاده می‌شود.

 

- صفحه دهانه اکسنتریک چیست و در کجا استفاده می شود؟
یک صفحه منفذی خارج از مرکز، سوراخ را خارج از مرکز، یا خارج از مرکز قرار داده است. این طرح اغلب در لوله های افقی که مایعات کثیف یا دوغابی را حمل می کنند استفاده می شود که به جلوگیری از تجمع در پایین لوله کمک می کند.

 

- آیا می توان از صفحات اوریفیس در سیستم جریان متغیر استفاده کرد؟
بله، صفحات اوریفیس را می توان در سیستم های جریان متغیر استفاده کرد. با این حال، تغییرات در شرایط جریان می تواند بر افت فشار و دقت اندازه گیری جریان تأثیر بگذارد.

 

- چند گزینه جایگزین برای صفحات اوریفیس برای اندازه گیری جریان چیست؟
گزینه های جایگزین برای صفحات اوریفیس شامل لوله های ونتوری، نازل های جریان، لوله های پیتوت، توربین سنج ها، جریان سنج های اولتراسونیک و جریان سنج های مغناطیسی هستند. انتخاب بستگی به کاربرد و الزامات خاص دارد.

 

- یک صفحه اوریفیس از نظر عملکرد و کاربرد چگونه با یک نازل جریان مقایسه می شود؟
در مقایسه با یک نازل جریان، صفحه اوریفیس ساده تر و ارزان تر است، اما به طور معمول دقت کمتری دارد و مستعد ساییدگی و پارگی است. نازل‌های جریان اغلب در جریان‌های با سرعت بالا و فرسایشی استفاده می‌شوند که در آن صفحه اوریفیس  به سرعت فرسوده می‌شود.

 

- آیا صفحه اوریفیس می تواند سرعت جریان را در فشارهای بسیار کم اندازه گیری کند؟
بله، یک صفحه اوریفیس می تواند سرعت جریان را در فشارهای بسیار کم اندازه گیری کند. با این حال، فشار دیفرانسیل در سراسر صفحه ممکن است کوچک باشد و اندازه گیری دقیق آن دشوار باشد، بنابراین ممکن است به یک فرستنده فشار تفاضلی حساس نیاز باشد.

 

- صفحه اوریفیس تهویه چیست؟
صفحه اوریفیس تهویه نوعی صفحه دهانه با سوراخ های متعدد است که برای تنظیم جریان و کاهش نیاز به طول مسیر مستقیم طراحی شده است. اغلب در شرایطی استفاده می‌شود که محدودیت‌های فضا مسیر مستقیم موجود در بالادست صفحه را محدود می‌کند.

 

- فرسایش چگونه بر صفحه اوریفیس تأثیر می گذارد؟
فرسایش می تواند باعث ساییدگی و پارگی صفحه دهانه، به ویژه در لبه های روزنه شود. این می تواند قطر و شکل اوریفیس را تغییر دهد و بر افت فشار و دقت اندازه گیری جریان تأثیر بگذارد.

 

- آیا می توان از صفحات اوریفیس در کاربردهای با دمای بالا استفاده کرد؟
بله، صفحات اوریفیس را می توان در کاربردهای با دمای بالا مورد استفاده قرار داد، مشروط بر اینکه آنها و تجهیزات مربوطه از موادی ساخته شده باشند که بتوانند دمای عملیاتی را تحمل کنند. همچنین باید برای اطمینان از اینکه خواص سیال در این شرایط به درستی در محاسبه نرخ جریان در نظر گرفته می شود، مراقبت ویژه ای انجام شود.

 

- قطر لوله چه تاثیری بر اندازه گیری صفحه اوریفیس دارد؟
قطر لوله بر نسبت بتا و سرعت جریانی که می تواند توسط یک صفحه اوریفیس اندازه گیری شود، تأثیر می گذارد. تغییر در قطر لوله مستلزم تغییر در قطر دهانه برای حفظ همان نسبت بتا و دقت اندازه گیری است.

 

- چگونه تغییرات در ترکیب سیال بر اندازه گیری صفحه اوریفیس تاثیر می گذارد؟
تغییرات در ترکیب سیال می تواند بر چگالی و ویسکوزیته سیال تأثیر بگذارد که می تواند بر سرعت و افت فشار در سراسر صفحه روزنه و در نتیجه دبی محاسبه شده تأثیر بگذارد. برای اندازه‌گیری‌های دقیق در شرایط مختلف ممکن است نیاز به اصلاحاتی باشد.

 

- خوانش فشار دیفرانسیل از یک صفحه اوریفیس معمولاً برای پردازش و نمایش چگونه منتقل می شود؟
خوانش فشار دیفرانسیل معمولاً توسط فرستنده فشار دیفرانسیل به یک سیگنال الکتریکی (مانند 4-20 میلی آمپر) تبدیل می شود. این سیگنال سپس به اتاق کنترل یا مکان دیگری منتقل می شود، جایی که می توان آن را برای محاسبه نرخ جریان پردازش کرد و برای نظارت نمایش داد.

 

- اهمیت ضریب دبی در محاسبات صفحه اوریفیس چیست؟
ضریب تخلیه اثرات سرعت سیال، ویسکوزیته و سایر عوامل را بر جریان واقعی از دهانه محاسبه می کند. برای تصحیح محاسبه نرخ جریان نظری بر اساس معادله دهانه ایده‌آل استفاده می‌شود تا نرخ جریان واقعی‌تر دقیق‌تر ارائه شود.

 

- آیا می توان از صفحه اوریفیس در لوله های عمودی استفاده کرد؟
بله، در لوله های عمودی می توان از صفحه اوریفیس استفاده کرد. با این حال، جهت گیری جریان (به سمت بالا یا پایین) و پتانسیل پروفیل های جریان طبقه بندی شده یا ناهموار به دلیل گرانش ممکن است لازم باشد در محاسبه نرخ جریان در نظر گرفته شود. (لینک مقاله مربوطه)

 

- آیا می توان از صفحات اوریفیس برای سیالات برودتی استفاده کرد؟
بله، صفحات اوریفیس را می توان برای سیالات برودتی استفاده کرد. با این حال، باید توجه ویژه ای به انتخاب ماده برای مقاومت در برابر دماهای پایین و محاسبه خواص سیال در این شرایط برای اندازه گیری دقیق جریان داده شود.

 

- شکل لبه صفحه اوریفیس چه تاثیری بر اندازه گیری جریان دارد؟
شکل لبه اوریفیس می تواند بر تشکیل ورید منقبض و بازیابی فشار در پایین دست روزنه تأثیر بگذارد که به نوبه خود می تواند بر افت فشار و دقت اندازه گیری جریان تأثیر بگذارد. لبه اغلب برای دقیق ترین نتایج تیز است.

 

- الزامات نصب صفحه اوریفیس چیست؟
صفحات اوریفیس باید با لبه روزنه عمود بر جریان، و با طول مسیر مستقیم کافی در بالادست و پایین دست نصب شوند تا از پروفیل جریان کاملاً توسعه یافته اطمینان حاصل شود. شیرهای فشار نیز باید به درستی قرار گیرند. صفحه باید به درستی در مرکز قرار گرفته و در لوله آب بندی شود تا از جریان بای پس جلوگیری شود.

 

- نحوه قرارگیری صفحه اوریفیس چه تاثیری بر اندازه گیری دارد؟
قرار دادن صفحه اوریفیس در لوله برای اندازه گیری دقیق بسیار مهم است. صفحه باید در مرکز قرار گیرد و به درستی با جهت جریان در یک راستا قرار گیرد. قرار دادن نامناسب می تواند منجر به جریان نامتقارن یا انسداد جزئی شود که منجر به عدم دقت در اندازه گیری می شود.

 

- چرا سطح بالادست صفحه اوریفیس معمولاً صاف است؟

سطح بالادست صفحه اوریفیس معمولاً صاف است تا اختلالات جریان ورودی به اوریفیس را به حداقل برساند. هر گونه بی نظمی در سطح بالادست می تواند باعث تلاطم یا پروفیل سرعت ناهموار شود که می تواند بر افت فشار و دقت اندازه گیری جریان تأثیر بگذارد.

 

- اهمیت عدد رینولدز در اندازه گیری صفحه روزنه چیست؟
عدد رینولدز معیاری از رژیم جریان (آهسته، انتقالی یا آشفته) است. بر ضریب دبی و دقت اندازه گیری جریان تأثیر می گذارد. صفحه اوریفیس معمولاً برای جریان آشفته طراحی شده است، جایی که ضریب تخلیه نسبتاً ثابت است.

 

- آیا صفحه اوریفیس می تواند دبی جریان را در سیستم جریان چند فازی اندازه گیری کند؟
صفحات اوریفیس را می توان در سیستم های جریان چند فازی استفاده کرد، اما به دلیل خواص متفاوت و رفتار جریان فازهای مختلف، می توانند پیچیده باشند. برای اندازه گیری دقیق ممکن است محاسبات تخصصی یا انواع دبی سنج مورد نیاز باشد.

 

- صفحه اوریفیس ورودی مخروطی چیست؟
صفحه اوریفیس ورودی مخروطی نوعی صفحه اوریفیس با فرورفتگی مخروطی شکل در سمت بالادست است که به داخل دهانه منتهی می شود. این طراحی می تواند به کاهش افت فشار و افزایش بازیابی فشار در پایین دست دهانه کمک کند.

 

- صفحه اوریفیس چگونه باعث افت فشار در جریان سیال می شود؟
صفحه اوریفیس با محدود کردن جریان باعث افت فشار می شود که طبق اصل برنولی باعث افزایش سرعت و کاهش فشار در دهانه می شود. فشار پایین دست اوریفیس کمتر از فشار بالادست است.

 

- آیا می توان از صفحات اوریفیس در سیالات خورنده استفاده کرد؟
بله، صفحات اوریفیس را می توان در سیالات خورنده استفاده کرد، مشروط بر اینکه از موادی ساخته شده باشند که در برابر نوع خاصی از خوردگی مقاوم باشند. همچنین ممکن است از پوشش ها یا آسترهای ویژه برای محافظت از صفحه استفاده شود.

 

- چه تعمیراتی برای یک صفحه اوریفیس مورد نیاز است؟
تعمیر و نگهداری صفحه اوریفیس شامل بازرسی منظم از نظر سایش، فرسایش یا تجمع، کالیبراسیون فرستنده فشار دیفرانسیل و تعویض صفحه اوریفیس در صورت لزوم است. الزامات خاص می تواند به شرایط سرویس و نوع سیال بستگی داشته باشد.

 

- نسبت بتای یک صفحه اوریفیس چگونه تعریف می شود؟
نسبت بتای یک صفحه اوریفیس به عنوان نسبت قطر اوریفیس به قطر لوله تعریف می شود. این یک عامل کلیدی در طراحی صفحه اوریفیس و محاسبه سرعت جریان است.

 

- چه عواملی بر دقت اندازه گیری جریان صفحه اوریفیس تأثیر می گذارد؟
عواملی که بر دقت اندازه‌گیری جریان صفحه اوریفیس تأثیر می‌گذارند عبارتند از: دقت قطر روزنه و ضخامت صفحه، محل قرارگیری شیرهای فشار، کالیبراسیون فرستنده فشار دیفرانسیل، پایداری و مشخصات جریان، و ویژگی‌های مایع.

 

- چه نوع سیالاتی را می توان با صفحه اوریفیس اندازه گیری کرد؟
صفحات اوریفیس را می توان برای اندازه گیری طیف وسیعی از سیالات از جمله مایعات، گازها و بخار استفاده کرد. آنها همچنین می توانند با مایعات تمیز، کثیف یا دوغاب استفاده شوند، اگرچه ممکن است طرح های خاصی برای برخی از انواع مایعات مورد نیاز باشد.

 

- معادله محاسبه دبی عبوری از صفحه اوریفیس چیست؟
معادله محاسبه نرخ جریان (Q) از طریق یک صفحه اوریفیس با فرمول ارائه شده است:

Q = Cd * A * √(2 * ΔP / ρ)

جایی که:
Q = سرعت جریان (بر حسب واحد حجمی در واحد زمان)
سی دی = ضریب تخلیه
A = سطح مقطع دهانه
ΔP = افت فشار در سراسر دهانه
ρ = چگالی سیال

 

- ضریب تخلیه (Cd) برای صفحه اوریفیس چگونه تعیین می شود؟
ضریب تخلیه (Cd) برای یک صفحه اوریفیس به صورت تجربی برای هر طراحی دهانه خاص و شرایط جریان تعیین می شود. این نشان دهنده کارایی صفحه اوریفیس در تبدیل اختلاف فشار به دبی است. مقادیر Cd را می توان از استانداردهایی مانند ISO 5167 یا از طریق آزمایش های کالیبراسیون انجام شده در یک محیط آزمایشگاهی کنترل شده به دست آورد.

 

- فرمول سطح مقطع (A) صفحه اوریفیس چیست؟
فرمول سطح مقطع (A) یک صفحه اوریفیس به صورت زیر ارائه می شود:

A = (π * d^2) / 4

جایی که:
A = سطح مقطع دهانه
d = قطر اوریفیس 

 

- افت فشار (ΔP) در سراسر صفحه اوریفیس چگونه اندازه گیری می شود؟
افت فشار (ΔP) در سراسر یک صفحه اوریفیس را می توان با استفاده از سنسورهای فشار قرار داده شده در بالادست و پایین دست روزنه اندازه گیری کرد. اختلاف فشار بین این دو نقطه نشان دهنده افت فشار است. متناوبا، می توان از یک فرستنده فشار دیفرانسیل برای اندازه گیری مستقیم اختلاف فشار و ارائه سیگنال خروجی متناسب با ΔP استفاده کرد.

 

- فرمول محاسبه سرعت (V) سیال از یک صفحه اوریفیس چیست؟

فرمول محاسبه سرعت (V) سیال از طریق یک صفحه اوریفیس با معادله به دست می آید:

V = √(2 * ΔP / ρ)

جایی که:
V = سرعت سیال
ΔP = افت فشار در سراسر اوریفیس 
ρ = چگالی سیال

 

- چگالی سیال چگونه بر سرعت جریان در یک صفحه اوریفیس تأثیر می گذارد؟
چگالی سیال (ρ) مستقیماً بر سرعت جریان از طریق یک صفحه اوریفیس تأثیر می گذارد. با افزایش چگالی، سرعت جریان برای یک افت فشار معین کاهش می یابد. این به این دلیل است که یک سیال متراکم برای عبور از دهانه به انرژی بیشتری نیاز دارد و در نتیجه سرعت جریان کمتری دارد. برعکس، یک سیال با چگالی کمتر نرخ جریان بالاتری برای افت فشار یکسان خواهد داشت.

- واحدهای اندازه گیری معمولی مورد استفاده در معادلات صفحه اوریفیس چیست؟
به شرح زیر است:

نرخ جریان (Q): متر مکعب در ثانیه (m³/s)، لیتر در ثانیه (L/s)، یا سایر واحدهای حجمی در واحد زمان.
ضریب تخلیه (Cd): بدون واحد.
سطح مقطع (A): متر مربع (m²).
افت فشار (ΔP): پاسکال (Pa)، بار یا سایر واحدهای فشار.
چگالی (ρ): کیلوگرم بر متر مکعب (kg/m³)، گرم بر سانتی متر مکعب (g/cm³)، یا واحدهای چگالی دیگر.
سرعت (V): متر بر ثانیه (m/s) یا سایر واحدهای سرعت خطی.

 

نویسنده: محسن لطفی صومعه / منبع: automationcommunity