Diferansiyel Basınç (DP) akış ölçerler, çeşitli endüstriyel uygulamalarda sıvı akışını ölçmek için kullanılan en yaygın ve güvenilir cihazlar arasındadır. Boru hatlarındaki gazların, sıvıların ve buharın akış hızını ölçmek için onlarca yıldır kullanılmaktadırlar. DP akış ölçerler, bir akışkan bir borudaki bir kısıtlamadan geçtiğinde, akış hızıyla orantılı bir basınç düşüşü yaratması prensibine göre çalışır. Bu kılavuzda fark basınçlı akış ölçerlerin ne olduğu, doğrulukları ve menzilleri, V-koni akış ölçer dahil olmak üzere farklı tipleri ve çalışma prensipleri, avantajları ve dezavantajları, boru tesisatı, kurulum, bakım hususları ve temel uygulamalar incelenmektedir.
İçindekiler
Fark Basınçlı Akış Ölçerler Nedir?
Diferansiyel basınç akış ölçerler, akış yolundaki bir daralma veya birincil eleman boyunca basınç düşüşünü tespit ederek akışkanların akış hızını ölçer. Bu daralma bir orifis plakası, Venturi tüpü, akış nozulu, pitot tüpü veya bir V-koni şeklinde olabilir. Bernoulli prensibine göre, akışkan bir kısıtlamadan geçerken hızı artar ve bu da basınçta bir azalmaya yol açar. Kısıtlamadan önceki ve sonraki basınç farkı ölçülerek, akış hızı iyi bilinen matematiksel formüller kullanılarak belirlenebilir.
Fark Basınçlı Akış Ölçerlerin Çalışma Prensibi
Diferansiyel basınçlı akış ölçerlerin çalışma prensibi aşağıdakilere dayanır Bernoulli denklemiAkan bir akışkanın statik basıncı, hız basıncı ve yükseklik başlığının toplamının sabit olduğunu belirtir. Bir akışkan bir borudan aktığında ve bir kısıtlamayla karşılaştığında (orifis plakası, Venturi tüpü veya V-konisi gibi), hızı artar ve statik basınç azalır. Basınçtaki azalma, akışkan hızının karesiyle doğru orantılıdır.
Temel Bileşenler ve Çalışma:
- Birincil Unsur: Birincil eleman akışta orifis plakası, Venturi tüpü veya V-koni gibi bir kısıtlama yaratır. Bu eleman akışkanın hızlanmasına neden olarak eleman boyunca bir diferansiyel basınç oluşturur.
- Diferansiyel Basınç Akış Transmitteri: Bu cihaz, birincil elemanın yukarı akış ve aşağı akış tarafları arasındaki basınç farkını ölçer. Fark basıncı bir elektrik sinyaline dönüştürülür.
- Akış Görüntüleme ve Entegrasyon: Akış ölçer transmitteri, fark basınç sinyalini yerel olarak görüntülenebilen veya izleme ve proses kontrolü için bir kontrol sistemine iletilebilen standart bir çıkışa (4-20 mA veya dijital sinyal) dönüştürür.
Fark Basınçlı Akış Ölçerlerin Doğruluğu ve Aralığı
DP akış ölçerlerin doğruluğu, kullanılan birincil elemanın türüne, kurulum kalitesine ve izlenen kalibrasyon uygulamalarına bağlı olarak genellikle gerçek akış hızının ±0,5% ila ±1,5% arasında değişir. Sayacın doğru bir şekilde ölçebildiği maksimum ve minimum akış hızlarının oranı olan menzillenebilirlik tipik olarak 3:1 ila 10:1 arasında değişir. DP akış ölçerler, üretilen daha düşük basınç farkı nedeniyle çok düşük akış hızlarında iyi performans göstermeyebilir, ancak belirlenen akış aralığı içinde oldukça güvenilirdirler.
Ortak Fark Basınçlı Akış Ölçer Çeşitleri ve Prensipleri
Her biri belirli uygulamalar ve çalışma koşulları için tasarlanmış çeşitli tiplerde fark basınçlı akış ölçerler mevcuttur. Aşağıda en yaygın tipler yer almaktadır:
Orifis Akış Ölçerler:
Prensip: Orifis plakalı akış ölçer, ortasında keskin kenarlı bir delik bulunan düz bir plakadan oluşur. Sıvı orifisten aktığında, akış daralır ve hız artarak basınçta bir düşüş yaratır. Orifis plakasının yukarı ve aşağı akış yönündeki basınç farkı, akış hızını hesaplamak için ölçülür.
- Avantajlar: Basit tasarım, düşük maliyet ve kurulumu ve değiştirilmesi kolaydır.
- Dezavantajlar: Akış daralması nedeniyle yüksek kalıcı basınç kaybı; özellikle kirli veya aşındırıcı uygulamalarda doğruluğu sağlamak için düzenli bakım gerektirir.
Venturi Akış Ölçerler:
- Prensip: Bir Venturi tüpünün giderek daralan bir boğazı ve ardından giderek genişleyen bir bölümü vardır. Akışkan daralma boyunca akarken, hızı artar ve basınçta akış hızıyla orantılı bir düşüşe neden olur.
- Avantajlar: Düşük basınç kaybı, yüksek doğruluk ve viskoz sıvıların ölçümü için uygundur.
- Dezavantajlar: Orifis plakalarına kıyasla daha büyük boyut ve daha yüksek maliyet; küçük alanlara montajı zordur.
Akış Nozulu Akış Ölçerler:
Prensip: Venturi tüpüne benzer ancak daha basit bir tasarıma sahip olan akış nozülü, basınç farkının ölçüldüğü bir boğaza giden pürüzsüz, yakınsak bir bölüme sahiptir.
- Avantajlar: Yüksek doğruluk, yüksek hızlı akışlar için iyi ve aşınmaya daha az duyarlı.
- Dezavantajlar: Orta derecede basınç kaybı, Venturi tüplerine kıyasla daha az aralıklanabilirlik.
Pitot Tüpleri Akış Ölçerler:
Prensip: Pitot tüpleri akışkan içindeki kinetik enerjiyi potansiyel enerjiye dönüştürerek akışkan akış hızını ölçer. Statik basınç ile toplam (durgunluk) basınç arasındaki fark akış hızını hesaplamak için kullanılır.
- Avantajlar: Basit tasarım, düşük maliyet, minimum basınç kaybı ve kurulumu kolay.
- Dezavantajlar: Türbülanslı akışlar için daha az doğruluk; hizalamaya karşı hassastır ve sık sık temizlik gerektirir.
V-Koni Akış Ölçerler:
- Prensip: V-koni akış ölçer, borunun merkezinde koni şeklinde bir engel kullanan benzersiz bir diferansiyel basınç ölçer türüdür. Koni, hız profilini yeniden şekillendirir ve akışkan akışını stabilize ederek akış hızını belirlemek için ölçülebilen bir fark basıncı oluşturur.
- Avantajlar: Yüksek doğruluk ve tekrarlanabilirlik; düşük kalıcı basınç kaybı; akış bozukluklarına karşı daha az hassasiyet; minimum düz boru tesisatı gerektirir.
- Dezavantajlar: Geleneksel orifis plakalarına kıyasla daha yüksek başlangıç maliyeti; kurulum özel eğitim gerektirebilir.
Fark Basınçlı Akış Ölçerlerin Avantaj ve Dezavantajları
Avantajlar:
- Çok Yönlülük: Gazlar, sıvılar ve buhar dahil olmak üzere çok çeşitli akışkanlar için uygundur.
- Uygun Maliyetli: Genellikle Coriolis veya ultrasonik gibi diğer akış ölçer türlerine kıyasla daha düşük bir başlangıç maliyetine sahiptir.
- Kanıtlanmış Teknoloji: Yaygın olarak kullanılır ve iyi anlaşılır, güvenilirlik ve geniş bir kullanıcı deneyimi tabanı sağlar.
- Hareketli Parça Yok: Çoğu DP akış ölçer tipinde hareketli parça yoktur, bu da sık bakım ihtiyacını azaltır.
- Çeşitli Ebatlarda Mevcuttur: Küçük ve çok büyük boru boyutlarında kullanılabilir.
Dezavantajlar:
- Kalıcı Basınç Kaybı: Kısıtlama nedeniyle sistemde bir basınç kaybı yaratır ve bu da enerji verimliliğini etkileyebilir.
- Kurulumdan Etkilenen Doğruluk: Doğru ölçüm için tam gelişmiş bir akış profili sağlamak üzere yukarı ve aşağı yönde düz boru tesisatı gerektirir.
- Düzenli Bakım Gerekiyor: Orifis plakaları gibi elemanlar aşınabilir veya tıkanabilir ve periyodik olarak değiştirilmeleri veya temizlenmeleri gerekebilir.
- Sınırlı Menzil Kabiliyeti: Tipik olarak Coriolis gibi bazı gelişmiş teknolojilere kıyasla daha düşük bir menzil kabiliyeti sunar veya elektromanyeti̇k akiş ölçerler.
Diferansiyel Basınçlı Borulama, Montaj ve Bakım
Fark basınçlı akış ölçerlerin performansı ve doğruluğu büyük ölçüde doğru kuruluma, boru yapılandırmasına ve düzenli bakıma bağlıdır.
- Boru Tesisatı Gereksinimleri: DP akış ölçerler, tam gelişmiş bir akış profili sağlamak için akış elemanından yukarı yönde (tipik olarak 10 çap) ve aşağı yönde (5 çap) düz boru hatları gerektirir. Yetersiz düz borulama hatalı okumalara yol açabilir.
- Kurulumla İlgili Hususlar: Fark basınçlı akış ölçerler, akış bozukluklarını en aza indirecek bir yere monte edilmelidir. Dirseklerden, kıvrımlardan, vanalardan ve akışı bozan diğer bağlantı parçalarından uzağa yerleştirilmelidirler. Basınç muslukları temiz, düzgün hizalanmış ve tıkanıklıklardan arındırılmış olmalıdır.
- Bakım Uygulamaları: DP akış ölçerlerin doğruluğunu korumak için düzenli inceleme, kalibrasyon ve bakım şarttır. Orifis plakaları, nozullar ve diğer birincil elemanlar aşınma, korozyon veya döküntü birikimi açısından kontrol edilmelidir. Ölçümün belirtilen doğruluk aralığında olduğundan emin olmak için periyodik olarak kalibrasyon yapılmalıdır.
Fark Basınçlı Akış Ölçerlerin Uygulamaları
Çok yönlülükleri ve güvenilirlikleri nedeniyle, fark basınçlı akış ölçerler aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli endüstrilerde kullanılmaktadır:
- Petrol ve Gaz: Boru hatları ve rafinerilerdeki ham petrol, doğal gaz, buhar ve diğer proses sıvılarının akışını ölçmek için. Orifis plakaları ve V-koni sayaçları, yüksek basınç kapasiteleri nedeniyle bu uygulamalarda özellikle popülerdir.
- Su ve Atıksu Arıtma: Arıtma tesislerinde ve dağıtım şebekelerinde su, kimyasal madde ve çamur akışını ölçmek için kullanılır. Venturi tüpleri ve akış nozulları, düşük basınç kayıpları ve yüksek güvenilirlikleri nedeniyle bu ortamlarda yaygın tercihlerdir.
- Enerji Üretimi: Kazanlarda buhar akışını, türbinlerde besleme suyunu ve enerji santralinin çalışması için kritik olan diğer sıvıları ölçmek için kullanılır. Venturi tüpü ve orifis plakalı sayaçlar bu uygulamalarda yaygın olarak kullanılır.
- Kimya ve Petrokimya Endüstrileri: Aşındırıcı ve toksik kimyasalların, yüksek sıcaklıktaki sıvıların ve diğer proses akışlarının akışını ölçmek için kullanılır. V-koni akış ölçer, sağlam tasarımı ve düşük bakım gereksinimleri nedeniyle bu ortamlarda özellikle avantajlıdır.
- HVAC Sistemleri: Isıtma, havalandırma ve soğutma sistemlerinde su ve hava akışını ölçmek için kullanılır. Pitot tüpleri ve annubar akış ölçerler, düşük basınç düşüşü ve kurulum kolaylığı nedeniyle sıklıkla kullanılır.
- Yiyecek ve İçecek: İşleme tesislerinde su, süt, şurup ve diğer bileşenlerin akışını ölçmek için kullanılır. Annubar ve Venturi sayaçları genellikle sıhhi tasarımları ve doğru akış ölçüm yetenekleri için seçilir
Fark basınçlı akış ölçerler, çok çeşitli sektörlerde sıvı akışını ölçmek için güvenilir ve çok yönlü bir seçenektir. Kullanıcılar, türlerini, çalışma prensiplerini, avantajlarını ve dezavantajlarını anlayarak ve kurulum ve bakım için en iyi uygulamaları takip ederek son derece doğru ve verimli akış ölçümü elde edebilirler. Basınç kaybı ve düzenli bakım gereksinimleri gibi sınırlamalar olsa da, V-koni gibi doğru tipte fark basınçlı akış ölçer seçimi, belirli uygulamalar için performansı optimize ederek proses kontrolünü, güvenliği ve verimliliği artırabilir.
Bir yorum bırakın