העיקרון של בחירת מד זרימה:
העיקרון של בחירת מד זרימה הוא קודם כל הבנה מעמיקה של העקרונות המבניים ומאפייני הנוזל של מדי זרימה שונים, ובמקביל, לבחור בהתאם לתנאים הספציפיים של האתר ולתנאי הסביבה הסובבים אותו. יש לקחת בחשבון גם גורמים כלכליים. באופן כללי, עליך לבחור מבין חמשת ההיבטים הבאים:
① דרישות ביצועים של מד הזרימה;
② מאפייני נוזל;
③ דרישות התקנה;
④ תנאים סביבתיים;
⑤ מחיר מד הזרימה.
1. דרישות ביצועים של מד הזרימה
היבטי הביצועים של מד הזרימה כוללים בעיקר: זרימה מדודה (זרימה מיידית) או כמות כוללת (זרימה מצטברת); דרישות דיוק; הֲדִירוּת; ליניאריות; טווח וטווח זרימה; איבוד לחץ; מאפייני אות פלט וזמן תגובה של מד זרימה המתן.
(1) מדוד זרימה או כמות כוללת
ישנם שני סוגים של מדידת זרימה, כלומר זרימה מיידית וזרימה מצטברת. לדוגמה, הנפט הגולמי בצנרת של תחנת המשנה להובלה שייך להעברת המשמורת או לצינור הפטרוכימי לייצור פרופורציונלי רציף או בקרה תהליכית של תהליך הייצור וכו'. יש למדוד את הכמות הכוללת, לעיתים בתוספת תצפית זרימה מיידית. במקומות עבודה מסוימים, בקרת זרימה דורשת מדידת זרימה מיידית. לכן, הבחירה צריכה להיעשות בהתאם לצרכי המדידה במקום. כמה מדי זרימה כגון מדי זרימה עם תזוזה חיובית,מדי זרימה של טורבינהוכו', עקרון המדידה הוא לקבל ישירות את הכמות הכוללת על ידי ספירה מכנית או פלט תדר דופק, בעל דיוק גבוה ומתאים למדידת הכמות הכוללת, אם מצויד במכשיר איתות מתאים ניתן להוציא גם Flow. מדי זרימה אלקטרומגנטיים, מדי זרימה אולטרסוניים וכו' גוזרים את קצב הזרימה על ידי מדידת קצב זרימת הנוזל, בתגובה מהירה, מתאים לבקרת תהליכים, וניתן לקבל את הכמות הכוללת גם עם פונקציית הצבירה.
(2) דיוק
רמת הדיוק של מד הזרימה מצוינת בטווח זרימה מסוים. אם הוא משמש בתנאי מסוים או בטווח זרימה צר יחסית, למשל, הוא משתנה רק בטווח קטן, אז דיוק המדידה שלו יקטן. גבוה מדרגת הדיוק שצוינה. אם משתמשים במד זרימה של טורבינה למדידת שמן בחביות והפצה, כאשר השסתום נפתח במלואו, קצב הזרימה קבוע בעצם, והדיוק שלו עשוי להשתפר מ-{{0}}.5 ל-0.25.
הוא משמש לחשבונאות מסחר, אחסון ותחבורה ואיזון חומרים. אם דיוק המדידה נדרש להיות גבוה, יש לשקול את העמידות של מדידת הדיוק. בדרך כלל, משתמשים במד הזרימה במקרים שלעיל, ורמת הדיוק נדרשת להיות 0.2. במקומות עבודה כאלה, ציוד סטנדרטי למדידה (כגון צינורות נפח) מצויד בדרך כלל באתר כדי לבצע זיהוי מקוון של מדי הזרימה שבהם נעשה שימוש. בשנים האחרונות, בשל המתח הגובר בנפט הגולמי והדרישות הגבוהות של יחידות שונות למדידת נפט גולמי, מוצע יישום מסירת מקדם למדידת נפט גולמי, כלומר בנוסף לבדיקה תקופתית של מד הזרימה כל שישה. חודשים, שני הצדדים למסירת הסחר מנהלים משא ומתן כל חודש או 2. מד הזרימה מאומת מדי חודש לקביעת מקדם הזרימה, והנתונים מחושבים על פי הנתונים הנמדדים על ידי מד הזרימה ומקדם הזרימה של מד הזרימה עבור מסירה ל לשפר את הדיוק של מד הזרימה, הידוע גם בשם מסירת שגיאות אפס.
רמת הדיוק נקבעת בדרך כלל על פי השגיאה המותרת של מד הזרימה. זה ניתן בהוראות מד הזרימה שסופקו על ידי כל יצרן. חשוב לשים לב האם אחוז השגיאה מתייחס לשגיאה יחסית או לשגיאת ציטוט. השגיאה היחסית היא האחוז מהערך הנמדד, מבוטא בדרך כלל כ"אחוז R". שגיאת ההתייחסות מתייחסת לגבול העליון של המדידה או לאחוז הטווח, הנפוץ כ"אחוז FS". הוראות יצרן רבות אינן מעידות על כך. לדוגמה, מדי זרימה צפים משתמשים בדרך כלל בשגיאות התייחסות, ודגמים מסוימים של מדי זרימה אלקטרומגנטיים משתמשים גם בשגיאות התייחסות.
אםמד הזרימהאינו פשוט מודד את הכמות הכוללת, אלא משמש במערכת בקרת הזרימה, יש לקבוע את הדיוק של מד הזרימה לזיהוי בהתאם לדרישות דיוק הבקרה של המערכת כולה. מכיוון שלמערכת כולה יש לא רק את השגיאה של זיהוי הזרימה, אלא גם כוללת את השגיאה וגורמי השפעה שונים של העברת אותות, התאמת בקרה, ביצוע פעולה וכן הלאה. לדוגמה, אם יש הפרש היסטרי של כ-2 אחוזים במערכת ההפעלה, זה לא חסכוני ולא הגיוני לקבוע דיוק גבוה מדי (מעל לרמה 0.5) עבור מכשיר המדידה בו נעשה שימוש. בכל הנוגע למכשיר עצמו, יש להתאים כראוי את הדיוק בין החיישן למכשיר המשני. לדוגמה, השגיאה המתוכננת של צינור המהירות הממוצע ללא כיול בפועל היא בין ±2.5 אחוזים ל-±4 אחוזים, עם 0.2 אחוז מד לחץ דיפרנציאלי עם דיוק גבוה של ~0.5 לאחוז אין משמעות קטנה.
בעיה נוספת היא שרמת הדיוק שצוינה עבור מד הזרימה בהליכי האימות או במדריך היצרן מתייחסת לשגיאה המותרת של מד הזרימה. עם זאת, עקב השפעת השינויים בתנאי הסביבה, תנאי זרימת נוזלים ותנאים דינמיים כאשר מד הזרימה משמש בשטח, יתרחשו כמה טעויות נוספות. לכן, מד הזרימה המשמש בשטח צריך להיות שילוב של השגיאה המותרת ושגיאה נוספת של המכשיר עצמו. בעיה זו חייבת להיחשב במלואה. לפעמים השגיאה בטווח של סביבת השימוש באתר עלולה לחרוג מהשגיאה המותרת של מד הזרימה.
(3) יכולת חזרה
יכולת החזרה נקבעת על ידי העיקרון של מד הזרימה עצמו ואיכות הייצור. זהו אינדיקטור טכני חשוב בשימוש במד הזרימה וקשור קשר הדוק לדיוק של מד הזרימה. בדרך כלל, בדרישות ביצועי המדידה בתקנות האימות, לא רק רמת הדיוק מצוינת עבור מד הזרימה, אלא גם החזרה מצוינת. /3-1/5.
החזרה מוגדרת בדרך כלל כעקביות של מדידות מרובות באותו כיוון עבור ערך זרימה מסוים בתוך פרק זמן קצר בתנאי שתנאי הסביבה ופרמטרים בינוניים נשארים ללא שינוי. עם זאת, ביישומים מעשיים, יכולת החזרה של מד הזרימה מושפעת לרוב משינויים בצמיגות הנוזל וצפיפות הפרמטרים. לעיתים השינויים בפרמטרים אלו לא הגיעו לרמה הדורשת תיקון מיוחד, אשר עלול להיחשב בטעות כחזרה לקויה של מד הזרימה. . לאור מצב זה יש לבחור מד זרימה שאינו רגיש לשינויים בפרמטר זה. לדוגמה, הסיבוב מושפע בקלות מצפיפות הנוזל. מדי זרימה בקוטר קטן לא רק מושפעים מצפיפות הנוזל, אלא עשויים להיות מושפעים גם מצמיגות הנוזל; אם משתמשים במד הזרימה של הטורבינה בטווח צמיגות גבוה, הצמיגות מושפעת; חלקם לא תוקנו. מעובדמדי זרימה קולייםמושפעים מטמפרטורת הנוזל ועוד. השפעה זו עשויה להיות בולטת יותר אם הפלט של מד הזרימה אינו ליניארי.
(4) ליניאריות
לפלט של מד הזרימה יש בעיקר שני סוגים של שורש ריבועי ליניארי ולא ליניארי. באופן כללי, השגיאה הלא ליניארית של מד הזרימה אינה רשומה בנפרד, אלא כלולה בשגיאה של מד הזרימה. עבור מד זרימה עם טווח זרימה רחב בדרך כלל, אות המוצא מופעל ומשמש לצבירה כוללת, ליניאריות היא אינדיקטור טכני חשוב. אם נעשה שימוש במקדם מטר בודד בטווח הזרימה שלו, כאשר הליניאריות ירודה, יפחית את דיוק מד הזרימה. לדוגמה, מד זרימה של טורבינה מאמץ מקדם מטר בטווח זרימה של 10:1, והדיוק שלו יהיה נמוך יותר כאשר הליניאריות ירודה. עם התפתחות טכנולוגיית המחשב, ניתן לחלק את טווח הזרימה שלו למקטעים ולהתאים אותו בשיטת הריבוע. עקומת מקדם מד הזרימה מתקנת את מד הזרימה, ובכך משפרת את דיוק מד הזרימה ומרחיבה את טווח הזרימה.
(5) גבול זרימה וטווח זרימה עליון
הזרימה העליונה ידועה גם כזרימה בקנה מידה מלא או זרימה של מד הזרימה. כאשר אנו בוחרים את קוטר מד הזרימה, יש להגדיר אותו בהתאם לטווח הזרימה המשמש את הצנרת הנבדקת וקצב הזרימה העליון והתחתון של מד הזרימה שנבחר. אי אפשר פשוט להתאים אותו לפי קוטר הצינור.
באופן כללי, קצב זרימת הנוזל בצינור התכנון נקבע בהתאם לקצב הזרימה הכלכלי. אם המבחר נמוך מדי, קוטר הצינור יהיה עבה, וההשקעה תהיה גדולה; אם הבחירה גבוהה מדי, הספק השידור יהיה גדול ועלות התפעול תגדל. לדוגמה, קצב הזרימה הכלכלי של נוזלים בעלי צמיגות נמוכה כגון מים הוא 1.5-3m/s, והנוזלים בצמיגות גבוהה הם 0.2-1m/s. קצב הזרימה של קצב הזרימה העליון של רוב מדי הזרימה קרוב או גבוה מקצב הזרימה הכלכלי של הצינור. לכן, כאשר נבחר מד הזרימה, הקוטר שלו זהה לזה של הצינור, וההתקנה נוחה יותר. אם הם לא זהים, לא יהיה יותר מדי הבדל. בדרך כלל, ניתן לחבר את המפרט של גלגלי השיניים העליונים והתחתונים הסמוכים על ידי הקטנת צינורות.
בבחירת מדי זרימה יש לשים לב לסוגים שונים של מדי זרימה, שקצב הזרימה העליון או הגבול העליון שלהם שונה מאוד בשל מגבלת עקרון המדידה והמבנה של מדי הזרימה בהתאמה. אם ניקח לדוגמה מד זרימה נוזלי, קצב הזרימה של זרימת הגבול העליון הוא בדרך כלל בין 0.5 ל-1.5 מ'/שניה עבור מד זרימה של ציפה מזכוכית, בין 2.5 ל-3.5 מ' לשנייה עבור מד זרימה חיובי. ובין 5.5 ל-3.5 מטר לשנייה עבור מד זרימת מערבולת. בין 7.5 מטר לשנייה,מד הזרימה האלקטרומגנטיהוא בין 1 ל-7m/s, או אפילו בין 0.5 ל-10m/s.
גם קצב הזרימה הגבול העליון של הנוזל צריך לקחת בחשבון שלא ניתן ליצור את תופעת הקוויטציה בגלל שקצב הזרימה גבוה מדי. המיקום של תופעת הקוויטציה הוא בדרך כלל מיקום קצב הזרימה והלחץ הסטטי. על מנת למנוע היווצרות של קוויטציה, לעתים קרובות יש צורך לשלוט בלחץ האחורי של מד הזרימה (זרימה).
כמו כן, יש לציין כי לא ניתן לשנות את הגבול העליון של מד הזרימה לאחר ההזמנה, כגון מד זרימה חיובי או מד סיבוב. לאחר שתוכנן ונקבע מד זרימת הלחץ, כגון לוח הפתח של התקן המצערת, לא ניתן לשנות את קצב הזרימה התחתון שלו, וניתן לשנות את שינוי קצב הזרימה הגבול העליון על ידי התאמת משדר הלחץ ההפרש או החלפת משדר לחץ דיפרנציאלי. לדוגמה, עבור דגמים מסוימים של מדי זרימה אלקטרומגנטיים או מדי זרימה קוליים, חלק מהמשתמשים יכולים לאפס את הגבול העליון של הזרימה בעצמם.
(6) דרגת טווח
דרגת הטווח היא היחס בין קצב הזרימה הגבול העליון לבין קצב הזרימה הגבול התחתון של מד הזרימה. ככל שהערך גדול יותר, טווח הזרימה רחב יותר. למטרים ליניאריים יש טווח רחב, בדרך כלל 1:10. טווח מדי הזרימה הלא ליניאריים הוא 1:3 בלבד. עבור מדי זרימה המשמשים בדרך כלל לבקרת תהליכים או חשבונאות העברת משמורת, אם נדרש טווח זרימה רחב, אל תבחר במד זרימה עם טווח קטן.
נכון לעכשיו, על מנת לקדם את טווח הזרימה הרחב של מדי הזרימה שלהם, חלק מהיצרנים הגדילו את קצב הזרימה של קצב הזרימה הגבול העליון גבוה מאוד במדריך ההוראות, לדוגמה, הנוזל מוגדל ל-7-10m/ s (בדרך כלל 6m/s); הגז גדל ל-50- 75m/s (בדרך כלל 40~50)m/s; למעשה, קצב זרימה כה גבוה אינו שמיש. למעשה, המפתח לטווח רחב הוא קצב זרימת גבול נמוך יותר כדי לענות על צורכי המדידה. לכן, מד זרימה רחב טווח עם קצב זרימה גבול נמוך נמוך יותר מעשי.
(7) אובדן לחץ
אובדן לחץ פירושו בדרך כלל שחיישן הזרימה מייצר אובדן לחץ בלתי ניתן לשחזור המשתנה עם הזרימה עקב רכיבי זיהוי סטטיים או אקטיביים המוגדרים בתעלת הזרימה או שינויים בכיוון הזרימה, וערכו יכול לפעמים להגיע לעשרות קילופסקל. לכן, יש לבחור את מד הזרימה בהתאם לאובדן הלחץ המותר של קצב הזרימה שנקבע על ידי כושר השאיבה של מערכת הצנרת ולחץ הכניסה של מד הזרימה. בחירה לא נכונה תגביל את זרימת הנוזל ותגרום לאובדן לחץ מוגזם ותשפיע על יעילות הזרימה. חלק מהנוזלים (נוזלים פחמימנים בלחץ אדים גבוה) צריכים גם להיות מודעים לכך שירידה מופרזת בלחץ עלולה לגרום לקוויטציה ולאידוי של שלב הנוזל, להפחית את דיוק המדידה או אפילו לפגוע במד הזרימה. לדוגמה, מד זרימה לאספקת מים בקוטר צינור גדול מ-500 מ"מ צריך לקחת בחשבון את עלות השאיבה המוגדלת הנגרמת מאובדן אנרגיה מופרז שנגרם מאובדן לחץ. על פי דיווחים רלוונטיים, עלות השאיבה של מד זרימה עם אובדן לחץ גדול יותר למדידה עולה לרוב על עלות הרכישה של מד זרימה עם אובדן לחץ נמוך ומחיר גבוה יותר.
(8) מאפייני אות פלט
ניתן לחלק את נפח הפלט והתצוגה של מד הזרימה ל:
① זרימה (זרימת נפח או זרימת מסה); ② סך הכל; ③ קצב זרימה ממוצע; ④ קצב זרימה נקודתי. מדי זרימה מסוימים מפלטים כמויות אנלוגיות (זרם או מתח), בעוד שאחרים מוציאים כמויות פולסים. פלט אנלוגי נחשב בדרך כלל כמתאים לבקרת תהליכים, והוא מתאים יותר לחיבור עם יחידות לולאת בקרה כגון שסתומי ויסות; פלט דופק מתאים יותר למדידת זרימה כוללת ובדיוק גבוה. לפלט שידור אות למרחקים ארוכים יש דיוק שידור גבוה יותר מאשר פלט אנלוגי. המצב והמשרעת של אות המוצא צריכים להיות גם בעלי יכולת להסתגל לציוד אחר, כגון ממשקי בקרה, מעבדי נתונים, התקני אזעקה, מעגלי הגנה במעגל פתוח ומערכות העברת נתונים.
(9) זמן תגובה
כאשר מיושמים על יישומי זרימה פועם, יש לשים לב לתגובת מד הזרימה לשינוי שלב הזרימה. יישומים מסוימים דורשים את פלט מד הזרימה כדי לעקוב אחר זרימת הנוזל, בעוד שאחרים דורשים תפוקת תגובה איטית יותר כדי להשיג ממוצע מורכב. תגובות חולפות מתבטאות לרוב במונחים של קבועי זמן או תדרי תגובה, הראשונים נעים בין כמה אלפיות שניות לכמה שניות, והאחרון מתחת למאות הרץ. השימוש במכשיר תצוגה עשוי להאריך במידה ניכרת את זמן התגובה. נהוג להאמין שהא-סימטריה של התגובה הדינמית של מד הזרימה כאשר קצב הזרימה עולה או יורדת תאיץ את העלייה בשגיאת מדידת הזרימה.
2. מאפייני נוזל
במדידת זרימה, מדי זרימה שונים תמיד מושפעים מפרמטר אחד או מספר פרמטרים בתכונות הפיזיקליות של הנוזל, ולכן התכונות הפיזיקליות של הנוזל ישפיעו במידה רבה על בחירת מד הזרימה. לכן, שיטת המדידה ומד הזרימה שנבחרו צריכים לא רק להתאים לתכונות הנוזל הנמדד, אלא גם לשקול את ההשפעה של שינוי בתכונות הפיזיקליות של הנוזל על פרמטר אחר במהלך תהליך המדידה. לדוגמה, השפעת שינויי טמפרטורה על צמיגות הנוזלים.
תכונות הנוזל הנפוצות הן צפיפות, צמיגות, לחץ אדים ופרמטרים נוספים. ניתן למצוא פרמטרים אלו בדרך כלל במדריך כדי להעריך את יכולת ההסתגלות של פרמטרים שונים של הנוזל ובחירת מדי זרימה בתנאי השימוש. אבל יש גם כמה נכסים שלא ניתן למצוא. כגון קורוזיה, אבנית, סתימה, מעבר פאזה ומצב מתערבב.
(1) הטמפרטורה והלחץ של הנוזל
נתח בקפידה את לחץ העבודה והטמפרטורה של הנוזל במד הזרימה, במיוחד בעת מדידת הגז, שינויי הטמפרטורה והלחץ גורמים לשינויי צפיפות מוגזמים, ושיטת המדידה שנבחרה עשויה להשתנות. לדוגמה, כאשר טמפרטורה ולחץ משפיעים על הביצועים כגון דיוק מדידת זרימה, יש לבצע תיקוני טמפרטורה או לחץ. בנוסף, עיצוב החוזק המבני והחומר של בית מד הזרימה תלויים גם בטמפרטורה ובלחץ של הנוזל. לכן יש לדעת בדיוק את הערכים והערכים של טמפרטורה ולחץ. יש לבצע בחירה קפדנית כאשר הטמפרטורה והלחץ משתנים מאוד.
כמו כן, יש לציין כי בעת מדידת הגז, יש צורך לאשר כי ערך זרימת הנפח שלו הוא הטמפרטורה והלחץ בתנאי העבודה או הטמפרטורה והלחץ במצב הסטנדרטי.
(2) צפיפות הנוזל
עבור נוזלים, הצפיפות קבועה יחסית ברוב היישומים, אלא אם כן יש שינוי גדול בטמפרטורה, בדרך כלל לא נדרש תיקון צפיפות. ביישומי גז, הטווח והלינאריות של מד הזרימה תלויים בצפיפות הגז. בדרך כלל, יש צורך לדעת את הערכים בתנאים סטנדרטיים ותנאי עבודה לבחירה. ישנה גם המרה של ערך מצב הזרימה לערך ייחוס מוכר כלשהו, שנמצא בשימוש נרחב באחסון והובלה של נפט. גזים בצפיפות נמוכה יכולים להיות קשים עבור שיטות מדידה מסוימות, במיוחד מכשירים המשתמשים במומנטום של הגז כדי לדחוף את חיישן הזיהוי (כגון מדי זרימת טורבינות).
(3) צמיגות
הצמיגות של נוזלים שונים משתנה מאוד ומשתנה משמעותית עם שינויי טמפרטורה. הגז שונה, הפרש הצמיגות בין גזים שונים קטן, ובדרך כלל ערכו נמוך יותר. ולא ישתנה משמעותית עקב שינויי טמפרטורה ולחץ. כי צמיגות הנוזל גבוהה בהרבה מזו של הגז. לדוגמה, ב-20 מעלות ו-100kPa, הצמיגות הדינמית של המים היא Pa·s, בעוד שהצמיגות הדינמית של האוויר היא Pa·s, ולכן יש לקחת בחשבון את השפעת הצמיגות עבור נוזלים, בעוד שצמיגות הגזים אינה חשובה כל כך. כמו נוזלים.
השפעת הצמיגות על סוגים שונים של מדי זרימה שונה. לדוגמה, ערך הזרימה של מדי זרימה אלקטרומגנטיים, מדי זרימה קוליים ומדדי זרימה מסה Coriolis הוא בטווח רחב של צמיגות, אשר יכול להיחשב בלתי מושפע מצמיגות הנוזל. ; מאפייני השגיאה של מדי זרימה בעלי תזוזה חיובית קשורים לצמיגות ועשויים להיות מושפעים מעט; בעוד שלמדדי סיבוב, זרימת טורבינה ומדדי זרימת מערבולת יש השפעה גדולה יותר כאשר הצמיגות עולה על ערך מסוים ולא ניתן להשתמש בהם.
המאפיינים של כמה מדי זרימה מתוארים על ידי מספר ריינולדס של הצינור כפרמטר, ומספר ריינולדס של הצינור הוא פונקציה של צמיגות הנוזל, צפיפות ומהירות הצינור. לכן, לצמיגות עדיין יש השפעה על מאפייני המכשיר.
צמיגות היא גם פרמטר להבחנה בין נוזלים ניוטוניים או שאינם ניוטונים, ורוב שיטות מדידת הזרימה ומדדי הזרימה מתאימות רק לנוזלים ניוטונים. כל הגזים הם נוזלים ניוטונים. רוב הנוזלים, כמו גם נוזלים המכילים מספר קטן של חלקיקים כדוריים, הם גם נוזלים ניוטונים. שיטות מדידה ומדדי זרימה החלים רק על נוזלים ניוטוניים ישפיעו על המדידה כשהם מיושמים על נוזלים שאינם ניוטונים. לכן, נוזל ניוטוני הוא תנאי חשוב לשימוש רגיל במדידת זרימת נוזלים.
השפעת הצמיגות על מגוון סוגים שונים של מדי זרימה שונה. באופן כללי, הצמיגות של מדי זרימה בעלי תזוזה חיובית עולה והטווח מתרחב. מד הזרימה של הטורבינה ומד הזרימה המערבולת הם הפוכים, הצמיגות עולה והטווח יורד. לכן, יש לתפוס את מאפייני הטמפרטורה-צמיגות של הנוזל בעת הערכת התאמתו שלמד זרימה.
לחלק מהנוזלים שאינם ניוטונים (כגון בוץ קידוח, עיסת, שוקולד וצבע) יש מצבי זרימה מורכבים, וקשה לשפוט את תכונותיהם. יש להקפיד בבחירת מד זרימה.
(4) קורוזיה כימית ואבנית
① בעיות קורוזיה כימית
בעיית הקורוזיה הכימית של הנוזל יכולה לפעמים להיות הגורם המכריע בבחירתנו בשיטת המדידה ובשימוש במדי זרימה. לדוגמה, חלק מהנוזלים יחלידו את חלקי המגע של מד הזרימה, יתכלו או ישקעו גבישים על פני השטח, וכימיה אלקטרוליטית על פני השטח של חלקי מתכת, מה שיפחית את הביצועים ואת חיי השירות של מד הזרימה. לכן, על מנת לפתור את בעיית הקורוזיה הכימית וההתפשטות, יצרנים אימצו שיטות רבות, כמו בחירת חומרים נגד קורוזיה או נקיטת אמצעים נגד קורוזיה במבנה של מד הזרימה, למשל, לוח הפתח של מכשיר המצערת. עשוי מחומרים קרמיים, וקצב הזרימה של מצוף המתכת הוא המד מרופד בפלסטיק הנדסי עמיד בפני קורוזיה. עם זאת, עבור מדי זרימה עם מבנים מורכבים יותר, כגון מדי זרימה בעלי תזוזה חיובית ומדדי זרימה בטורבינה, אי אפשר למדוד נוזלים קורוזיביים. לכמה מדי זרימה יש עמידות בפני קורוזיה או שקל לנקוט באמצעי עמידות בפני קורוזיה מהמבנה העיקרי. בדיקה המתמר של מד הזרימה האולטראסוני מותקנת על הקיר החיצוני של הצינור ואינה במגע עם הנוזל הנמדד, שהוא בעצם אנטי קורוזיה. למד הזרימה האלקטרומגנטי יש רק רירית צינור מדידה וזוג אלקטרודות בעלות צורה פשוטה במגע עם הנוזל. בשנים האחרונות, עיצובים מסוימים אינם יוצרים קשר עם האלקטרודות עם הנוזל, שהוא גם אמצעי נגד קורוזיה.
② קנה מידה
עקב קנה המידה או התגבשות על חלל מד הזרימה וחיישן הזרימה, מרווח החלקים הנעים במד הזרימה יקטן, והרגישות או ביצועי המדידה של האלמנטים הרגישים במד הזרימה יופחתו. לדוגמה, ביישומי מד זרימה קולי, שכבת עכירות יכולה לעכב פליטת קולי. ביישומים של מד זרימה אלקטרומגנטי, שכבת קנה מידה לא מוליכה מבודדת את משטחי האלקטרודה והופכת את מד הזרימה לבלתי פעיל. לכן, מדי זרימה מסוימים משתמשים לעתים קרובות בחימום מחוץ לחיישן הזרימה כדי למנוע משקעים של התגבשות או להתקין התקן להסרת אבנית.
התוצאה של קורוזיה כימית ואבנית היא שינוי החספוס של הדופן הפנימית של צינור הבדיקה, והחספוס ישפיע על חלוקת קצב הזרימה של הנוזל. לכן, מומלץ למשתמשים לשים לב לבעיה זו. למשל, יש לנקות ולהסיר אבנית של צינורות שהיו בשימוש שנים רבות.
קורוזיה והתכלות משפיעים על שינויים במדידת זרימה המשתנים לפי סוג מד הזרימה. להלן מדדי זרימה קוליים ומד זרימה אלקטרומגנטיים כדוגמאות כדי להמחיש את התוצאות עקב השפעת קנה המידה של הצינור. לדוגמה, עבור צינור עם קוטר פנימי של 50 מ"מ, קנה המידה של הקיר הפנימי או השקיעה של 0.1-0.2 מ"מ יקטין את שטח צינור המדידה ב-{{ 8}}.4 אחוזים -0.6 אחוזים , השגיאה שתתקבל תהיה סטייה שלא ניתן להתעלם ממנה עבור מד זרימה בדרגה 0.5 עד 1.0.
(5) מקדם דחיסה
מקדם דחיסת הגז z הוא היחס בין הנפח הספציפי בפועל ל"נפח" של מסה מסוימת של גז באותה טמפרטורה ולחץ. באופן כללי, עבור גז z=0; הגז z בפועל יכול להיות גדול מ-1 או קטן מ-1. גודל הסטייה של z מ-1 מציין את המידה שבה הגז בפועל סוטה מהגז. ערך דחיסות הגז z תלוי במין או בהרכב, בטמפרטורה, בלחץ. לכן, מדידת הגז חייבת להשיג את צפיפות הנוזל במצב עבודה באמצעות מקדם הדחיסה. הצפיפות מחושבת מטמפרטורה, לחץ ודחיסה עבור נוזלים עם רכיבים קבועים. אם הנוזל הוא מרובה רכיבים (כגון מדידת גז טבעי) ועובד ליד (או בתוך) האזור העל-קריטי, נדרש מד צפיפות מקוון כדי למדוד את הצפיפות באופן מקוון.
3. התקנת מד זרימה
1. עניינים הדורשים תשומת לב במהלך ההתקנה
לבעיות התקנה יש דרישות שונות עבור מדי זרימה של עקרונות שונים. עבור מדי זרימה מסוימים, כגון מדי זרימה בלחץ דיפרנציאלי ומדדי זרימה במהירות, בהתאם לתקנות, יש לצייד אורך מסוים או קטע צינור ישר ארוך במעלה ומורד הזרם של מד הזרימה כדי להבטיח שזרימת הנוזל לפני קצה הכניסה של מד הזרימה תהיה מלאה. מפותח. . בעוד שלמדדי זרימה אחרים, כגון מדי זרימה חיוביים, מדי זרימה, וכו', אין דרישות או נמוכות יותר לאורך קטעי צינור ישרים.
לכמה מדי זרימה יש שגיאות מסוימות עקב השפעת ההתקנה. לדוגמה, מדי זרימת מסה של Coriolis יביאו שגיאות גדולות לשימוש עקב השפעת מתח ההתקנה. בעיות בשימוש במד זרימה רטרוספקטיבי לא בהכרח נובעות מבעיות של מד הזרימה עצמו, ומצבים רבים נגרמים מהתקנה לקויה. הבעיות הנפוצות הן כדלקמן:
① הפוך את משטח הכניסה של לוחית הפתח של מד זרימת הלחץ ההפרש;
② חיישן הזרימה מותקן במקום עם פרופיל חלוקת מהירות זרימה גרוע;
③ שלבים לא רצויים קיימים בצינור הדחף המחובר להתקן לחץ ההפרש;
④ מד הזרימה מותקן בסביבה מזיקה או במקום בלתי נגיש;
⑤ כיוון הזרימה של מד הזרימה מותקן בצורה שגויה;
⑥ מד הזרימה או קו העברת האות החשמלי ממוקם מתחת לשדה אלקטרומגנטי חזק;
⑦ התקן את מד הזרימה הרגיש להפרעות רטט על הצינור עם רטט;
⑧ היעדר אביזרי הגנה נחוצים.
2. תנאי התקנה
בעת שימוש במד הזרימה, יש לשים לב להתאמה ולדרישות של תנאי ההתקנה, בעיקר מההיבטים הבאים, כגון כיוון ההתקנה של מד הזרימה, כיוון הזרימה של הנוזל, תצורת צינורות במעלה הזרם ומורד הזרם, שסתום. עמדות, אביזרי הגנה, השפעת זרימה פועם, רעידות, הפרעות חשמליות ותחזוקה של מדי זרימה וכו'.
① חיווט צנרת באתר
שימו לב לכיוון ההתקנה של מד הזרימה בעת חיווט הצינור באתר. מכיוון שכיוון ההתקנה של מד הזרימה מחולק בדרך כלל לשיטת התקנה אנכית ושיטת התקנה אופקית, ישנם הבדלים בביצועי מדידת הזרימה עבור שתי שיטות ההתקנה הללו. לדוגמה, הזרימה האנכית כלפי מטה של הנוזל תגרום לכוח נוסף לחיישן מד הזרימה, אשר ישפיע על ביצועי מד הזרימה, ויקטין את הליניאריות והחזרה של מד הזרימה. כיוון ההתקנה של מד הזרימה תלוי גם בתכונות הפיזיקליות של הנוזל. לדוגמה, הצינור האופקי עשוי לזרז חלקיקים מוצקים, ולכן מד הזרימה המודד מצב זה מותקן בצינור האנכי.
② כיוון הזרימה של הנוזל
בעיה זו דומה לכיוון ההתקנה של מד הזרימה. מכיוון שכמה מדי זרימה יכולים לעבוד רק בכיוון אחד, זרימה הפוכה תפגע במד הזרימה. השימוש במדדי זרימה דומים מביא בחשבון גם אפשרות של זרימה הפוכה במקרה של חוסר פעילות, דבר המצריך אמצעים כגון התקנת שסתומי סימון להגנה על מד הזרימה. אפילו מד זרימה שניתן להשתמש בו בשני הכיוונים עשוי להיות בעל הבדלים מסוימים בביצועי המדידה בין קדימה לאחור, ויש להשתמש בו כפי שצוין על ידי היצרן.
③ קטעי הצינור הישרים במעלה הזרם ומורד הזרם של מד הזרימה
מכיוון שמד הזרימה יושפע ממצב הזרימה של כניסת הצינור, אביזרי הצינור יציגו גם הפרעות בזרימה. הפרעת הזרימה כוללת בדרך כלל עיוות פרופיל חלוקת המערבולת ומהירות הזרימה. קיומו של מערבולת נובע בדרך כלל מנוכחותם של שניים או יותר מרפקים מרווחים (סטריאו) שנגרמו על ידי. עיוות של פרופיל המהירות נגרם בדרך כלל על ידי חסימות מקומיות באביזרי צינור (למשל שסתומים) או במרפקים. יש לשפר את ההשפעות הללו באמצעות ריצות ישרות במעלה הזרם באורכים מתאימים או התקנה של מזגני זרימה. בנוסף להתחשבות בהשפעת אביזרי חיבור מד הזרימה, ניתן לשקול גם את השפעת השילוב של אביזרי צנרת במעלה הזרם, מכיוון שהם עלולים ליצור מקורות הפרעה שונים, לכן הקפידו לשמור על המרחק בין מקורות ההפרעה עד כמה שניתן. להפחית את השפעתם. לדוגמה, שסתום פתוח חלקית מגיע מיד לאחר עיקול בודד.
קטע צינור ישר נדרש גם במורד הזרם של מד הזרימה כדי להפחית את השפעות הזרימה במורד הזרם.
עבור מדי זרימה נפחיים ומדדי זרימה מסה של Coriolis, הם אינם מושפעים מפרופילי זרימה אסימטריים; יש להשתמש במדדי זרימה של טורבינה כדי למזער מערבולת; מדי זרימה אלקטרומגנטיים ומדדי זרימה בלחץ דיפרנציאלי צריכים להגביל את המערבולת לטווח קטן מאוד.
קוויטציה ועיבוי נגרמים מסידור צינור בלתי סביר, הימנעות משינויים חדים בקוטר ובכיוון הצינור. פריסת צנרת לקויה יכולה גם ליצור פעימה.
④ קוטר הצינור ורטט הצינור
לסוגים מסוימים של מדי זרימה אין מגוון רחב של קטרים של צינורות, ולכן גדול מדי או קטן מדי יגביל את הבחירה של זני מדי זרימה. כדי למדוד את קצב הזרימה של קצב זרימה נמוך או קצב זרימה גבוה, אתה יכול לבחור מד זרימה בקוטר שונה מקוטר הצינור, ותוכל להשתמש במפחית לחיבור כדי לגרום למד הזרימה לפעול בטווח שצוין. אם קצב הזרימה חורג מהתחום, אם קצב הזרימה נמוך מדי, השגיאה של מד הזרימה תגדל, ושגיאת מד הזרימה עלולה לגדול.
חלק ממדדי הזרימה, כגון מדי זרימת מערבולת ומדדי זרימת מסה Coriolis של גלאים פיזואלקטריים, רגישים לרעידות מכניות ומופרעים בקלות על ידי רעידות צינור. יש לשים לב לתכנון התמיכה בצינורות לפני ואחרי מד הזרימה. בנוסף לשימוש במבטלי פעימה כדי למנוע את השפעות הפעימה, יש לשים לב גם להרחקת כל מדי הזרימה המותקנים ממקורות של רטט או פעימה.
⑤ מיקום ההתקנה של השסתום
שסתום הבקרה ושסתום הבידוד מותקנים בצינור שבו מותקן מד הזרימה. על מנת להימנע מהפרעה מסוימת בחלוקת מהירות הזרימה וקיוויט הנגרמת על ידי השסתום ולהשפיע על מדידת מד הזרימה, יש להתקין את שסתום הבקרה הכללי במורד הזרימה, ואת שסתום הבקרה צריך להיות מותקן במד הזרימה. ניתן גם להגביר את הלחץ האחורי של מד הזרימה במורד הזרם כדי להפחית את האפשרות לקוויטציה בתוך מד הזרימה.
מטרת שסתום הבידוד היא לבודד את מד הזרימה מהנוזל בקו לתחזוקה קלה. השסתום במעלה הזרם צריך להיות רחוק מספיק ממד הזרימה. כאשר מד הזרימה פועל, יש לפתוח את השסתום במעלה הזרם במלואו כדי למנוע הפרעות כגון עיוות בחלוקת קצב הזרימה.
⑥ אביזרי הגנה
התקנת אביזרי הגנה היא אמצעי הגנה כדי להבטיח את הפעולה הרגילה של מד הזרימה. לדוגמה, במדדי זרימה בעלי תזוזה חיובית ומדי זרימה של טורבינה, יש להתקין בדרך כלל ציוד הכרחי כמו מסננים במעלה הזרם. יש להתקין את כל הציוד הזה כדי לא להשפיע על השימוש במד הזרימה.
⑦ חיבור חשמלי והפרעות אלקטרומגנטיות
כיום, לרוב מערכות מדידת הזרימה, בין אם מדובר במד הזרימה עצמו או באביזרים שלו, יש ציוד אלקטרוני, ולכן יש להתאים את ספק הכוח המשמש למד הזרימה. כאשר רמת הפלט של מד הזרימה נמוכה, יש להשתמש בקדם מגבר המתאים לסביבה. אות הפלט של סוגים מסוימים של מדי זרימה מופרע בקלות על ידי התקני מיתוג בעלי הספק גבוה, מה שגורם לפולסי הפלט של מד הזרימה להשתנות ומשפיע על הביצועים של מד הזרימה. לדוגמה, כבל האות צריך להיות רחוק ככל האפשר מכבל החשמל וממקור החשמל כדי להפחית הפרעות אלקטרומגנטיות והפרעות בתדר רדיו. השפעות.
⑧ זרימה פועמת וזרימה לא יציבה
בנוסף לשימוש במבטלי פעימה, יש לשים לב להרחקת כל מדי הזרימה המותקנים ממקורות פעימה. המקורות הנפוצים לפעימה כוללים משאבות תזוזה קבועות, מדחסים הדדיים, שסתומים מתנודדים או ווסתים, רכבות מערבולת ותנודות הידראוליות אחרות. בדרך כלל, למדדי זרימה בלחץ דיפרנציאלי יש שגיאות זרימה פועמות, ולמדדי זרימה של טורבינות ומדי זרימת מערבולתיש גם שגיאות זרימה מפעימות. זרימה לא יציבה היא זרימה המשתנה עם הזמן ופעימה איטית היא מקרה מיוחד של זרימה לא יציבה. כגון פעימות איטיות הנגרמות כתוצאה מהפעלת שסתום בקרה גדול מדי.
מד הזרימה יכול להתמודד עם השפעות הפעימה של חיישן הזרימה ומכשיר התצוגה המשני בנפרד. התקן את חיישן הזרימה הרחק ממקור הפעימה, או התקן מסנן במעבר נמוך כגון סנובר (לנוזלים) או משנק (לגז) במערכת הצנרת כדי להפחית את מידת הפעימה. מכשיר התצוגה המשני יכול לבחור מד זרימה עם מאפייני תגובה טובים (כגון מד זרימה אלקטרומגנטי, מד זרימה קולי) כדי להגביר את השיכוך, ולמדוד את פרמטרי הפעימה כדי להעריך את השגיאה הנוספת של הפעימה.
4. דרישות מצב סביבתי
בתהליך בחירת מדי זרימה, אין להתעלם מתנאי הסביבה ושינויים נלווים, כגון טמפרטורת הסביבה, לחות, בטיחות והפרעות חשמליות.
① טמפרטורת הסביבה
שינויים בטמפרטורת הסביבה יכולים להשפיע על החלק האלקטרוני של מד הזרימה ועל חלק חיישן הזרימה. לדוגמה, שינויי טמפרטורה יכולים להשפיע על שינויים בגודל החיישן, העברת חום דרך בית מד הזרימה, שינויים בצפיפות הנוזלים והצמיגות וכו'. כאשר טמפרטורת הסביבה משפיעה על הרכיבים האלקטרוניים של מכשיר התצוגה, הפרמטרים של הרכיבים ישתנו. יש להתקין את חיישן הזרימה ואת מכשיר התצוגה המשני במקומות שונים, כגון מכשיר התצוגה המשני צריך להיות מותקן בחדר הבקרה כדי להבטיח שהרכיבים האלקטרוניים לא יושפעו מהטמפרטורה. יש לומר כי השפעת טמפרטורת הסביבה אינה צריכה להיות אחת ההשפעות העיקריות של אי הוודאות בעת הערכת אי הוודאות הכוללת של מדידת זרימה.
② לחות הסביבה
גם הלחות האטמוספרית בסביבה היא אחת הבעיות המשפיעות על השימוש במד הזרימה. לדוגמה, לחות גבוהה תאיץ קורוזיה אטמוספרית וקורוזיה אלקטרוליטית ותפחית את הבידוד החשמלי, ולחות נמוכה תגרום לחשמל סטטי. שינויים מהירים בטמפרטורת הסביבה או הטמפרטורה הבינונית עלולים לגרום לבעיות לחות כגון עיבוי על פני השטח.
③ אבטחה
יש לבחור את מד הזרימה בהתאם למפרטים ולתקנים הרלוונטיים כך שיתאים לשימוש בסביבות מסוכנות פיצוץ, ויש לדרוש את האתר בהתאם לתקנים חסיני פיצוץ.
④ הפרעות חשמליות
כבלי חשמל, מנועים ומתגים חשמליים יוצרים כולם הפרעות אלקטרומגנטיות, שעלולות לגרום לשגיאות במדידת הזרימה אם לא ננקטים אמצעים.
5. שיקולים כלכליים
1. שקול את עלות רכישת מד זרימה מנקודת מבט כלכלית
בעת רכישת מד זרימה, יש להשוות את ההשפעה הכלכלית של סוגים שונים של מדי זרימה על מערכת המדידה הכוללת. לדוגמה, מד זרימה עם טווח קטן יותר ממד זרימה עם טווח רחב יותר צריך להיות מכוסה על ידי מספר מדי זרימה במקביל ומספר צינורות באותו טווח מדידה. לכן, בנוסף למד הזרימה, יש להוסיף ציוד עזר רב, כמו שסתומים ואביזרי צנרת. לַחֲכוֹת. למרות שעלות מד הזרימה מופחתת על פני השטח, עלויות אחרות גדלות, מה שלא משתלם לחישוב. לדוגמה, עלות התקנת מד זרימת פתח בתוספת מד לחץ דיפרנציאלי היא זולה יחסית, אך עלות הרכבת לולאת המדידה, כולל האביזרים הקבועים של לוח הפתחים, עשויה לעלות על עלות החלקים הבסיסיים.
2. עלות התקנה
בעת רכישת מד זרימה, יש לקחת בחשבון לא רק את עלות הרכישה של מד הזרימה, אלא גם עלויות אחרות, כגון עלות רכישת אביזרים, עלות התקנה והפעלה, עלות תחזוקה ובדיקה שוטפת, עלות תפעול ועלות חלקי חילוף.
למשל, רביםמדי זרימהצריך להיות מצויד בקטעי צינור ישרים ארוכים יחסית במעלה הזרם כדי להבטיח את ביצועי המדידה שלהם. התקנה נכונה דורשת אפוא סידורי צנרת נוספים או צנרת עוקפת לצורך תחזוקה שוטפת. לכן, יש לשקול את דמי ההתקנה באופן סביר בהיבטים רבים, כגון שסתום עצירה, מסנן ועלויות עזר נוספות הנדרשות לתפעול.
3. עלויות תפעול
עלות התפעול של מד הזרימה היא בעיקר צריכת האנרגיה במהלך הפעולה, כולל צריכת החשמל הפנימית של המכשיר החשמלי או צריכת האנרגיה של מקור האוויר של המכשיר הפנאומטי והאנרגיה הנצרכת לדחיפת הנוזל דרך המכשיר במהלך תהליך המדידה , כלומר המשאבה שמתגברת על אובדן הלחץ שנגרם על ידי המכשיר עקב מדידה. עלויות משלוח וכו'. לדוגמה, חלק גדול מהלחץ ההפרש שנוצר על ידי מדי זרימת לחץ דיפרנציאלי לא ניתן לשחזר, וגם למדדי זרימה בעלי תזוזה חיובית ומדדי זרימת טורבינות יש התנגדות ניכרת. רק ערוץ מלא, ללא הפרעהמדי זרימה אלקטרומגנטייםומדי זרימה קולייםבעיקרון יש עלות אפסית, ולמדדי זרימה להכנסה יש יחס סתימה קטן עבור קטרים גדולים של צינורות, וניתן להתעלם מאובדן הלחץ שלהם.
ההערכה היא שצריכת אנרגיית השאיבה לשנה של מד זרימה של פתחי לחץ דיפרנציאלי בקוטר 100 מ"מ שווה לעלות הרכישה של מד הזרימה. אם יוחלף מד זרימה אלקטרומגנטי, עלות הרכישה שווה לארבע שנים בלבד. של צריכת אנרגיה. צפוי שצריכת אנרגיית השאיבה של הצינור בקוטר גדול יותר תהיה יקרה יותר. נהוג לחשוב שיש להשתמש במד הזרימה עם אובדן לחץ נמוך וללא אובדן לחץ ככל האפשר עבור מד הזרימה העולה על 5000 מ"מ. לדוגמה, מדי זרימת לחץ דיפרנציאלי מסורתיים המשמשים בפרויקטים של אספקת מים משתמשים לעתים רחוקות בפלטות פתח ומשתמשים בצינורות ונטורי עם אובדן לחץ נמוך. כעת הם מעודכנים למדדי זרימה אלקטרומגנטיים ומדדי זרימה קוליים.
4. דמי בדיקה
דמי הבדיקה ייקבעו בהתאם לתקופת האימות של מד הזרימה. לזיהוי של נפט גולמי או נפט מזוקק המשמשים בדרך כלל להסדר סחר, לרוב מוקם באתר צינור נפח סטנדרטי לביצוע אימות מקוון של מד הזרימה.
5. עלויות תחזוקה ועלויות חלקי חילוף וכו'.
עלות התחזוקה היא העלות הנדרשת לשמירה על פעילות מערכת המדידה כרגיל לאחר כניסת מד הזרימה לשימוש, בעיקר כולל תחזוקה ועלות חלקי חילוף. מדי זרימה עם חלקים נעים זקוקים ליותר עבודות תחזוקה, כגון החלפה קבועה של מיסבים עמידים בפני שחיקה, פירים, רצים, גלגלי שיניים וכו'; יש לבדוק גם מדי זרימה ללא חלקים נעים, כגון שיטת המדידה הגיאומטרית הרגילה כדי לבדוק את מד הזרימה של לוח הפתחים.
עלויות חלקי החילוף יגדלו ככל שביצועי מד הזרימה ישתפרו. בבחירת מד זרימה יש לתת את הדעת על הגדלת עלות הרכישה של חלקי חילוף, במיוחד מד הזרימה המיובא מחו"ל, ולעיתים מדי פעם מוחלף מד הזרימה כולו עקב קושי לענוד חלקי חילוף.
6. בחירת שיטות מדידה ומדדי זרימה
הסעיפים הקודמים עוסקים כולם בבחירת מדי זרימה כלליים. סעיף זה לוקח כדוגמה את הבחירה של מדי זרימה למדידת זרימת דבל, זרימת נוזלים גדולה וזרימת קיטור.
1. בחירת מדידת זרימת הרחצה
מרשימת הבחירה של מד הזרימה, מדי הזרימה האופציונליים שניתן להשתמש בהם עבור סיבי חלקיקים כוללים: מדי זרימת לחץ דיפרנציאלי כוללים מרפקים, צינורות בצורת טריז, מדי זרימה אלקטרומגנטיים, מדי זרימה קוליים דופלרים, מד זרימה וורטקס, מד זרימה מטרה, מד זרימה מסה Coriolis וכו'. לשימוש הנוכחי במדדי זרימה ביתיים וביצועי המדידה של מדי זרימה שונים, מדי זרימה אלקטרומגנטיים הם הבחירה הראשונה למדידת זרימת הסליפה, אלא אם כן הרחצה הנמדדת אינה מוליכה או מכילה חלקיקים פרומגנטיים, ואסור לחתוך את מערכת צינורות המדידה. off to רק כאשר חיישן הזרימה מחובר, נבחרים מדי זרימה אחרים. על פי דיווחים, שנים רבות של ניסיון ביישום במדידת קצב הזרימה של פחם-מי תרחיץ עם תכולת פחם כתוש של עד 65 אחוז נחשבים לטובים יותר ממדדי זרימה אלקטרומגנטיים.
ניתן להשתמש במדדי זרימה בלחץ דיפרנציאלי למדידת רפש. בנוסף למרפקים, צינורות בצורת טריז וצינורות טבעתיים, חיישן לחץ ההפרש יכול לשמש גם עבור לוחות פתח מעגליים וצלחות פתח אקסצנטריות כאשר הפאזה המוצקה קטנה. צינורות ונטורי משמשים גם למדידה. .
ניתן למדוד מד זרימה קולי דופלר מבלי לחתוך את הצינור ולהדק מתמר (בדיקה) קולי מחוץ לצינור, אך דיוק המדידה אינו גבוה.
מד זרימה של וורטקס יכול למדוד רק מוצקים המכילים כמות קטנה של אבקה, ותכולת המוצקים גדולה או סיבי יגרום לרעש ולא ניתן להשתמש בו.
מד זרימת היעד משמש לזרימת נוזלים כגון שמן כבד או שאריות שמן המכילות פחם טחון, ומשתמש במד זרימת יעד המתח.
מדי זרימת המסה של Coriolis הם בעלי ניסיון במדידת תרחיץ במדינות זרות, ובדרך כלל צינורות המדידה הישרים שלהם מתאימים, אך אין ניסיון רב ביישום ביתי.
2. בחירה למדידת זרימה גדולה של נוזל בצנרת סגורה
הזרימה הגדולה המוזכרת כאן אינה מתייחסת ל"זרימה גדולה יחסית" כאשר מהירות הזרימה של קוטר צינור מסוים גבוהה, אלא הזרימה הגדולה של הערך המוחלט של הזרימה. מכיוון שלמהירות הזרימה של הנוזל המועבר על ידי הצינור יש טווח מסוים, מהירות הזרימה החסכונית של הנוזל בעל צמיגות נמוכה היא בדרך כלל 1 ~ 3m/s. לכן, מדידת "זרימה גדולה" המוזכרת כאן מתייחסת למדידת זרימת הצינור הגדול.
באופן כללי, מד הזרימה עם קוטר צינור מתחת ל-DN300 נקרא מד זרימה בקוטר צינור קטן ובינוני, זה שמעל DN300 ~ DN400 נקרא מד זרימה בקוטר צינור גדול, וזה שמעל DN1200 נקרא מד זרימה בקוטר צינור גדול במיוחד. לרוב, מדידת זרימת הנוזל של צינורות בקוטר גדול במיוחד היא בעיקר מים, ובנוסף למים ישנם מוצרי נפט. בדרך כלל, מדי זרימה בעלי קוטר גדול כוללים מדי זרימה בלחץ דיפרנציאלי, מדי זרימה אלקטרומגנטיים, מדי זרימה אולטרסאונדים ומדדי זרימה להכנסה. ישנם גם מדי זרימה חיוביים ומדדי טורבינה עבור DN300~DN500.
(1) תנאי התקנה
תנאי ההתקנה מבוססים בעיקר על האם שיטת המדידה יכולה לאפשר ניתוק זרימת הצינור והשהיית הפעולה, האם מותר לקדוח חורים בצינור והאם מותר לנתק את זרימת הצינור ל התקן את חיישן הזרימה.
אם מאפשרים לחיישן הזרימה לנתק את זרימת הצינור, ניתן לבחור מדי זרימה אלקטרומגנטיים, מדי זרימה אולטראסוניים עם קטעי צינור מדידה, מדי זרימה חיוביים ומדדי טורבינה.
מתמר אקסטרפולציהמדי זרימה קולייםוניתן לבחור מדי זרימה להכנסה אם מותר לקדוח חורים בצינור.
אם הדרישות הנ"ל אינן מותרות, אתה יכול לבחור רק מד זרימה קולי עם מתמר קליפס חיצוני.
(2) דרישות דיוק מדידה
עבור העברת משמורת הדורשת דיוק מדידה גבוה ונוזלים לא מוליכים, ניתן לבחור מדי זרימה אולטרא-קוליים עם קטעי צינור מדידה, מדי זרימה אולטרא-קוליים רב-ערוציים, מדי זרימה חיוביים ומדדי זרימה טורבינות, וניתן לבחור גם מדי זרימה אלקטרומגנטיים עבור מד זרימה של נוזלים מוליכים.
עבור יחס הבקרה, ניתן לבחור את צינור ה-Venturi בלחץ ההפרש ואת מד הזרימה האולטראסוני של מתמר ההידוק החיצוני עם דרישות דיוק מדידה נמוכות יותר. מד זרימה אופציונלי עם דרישות דיוק מדידה נמוכות.
(3) אובדן לחץ (עלות אנרגיית שאיבה)
עלות אנרגית השאיבה של מדידת זרימה גדולה אחראית לחלק ניכר מעלות תפעול מדידת הזרימה, אובדן הלחץ ו(עלות אנרגיית השאיבה) כגון לחץ דיפרנציאלי ונטורי, מד זרימה חיובי וספירת זרימת טורבינה. הקטן יותר הוא מד זרימת ההכנסה, וזה ללא אובדן לחץ הואמד זרימה אלקטרומגנטי.
3. בחירת מדידת זרימת קיטור
מדידת זרימת הקיטור מחולקת לשתי קטגוריות מבחינת טכנולוגיית המדידה, האחת היא קיטור מחומם וקיטור רווי עם יובש גבוה (יובש x=0.9 או יותר), והשנייה היא קיטור רווי עם יובש נמוך. ניתן להתייחס לקטגוריה הראשונה כאל נוזל חד פאזי, בעוד שהקטגוריה השנייה היא זרימה דו פאזי. מכיוון שכל מדי הזרימה הנוכחיים מתאימים רק לנוזלים חד פאזיים, יש ללמוד עוד יותר את הקיטור הרווי ביובש נמוך.
(1) מדידת זרימה של קיטור מחומם וקיטור רווי ביובש גבוה
מדי הזרימה הנפוצים בשימוש הם: מד זרימת לחץ דיפרנציאלי מצערת, שהוא עדיין המכשיר העיקרי למדידת זרימת קיטור. לדוגמה, התקן המצערת, משדר הלחץ ההפרש וקבוצת שלושת השסתומים משולבים במד זרימה מצערת משולב. מד הזרימה המצערת פותר את החסרון של כשל בצינור האותות בלחץ ההפרש. ישנם גם חלקי מצערת שתילה, וחרירים סטנדרטיים משמשים במקום לוחות פתח סטנדרטיים. מכיוון שהחרירים מושווים ללוחות פתחים, מקדם הזרימה של החרירים יציב, ומקדם היציאה לא ישתנה בגלל הקצה הקהה של הזווית החדה. אובדן הלחץ נמוך גם מזה של צלחת הפתח. , בדרך כלל באותו קצב זרימה וערך, אובדן הלחץ הוא בערך 30 אחוז עד 50 אחוז מלוח הפתח.
מד זרימת המערבולת מודד טמפרטורה בינונית, כלומר מתחת ל-200 מעלות. יש לומר כי יישום הקיטור הפך בשל. זהו סוג של מד זרימה הנפוץ במדידת קיטור כיום. עם זאת, יש לציין כי המדיום עם יובש נמוך יגרום למקדם המכשיר לסטות מערך הגילוי ולהגדיל את שגיאת המדידה.
עדיין ניתן להשתמש במד הזרימה של צינור המהירות האחיד ובמד הזרימה של רוטור השאנט בחלוקת הניהול הפנימית שבה דרישות הדיוק אינן גבוהות מדי, מכיוון שהשימוש זול ופשוט יחסית, והוא מתאים למדידת קיטור זרימה קטנה ובינונית .
עבור מד זרימת המטרה, משדר זרימת המטרה החשמלי והפנאומטי שפותח בסין בשנות ה-70 הוא מכשיר הזיהוי של מכשיר שילוב יחידות חשמלי ופניאומטי. מכיוון שממיר הכוח השתמש ישירות במנגנון איזון הכוח של משדר הלחץ ההפרש באותה תקופה, הוא הביא לליקויים רבים שנגרמו ממנגנון איזון הכוח עצמו. לדוגמה, דיוק המדידה נמוך, סחיפה של נקודת האפס, אמינות מנגנון המנוף והיציבות הירודה. לכן, התקנות המקוריות של JJG 461-1986 "משדר זרימת יעד" גובשו בשנת 1986, שהיא בת 25 שנים. מכיוון שמשדרי זרימת יעד חשמליים ופנאומטיים בעצם אינם מיוצרים ומשמשים יותר. התקנון המקורי אינו מתאים יותר לשימוש, אז חדש
פרוטוקול מטר זרימה.
המבנה של מד זרימת המטרה מורכב מצינור מדידה, לוחית מטרה, חיישן כוח ויחידת עיבוד אותות. חיישן הכוח הוא חיישן מסוג מד מתח, ותצוגת עיבוד האותות יכולה לקרוא ישירות את התצוגה או להוציא את האות הסטנדרטי. חיישן הכוח מורכב מגוף אלסטי גלילי וממד מתח, ויכול להיות פנימי או חיצוני. כאשר הגוף האלסטי מתעוות תחת פעולת הכוח, הוא שובר את האיזון של הגשר המורכב ממדדי מתח, ומייצר אות חשמלי בריבוע עם קצב הזרימה.
עקרון העבודה שלו הוא להגדיר צלחת מטרה בניצב לכיוון קרן הזרימה בקטע צינור ישר של חתך רוחב קבוע. כאשר הנוזל עובר סביב לוח המטרה, לוח המטרה נתון לדחף, וגודל הדחף הוא פרופורציונלי לאנרגיה הקינטית של הנוזל ושטח לוח המטרה. יַחֲסִי. בתוך טווח מסוים של מספרי ריינולדס, הזרימה דרך מד הזרימה היא פרופורציונלית לכוח על לוח המטרה. הכוח על לוח המטרה מזוהה על ידי חיישן הכוח.
אם ניקח לדוגמא לוח יעד עגול, הנוסחה הבסיסית לחישוב זרימה היא:
0ac6fc8d45.png
הכוח על לוח המטרה מומר לאות זרם (4-20) mA או אות לחץ אוויר (20-100kPa) דרך ממיר הכוח, והקשר בין אות המוצא לקצב הזרימה יכול ייקבע על פי הנוסחה לעיל.
מכיוון שלמד זרימת היעד החדש מסוג זן יש מבנה ועיקרון מדידה חדשים, יש לו סיכוי יישום מעולה יחסית במדידת קיטור, והוא מתאים למדידת קיטור זרימה קטנה ובינונית.
(2) מדידת זרימה של קיטור רווי ביובש נמוך
הקיטור הרווי המופק על ידי דוודים תעשייתיים כלליים הוא קיטור רווי עם יובש גבוה (מעל 0.95) ביציאה, אך בתהליך של הובלה למרחקים ארוכים, עקב גורמים רבים כמו שימור חום לקוי או לא מאוזן לסירוגין שימוש בקיטור, היובש גדל כל הזמן. לרדת, ואפילו להפוך לקיטור רטוב עם תכולת מים גבוהה, כלומר, נוזל דו-פאזי של גז ומים. מאפייני הזרימה של נוזלים דו-פאזיים שונים באופן מהותי מאלו של זרימה חד-פאזית. לא ניתן להשתמש במקדמי מד זרימה או במקדמי יציאה שנמדדו בזרימה חד פאזית עבור מדידות זרימה דו פאזיות. לדוגמה, יש לתקן את מקדם היציאה במבחן הזרימה הדו-פאזי של מד הזרימה של הפתח ליובש. לכן, במדידת זרימה של קיטור רווי ביובש נמוך, פרמטר היובש הוא פרמטר שיש למדוד. חבל שעדיין אין מד יובש בוגר. בנוסף, תיקון היובש של מקדמי המונים של סוגים אחרים של מדי זרימה לא נחקר לעומק. רק על ידי פתרון בעיה זו ניתן למדוד את קצב הזרימה של קיטור רווי ביובש נמוך.