اندازه گیری دبی با اختلاف فشار

صفحات اوریفیس

صفحات اوریفیس ساده ترین و کم هزینه ترین عنصر جریان در حسگرهای نوع d/p هستند. کل هزینه نصب شده نسبتاً مستقل از قطر لوله است، زیرا هزینه منیفولد لوله‌کشی و بازخوانی اختلاف فشار  تحت تأثیر اندازه لوله قرار نیست و عددی نسبتاً ثابت است. در نتیجه، برای سایزهای کوچک لوله  نسبتاً گران هستند ولی برای لوله های از 6 اینچ (150 میلی متر) به بالا بسیار مقرون به صرفه هستند. اوریفیس ها را می توان در طیف وسیعی از کاربردها مانند بویلرها ، سیستم های میتربنگ ، مشعل ها، تصفیه خانه های آب و فاضلاب، کاهنده فشار و ..... استفاده کرد. این صفحات با مواد مختلف و در طراحی های متنوعی مانند Eccentric ، Segmental یا Multi Hole  طراحی و ساخته می شوند.

در صورت انتخاب نادرست متریال، صفحه اوریفیس می‌تواند به شدت فرسوده یا آسیب ببیند، با این حال همچنان خروجی قابل تکرار قابل قبولی را ارائه می‌کند. یکی دیگر از ویژگی های این تجهیز راحتی نصب اوریفیس و تعویض آن و امکان سرویس یا جایگزینی ترانسمیتر آن بدون نیاز به صفحه اوریفیس و یا قطع جریان فرآیند است.
از معایب اصلی دقت نسبتا پایین و دامنه پذیری (Turn down Ratio) پایین اوریفیس های استاندارد است، اگرچه بهبودهای قابل توجهی در این خصوص به عمل آمده است است که در آن خطای کمتر از 1%  در محدوده 10:1 با استفاده از  ترانسمیترهای هوشمند از جمله این موارد می باشد.

از معایب صفحه اوریفیس می‌توان به افت فشار غیر قابل جبران در هد و افزایش خطای اندازه گیری  و تکرارپذیری  با فرسودگی لبه یا ایجاد رسوبات در پشت صفحه اوریفیس اشاره کرد. اندازه‌گیری جریان از نوع اختلاف فشاری اصلاح شده است و دستگاه‌های جدید و با هدف خاصی برای برآوردن نیازهای فرآیندی خاص معرفی شده‌اند. یکی از این طرح های منحصر به فرد، Flow Nozzle است که برای اندازه گیری گازهای داغ و کثیف در صنعت فولاد استفاده می شود.

در اینجا، جریان سیال فرآیند از طریق یک دهانه لوله ای بین لوله و یک صفحه دیسکی شکل و متحدالمرکز می گذرد و اختلاف فشار بین وجه بالادست و پایین دست آن دیسک،  تشخیص داده می شود.  برای تشخیص جریان خمیر کاغذ یا دوغاب، صفحه اوریفیس سگمنتال و اریفیس خارج از مرکز و یا ونتوری مورد استفاده قرار می گیرند صفحات اوریفیس ، ونتوری ، فلونازل و سگمنتال همگی بر روی مایعات کثیف یا مایعات در دمای بالاتر استفاده می شوند.

 

 

لوله های پیتوت
لوله پیتوت لوله ای کوچک و با انتهای باز است که با انتهای باز آن به سمت لوله پروسه وارد می شود. تفاضل بین فشار کل (فشار استاتیک+فشار دینامیک) و فشار استاتیک خط لوله به عنوان یک معیار جهت اندازه گیری دبی سیال می شود. برای اندازه گیری دبی سیال با سایز های بزرگ، لوله پیتوت بسیار کم هزینه با افت فشار ناچیز ارائه پیشنهاد می گردد. به عنوان مثال در داکت های عبور هوا که فشار استاتیک بسیار کم است و ابعاد داکت بسیار بزرگ می باشد این تجهیز بسیار مفید می باشد.  آنها همچنین برای اندازه گیری های موقت سرعت سیال عبوری مناسب هستند. محدودیت اصلی آنها این است که آنها سرعت سیال را فقط در یک نقطه اندازه می گیرند و بنابراین، حتی پس از کالیبراسیون، هر بار که محل قرار گیری سر پیتوت جابجا شود سرعت اندازه گیری شده نیز تغییر می کند، و سیستم  دچار خطا خواهد شد. بنابراین، آنها تنها زمانی استفاده می شوند که دبی حجمی با دقت پایین قابل قبول باشد، مانندتجهیزات  HVAC. آنها همچنین  نیاز به تعمیر و نگهداری اساسی دارند. برای کاهش اثر تغییرات محل قرار گیری پیتوت و در نتیجه بهبود دقت اندازه‌گیری، از Average Pito tube  یا Annubar استفاده می شود.

Elbow
در زانویی ها با توجه به اختلاف سرعت بین شعاع داخلی و خارجی زانویی یک اختلاف فشار در دور سر زانویی ایجاد می شود که با توجه به اختلاف فشار می توان سرعت سیال را اندازه کرد.

در لوله های بزرگتر، این امر منجر به نصب بسیار کم هزینه می شود، زیرا اندازه لوله بر هزینه تأثیر نمی گذارد. این یک اندازه گیری خام و با خطای نسبتا زیاد است که به سرعت بالا و طول لوله های مستقیم بالادست نیاز دارد.

 

 

نویسنده:  محسن لطفی صومعه - منبع: آرامک صنعت هوشمند