أنواع شائعة من أدوات التدفق

هناك أنواع كثيرة منقياس التدفقالأساليب والأدوات ، وهناك أيضا العديد من أساليب التصنيف. قبل عام 2011 ، كان هناك 60 نوعًا من أدوات التدفق المتاحة للاستخدام الصناعي. السبب في وجود العديد من الأصناف هو أنه لا يوجد مقياس تدفق ينطبق على أي سائل ، وأي نطاق ، وأي حالة تدفق وأي شروط خدمة. ومع ذلك ، مع تقدم العصر ، في عصر الانفجار في العلوم والتكنولوجيا ، ظهر مقياس تدفق الكتلة الجديد. يتدفق مقياس التدفق الشامل على أي سائل ، وأي نطاق ، وأي حالة تدفق وأي شروط خدمة ، ولكن السعر مكلف نسبيًا ، لا يمكن تعميمه في جميع الصناعات.

تصنيفات قياس تدفق العدادات الحالية

هناك أكثر من 60 نوعًا من عدادات التدفق القديمة. كل منتج له قابلية تطبيقه وقيوده المحددة. وفقًا لكائن القياس ، هناك فئتان: خط أنابيب مغلق وقناة مفتوحة ؛ وفقًا لغرض القياس ، يمكن تقسيمه إلى إجمالي قياس المبلغ وقياس التدفق. تسمى أدواتها عداد المبلغ الإجمالي ومقياس التدفق على التوالي.

بالإضافة إلى ذلك ، وفقًا لمبدأ القياس ، يمكن تقسيمه إلى الفئات التالية:

1. مبدأ الميكانيكا: تتضمن الأدوات التي تنتمي إلى هذا المبدأ نوع الضغط التفاضلي ونوع الدوار باستخدام نظرية Bernoulli ؛ نوع الدافع ونوع الأنبوب المتحرك باستخدام نظرية الزخم ؛ باستخدام الصيغة الجماعية المباشرة لقانون نيوتن الثاني ؛ النوع المستهدف بناءً على مبدأ زخم السوائل ؛ نوع التوربينات باستخدام نظرية الزخم الزاوي ؛ نوع دوامة ونوع شارع دوامة بناءً على مبدأ تذبذب السوائل ؛ نوع أنبوب Pitot ، نوع الإزاحة الإيجابي ، Weir ونوع الحوض باستخدام اختلاف الضغط الثابت الكلي ، إلخ.

2. المبدأ الكهربائي: تشمل الأدوات المستخدمة لهذا المبدأ النوع الكهرومغناطيسي ، ونوع السعة التفاضلية ، ونوع الحث ، ونوع مقاومة الإجهاد ، إلخ.

3. مبدأ صوتي: نوع الموجات فوق الصوتية ، نوع صوتي (نوع موجة الصدمة) ، وما إلى ذلك يستخدم لقياس التدفق.

4. المبدأ الحراري: هناك نوع حراري ، ونوع من المسعرات المباشرة ، ونوع السعرات الحرارية غير المباشر ، وما إلى ذلك باستخدام المبدأ الحراري لقياس التدفق.

5. المبدأ البصري: نوع الليزر ونوع كهروضوئية هي أدوات تنتمي إلى هذا النوع من المبدأ.

6. مبادئ الفيزياء الذرية: الرنين المغناطيسي النووي والإشعاع النووي هما أدوات تابعة لمثل هذه المبادئ

7. مبادئ أخرى: مبدأ وضع العلامات (مبدأ التتبع ، مبدأ الرنين المغناطيسي النووي) ، مبدأ الارتباط ، إلخ.

وفقًا للتصنيف الأكثر شعبية وشمولية في الوقت الحالي ، تشرح هذه الورقة المبدأ والخصائص ونظرة عامة على التطبيق ومجهز عدادات التدفق المختلفة في الداخل والخارج:

نوع الهدف

مقياس التدفق الهدف هو نوع من مقياس التدفق على أساس المبدأ الميكانيكي. وقد تم تطويره وتطبيقه في الصناعة لعقود. مقياس التدفق المستهدف الجديد SBL هو مقياس تدفق استشعار قوة تسعية جديد تم تطويره على أساس مقياس التدفق الهدف التقليدي ومع تطوير أجهزة استشعار جديدة وتكنولوجيا إلكترونية دقيقة. ليس فقط خصائص الفتحة ، وشارع فورتيكس وغيرها من أجهزة التدفق دون أجزاء متحركة ، ولكن لها أيضًا حساسية عالية ، ودقة مماثلة لتلك التي يبلغ حجم التدفق الحجمي ومجموعة واسعة. [3]

في سبعينيات القرن الماضي ، طورت الصين جهاز إرسال التدفق الهدف الكهربائي والهواء المضغوط ، وهو أداة الكشف عن أداة مزيج الوحدة الكهربائية والهدية. في ذلك الوقت ، اعتمد محول القوة مباشرة آلية توازن القوة لجهاز إرسال الضغط التفاضلي ، والتي جلبت حتماً العديد من العيوب الناجمة عن آلية توازن القوة نفسها ، مثل السهولة في الموقف الصفري ، ودقة القياس المنخفض ، وسوء الموثوقية لآلية الرافعة ، وهكذا على. نظرًا لضعف الأداء لآلية توازن القوة ، لم يتم تشغيل العديد من مزايا مقياس التدفق المستهدف نفسه بشكل فعال. حتى الآن ، لم يتم القضاء على الانطباع السيئ للمستخدمين على مقياس التدفق الهدف القديم.

يتبنى محول قوة مقياس التدفق المستهدف الجديد SBL محول قوة الضغط ، والذي يزيل تمامًا أوجه القصور في آلية توازن القوة المذكورة أعلاه. يطبق مقياس التدفق الهدف الجديد أيضًا تقنية الإلكترونية الدقيقة وتكنولوجيا الكمبيوتر على محول الإشارة وجزء العرض. يحتوي مقياس التدفق على سلسلة من المزايا ويعتقد أنه يلعب دورًا مهمًا في العديد من أجهزة التدفق في المستقبل.

نوع الضغط التفاضلي

مقياس تدفق الضغط التفاضلي هو أداة يحسب التدفق وفقًا للضغط التفاضلي الناتج عن التفاعل بين كاشف التدفق والسائل المثبت في خط الأنابيب ، وظروف السوائل المعروفة والحجم الهندسي للكاشف وخط الأنابيب.

يتكون مقياس تدفق الضغط التفاضلي من الجهاز الأساسي (الكاشف) والجهاز الثانوي (محول الضغط التفاضلي وأداة عرض التدفق). عادةً ما يتم تصنيف مقياس تدفق الضغط التفاضلي في شكل أجزاء الكشف ، مثل مقياس تدفق الفتحة ، مقياس تدفق Venturi ، مقياس تدفق أنبوب المتوسط ​​، مقياس Pitot Tube Pitoba ، إلخ.

الأجهزة الثانوية هي العديد من أجهزة قياس الضغط التفاضلية الميكانيكية والإلكترونية والكهروميكانيكية ، وأجهزة إرسال الضغط التفاضلية وأدوات عرض التدفق. لقد تطورت إلى فئة كبيرة من الأدوات ذات درجة عالية من ثلاثة توحيد (التسلسل والتعميم والتوحيد) والأنواع والمواصفات المعقدة. لا يمكن قياس معلمات التدفق فحسب ، ولكن أيضًا معلمات أخرى (مثل الضغط ، مستوى المادة ، الكثافة ، إلخ).

وفقًا لمبدأ العمل الخاص به ، يمكن تقسيم أجزاء الكشف عن مقياس تدفق الضغط التفاضلي إلى جهاز تخفيف ، ونوع المقاومة الهيدروليكية ، ونوع الطرد المركزي ، ونوع الرأس الديناميكي ، ونوع كسب الرأس الديناميكي ونوع النفاثة.

يمكن تقسيم قطع الاختبار إلى فئتين وفقًا لدرجة التقييس: القياسية وغير القياسية.

تم تصميم ما يسمى بقطعة الاختبار القياسية وتصنيعها وتثبيتها واستخدامها وفقًا للمستندات القياسية ، ويمكن تحديد قيمة التدفق الخاصة بها ويمكن تقدير خطأ القياس دون معايرة تدفق حقيقية.

قطع الاختبار غير القياسية هي تلك ذات النضج الضعيف ولم يتم سردها في المعايير الدولية. يعد مقياس تدفق الضغط التفاضلي أحد أكثر أجهزة التدفق استخدامًا على نطاق واسع ، ويحتل استخدامه المرتبة الأولى في جميع أنواع أدوات التدفق. نظرًا لظهور مختلف أجهزة التدفق الجديدة ، انخفضت النسبة المئوية لاستخدامها تدريجياً ، لكنها لا تزال أهم نوع من مقياس التدفق في الوقت الحالي.

صيغة تدفق حجم السوائل من مقياس تدفق الضغط التفاضلي هي:

v = aa √2/j (p-q)

الخامس - الحجم

J - الكثافة السائلة

A - معامل التدفق ، والذي يرتبط بحجم القناة وطريقة أخذ الضغط ومعدل التدفق

A - منطقة فتح لوحة الفتحة

P-Q-اختلاف الضغط

ميزة:

(1) مقياس تدفق لوحة الفتحة ، الذي يستخدم على نطاق واسع ، له بنية ثابتة وأداء مستقر وموثوق وحياة طويلة الخدمة ؛

(2) يحتوي على مجموعة واسعة من التطبيقات ، وحتى الآن لا يوجد نوع من مقياس التدفق الذي يمكن مقارنته به ؛

(3) يتم إنتاج أجزاء الكشف وأجهزة الإرسال وأدوات العرض من قبل الشركات المصنعة المختلفة ، وهي مريحة للإنتاج الاقتصادي على نطاق واسع.

سلبيات:

(1) دقة القياس منخفضة بشكل عام ؛

(2) النطاق الضيق ، بشكل عام فقط 3: 1 ~ 4: 1 ؛

(3) متطلبات عالية لظروف التثبيت في الموقع ؛

(4) فقدان الضغط الكبير (الرجوع إلى لوحة الفتحة ، فوهة ، إلخ).

ملاحظة: يتم تقديم منتج جديد: يتم تقديم مقياس تدفق الرصيد الذي تم تطويره بواسطة ناسا. تبلغ دقة القياس في مقياس التدفق هذا 5-10 أضعاف جهاز الاختناق التقليدي ، وفقدان الضغط الدائم هو 1 / 3. يكون استرداد الضغط أسرع ضعفًا ، ويمكن أن يكون قسم الأنابيب المستقيمة الدنيا صغيرًا مثل 1.5D. من السهل التثبيت والاستخدام ، مما يقلل بشكل كبير من استهلاك سعة تشغيل السوائل.

نظرة عامة على التطبيق لمحول عداد التدفق

يستخدم مقياس تدفق الضغط التفاضلي على نطاق واسع في قياس تدفق خط الأنابيب المغلق ، جميع أنواع الكائنات لها تطبيقات. مثل السائل: الطور الواحد ، الطور المختلط ، التدفق النظيف ، القذر ، اللزج ، إلخ ؛ حالة العمل: الضغط الطبيعي ، والضغط العالي ، والفراغ ، ودرجة الحرارة الطبيعية ، ودرجة الحرارة المرتفعة ، ودرجة الحرارة المنخفضة ، وما إلى ذلك ؛ قطر الأنابيب: من عدة مم إلى عدة م ؛ شروط التدفق: تدفق دون الصوت ، الصوتي ، النابض ، إلخ. يمثل استهلاكه في الإدارات الصناعية المختلفة حوالي 1/4 ~ 1/3 من إجمالي استهلاك التدفق.

1. أجهزة الاختناق القياسية المعتادة بشكل شائع (فتحة) ، (فوهة) ، (أنبوب Venturi).

2. تشمل أجهزة الاختناق غير القياسية الشائعة (لوحة فتحة مزدوجة) ، (لوحة فتحة مفقودة مستديرة) ، (فوهة مستديرة 1/4) و (فوهة Venturi).

3. تشمل طرق أخذ الضغط المشترك لوحة الفتحة (أخذ ضغط التوصيل الزاوية) ، (أخذ ضغط الحافة) ، والطرق الأخرى تشمل (أخذ الضغط النظري) ، (أخذ ضغط المسافة القطر) و (أخذ ضغط التوصيل الأنابيب).

4. تسمى المسافة بين وجوه الطرف الأمامي والخلفي أيضًا طريقة الضغط على الثقب القياسي ، والمسافة بين وجوه نهاية الحافة الأمامية والخلفية هي 1.4 مم.

5. نطاق إمدادات الطاقة العاملة من 1151 جهاز إرسال (12) VDC إلى (45) VDC ، والحمل هو من (0) أوم إلى (1650) أوم.

6. نطاق القياس من 1151dp4e جهاز إرسال (0 ~ 6.2) إلى (0 ~ 37.4) KPA.

7. الحد الأقصى للهجرة الإيجابية لـ 1151 مرسل الضغط التفاضلي هو (500 ٪) والحد الأقصى للترحيل السلبي هو (600 ٪).

8. بشكل عام ، تكون سرعة السائل في الأنبوب الحد الأقصى عند (خط الأنبوب) ومساواة للصفر عند (جدار الأنابيب).

9. إذا كان (رقم رينولدز) هو نفسه ، فإن حركة السائل متشابهة.

10. عندما يملأ السائل ، يتدفق الأنبوب عبر جهاز الاختناق ، ستحدث شعاع التدفق (الانكماش المحلي) عند (ارتقاء) ، بحيث يزيد (معدل التدفق) وينخفض ​​(الضغط الثابت).

11. 1151 يتبنى جهاز إرسال الضغط التفاضلي السعة المتغيرة كعنصر حساس. عندما يزداد الضغط التفاضلي ، فإن الحجاب الحاجز المقياس يزيح ، وبالتالي فإن السعة على الجانب الجهد المنخفض (يزيد) والسعة على الجانب العالي الجهد (ينقص)

12. عندما يتم استخدام الحد الأدنى لمدى المعايرة لـ 1151 جهاز إرسال الضغط التفاضلي ، يكون الحد الأقصى لترحيل الحمل (600 ٪) والحد الأقصى للهجرة الإيجابية (500 ٪). إذا تم استخدام الحد الأقصى لمعايرة 1151 ، فإن الحد الأقصى للهجرة السلبية هو (100 ٪) والهجرة الإيجابية (0 ٪).

13. دقة 1151 [4] مرسل الضغط التفاضلي هو (± 0.2 ٪) و (± 0.25 ٪). ملاحظة: جهاز إرسال الضغط التفاضلي الكبير هو ± 0.25 ٪

14. وحدة التدفق شائعة الاستخدام وتدفق الحجم هي (M3 / H) ، (T / H) ، تدفق الكتلة هو (كجم / ساعة) ، (T / H) ، وتدفق حجم الغاز تحت الحالة القياسية (NM3 / H ).

15. يستخدم مقياس تدفق الفتحة لقياس تدفق البخار. عندما تكون كثافة البخار 4.0 كجم / م 3 في التصميم و 3 كجم / م 3 في التشغيل الفعلي ، فإن التدفق الفعلي المشار إليه هو (0.866) مرات تدفق التصميم.

16. يتم قياس تدفق الأمونيا للغاز بواسطة مقياس تدفق الفتحة. يبلغ ضغط التصميم 0.2 ميجا باسكال (ضغط المقياس) ودرجة الحرارة 20 ℃ ، في حين أن الضغط الفعلي هو 0.15 ميجا باسكال (ضغط المقياس) ودرجة الحرارة 30 ℃ ، التدفق الفعلي المشار إليه هو (0.897) مرات تدفق التصميم.

17- يلزم عمومًا أن يكون قسم الأنابيب المستقيمة أمام لوحة الفتحة (10) د ، ويحتاج قسم الأنابيب المستقيمة خلف لوحة الفتحة عمومًا إلى (5) د. للقياس الصحيح ، يفضل أن يكون قسم الأنابيب المستقيمة أمام لوحة الفتحة (30 ~ 50) D ، خاصةً عندما يكون هناك مضخة أو صمام تنظيم أمام لوحة الفتحة.

18. من أجل جعل معامل تدفق التدفق الفتحة α يجب أن يكون عدد رينولدز للسائل أكبر من (رقم رينولدز الحد) عندما يميل إلى القيمة الثابتة.

19. في المتطلبات التقنية لمعالجة لوحة الفتحة ، تكون الطائرة المنبع عموديًا على خط الوسط لطبق الفتحة (بدون ندبات مرئية) ، يجب أن تكون الأسطح المنبع والمبتكرة (موازية) ، ويجب أن تكون حافة مدخل المنبع ( حاد وخالي من الندوب والندبات).

يطفو

Rotameter ، المعروف أيضًا باسم مقياس الروتامير ، مقياس الروتامير المعدني ومقياس الزجاج المعدني ، هو نوع من مقياس تدفق المنطقة المتغير. في أنبوب مخروطي عمودي تم توسيعه من أسفل إلى أعلى ، تتحمل الجاذبية من الطفو مع المقطع العرضي الدائري القوة الهيدروديناميكية ، بحيث يمكن أن يرتفع الطفو ويسقط بحرية في الأنبوب المخروطي.

المقياس الروتامير هو نوع مقياس التدفق على نطاق واسع بعد مقياس تدفق الضغط التفاضلي ، وخاصة في التدفق الصغير والصغرى.

في منتصف الثمانينيات من القرن الماضي ، بلغ حجم مبيعات عدادات التدفق في اليابان وأوروبا الغربية والولايات المتحدة 15 ٪ ~ 20 ٪. قدر ناتج الصين في عام 1990 بحوالي 120000 ~ 140000 ، منها أكثر من 95 ٪ من المخروط الزجاجي المخروطي.

صفة مميزة:

(1) يتمتع مقياس أنبوب المخروط الزجاجي بمزايا الهيكل البسيط والاستخدام المريح. عيبها هو مقاومة الضغط المنخفض والخطر العالي من هشاشة أنبوب الزجاج ؛

(2) مناسبة للقطر الصغير ومعدل التدفق المنخفض ؛

(3) فقدان الضغط المنخفض.