عواملی که بر دقت متر ونتوری تأثیر می گذارد

یکی از اصلی ترین مزایای استفاده از یک متر ونتوری ، امید به عمر طولانی و مفید بدن کنتور است که در آن انواع دیگر کنتورهای جریان دارای امید به زندگی نسبتاً کوتاه هستند. برای آب و فاضلاب های آب و فاضلاب در سراسر جهان غیر معمول نیست که هنوز به متر 100 ساله ، به ویژه در اندازه خط بالاتر از 48 اینچ بستگی داشته باشد. در حالی که به وضوح یک مزیت برای امید به زندگی 100 ساله وجود دارد ، سؤالی که بیشتر از همه مطرح می شود این است: "چه دقت باید بعد از 30 ، 40 یا بیشتر سال خدمت داشته باشم؟"هیچ پاسخی برای این سوال وجود ندارد. در عوض ، بسته به شرایط خاص (لوله کشی) ، حداقل تا حداکثر سرعت جریان ، شیمی آب ، ابزارهای ثانویه (نوع فرستنده فشار دیفرانسیل) ، طراحی متر ونتوری و انتخاب مواد ساخته شده ، تعدادی پاسخ وجود دارد. از.

جدول زمانی

از اوایل دهه 1900 تا اواسط دهه 1960 ، متداول ترین انواع متر ونتوری که برای آب و سرویس فاضلاب استفاده می شود ، طرح های کلاسیک طولانی و کوتاه بودند. در این دوره تعدادی از تولید کنندگان وجود داشتند ، اما در بیشتر موارد ، این دستگاه ها مطابق با استانداردهای ASME برای کنتورهای سیال ساخته شده اند. هندسه فیزیکی و عملکردی که از متر تمام شده انتظار می رود مطابق با کد ASME بود.

برخی از عناصر اصلی طراحی و عملکرد عبارتند از:

• قطر ورودی و قطر خروجی اندازه کامل خط بود و باعث می شد طول کلی متر برای دستیابی به آن نیاز بسیار طولانی باشد.uf0b7 طول گلو برابر با قطر گلو بود - یکی دیگر از عناصر مقدار زیادی از فضای متر مصرف شده.
• حلقه های فشار خون بالا و کم فشار تحت این تئوری در متر گنجانیده شده اند که یک فشار متوسط فشار می تواند نشانگر فشار مقطعی دقیق تر از یک خواندن فشار واحد باشد.
• دقت +/- 1. 0 تا +/- 2. 0 درصد از سرعت واقعی جریان به تقریباً 125،000 لوله رینولدز (RD).
• از دست دادن سر از هشت تا 14 درصد دیفرانسیل ، بسته به نسبت بتا متر.
• بدنه چدن ، از جمله ساخت داخلی کانال حلقوی پر فشار و کم.
• حلقه های حلقوی پر فشار و کم فشار برنز با پیزومترهای متعدد (چهار ، شش یا هشت) ، که فشار زیاد و کم به محفظه حلقوی و یک اتصال شیر واحد از محفظه های حلقوی را به محل فرستنده فشار دیفرانسیل وارد می کند. صفحه 2
• تا زمانی که فرستنده فشار دیفرانسیل آنالوگ معرفی نشد ، ابزار ثانویه شامل یک فرستنده از نوع جیوه است که نیاز به حداقل سیگنال دیفرانسیل 2. 0 اینچ تا 2. 5 اینچ برای عملکرد صحیح دارد.

در دهه 1950 ، دستگاه های دیفرانسیل کوتاه بدن به عنوان راه حلی برای طول طولانی و هزینه زیاد طراحی کلاسیک به بازار معرفی شدند. این دستگاه ها به عنوان "لوله های جریان" شناخته می شوند و هم در عملکرد و هم در طراحی برای یک متر ونتوری واقعی تفاوت دارند. هنگامی که آنها معرفی شدند ، تولید کنندگان ادعا می کردند دقت بالایی ، از دست دادن کم سر و کم هزینه ویژگی های اصلی است. در اوایل دهه 1960 با ظهور آزمایشگاه های آزمایش بهتر مستقل ، تمام ادعاهای برتری به جز یک نادرست اثبات شد ، که این مزیت کوتاه از نظر فضا و هزینه بود.

در اواسط دهه 1960 ، لوله جهانی ونتوری توسعه داده شد ، اثبات شد و به عنوان اولین متر اصلاح شده و ونتوری واقعی به بازار معرفی شد. این فشار استاتیک واقعی را در نقاط پر فشار و کم فشار حس می کرد ، اما این کار را با یک بخش ورودی کوتاه ، یک بخش انتقال اصلاح شده ، یک گلو با طول برابر با نیمی از قطر آن و مخروط بازیابی که کوتاه شده بود ، انجام داد. قطر تخلیه کمتر از قطر داخلی لوله پایین دست بود ، اما فلنج برای جفت گیری در فلنج لوله پایین دست طراحی شده بود. احتمالاً مهمترین مزیت طراحی کوتاه اصلاح شده این بود که استفاده از حلقه های فشار حلقوی را در نقاط سنجش فشار بالا و کم فشار از بین برد ، که طی سالها خدمت ، بدون راه خوبی برای تمیز کردن آنها وصل می شودبیروندر عوض ، لوله ونتوری جهانی یک شیر آب در نقاط فشار بالا و کم فشار داشت و یک رابط مستقیم بین فرآیند و فرستنده فشار دیفرانسیل از طریق یک خط ضربه فراهم می کرد.

تأثیر بر دقت در طول زمان در خدمت

قبل از اینکه بتوانید صحت یک متر ونتوری کلاسیک نصب شده را تخمین بزنید ، باید از برخی سؤالات اساسی پرسیده شود:

• چه کسی متر را ساخت؟بسته به تولید کننده ، تفاوت هایی در طراحی وجود دارد که باید در بیانیه عملکرد کنتور فاکتور شوند.
• نسبت بتا متر در زمان نصب چیست؟بتا نسبت قطر گلو نسبت به قطر لوله است.
• آیا هر دو نقطه سنجش فشار بالا و کم از اتاقهای حلقوی استفاده می کنند؟در بعضی موارد ، فقط گلو دارای یک محفظه حلقوی بود.
• لوله کشی رویکرد چیست؟در زمان نصب ، درک آنچه که تأثیر صحت برای یک Disturber در بالادست داده شده تقریباً به اندازه امروز کامل نبود.
• حداقل حداقل تا حداکثر سرعت جریان در زمان نصب چه بود و امروزه محدوده چیست؟این امر به ویژه هنگامی که نگرانی یا شواهدی از کاویتاسیون وجود داشته باشد ، از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

بر اساس اطلاعات فوق ، می توان محاسبه عملکرد را نشان داد که عملکرد متر را در صورت نام تجاری جدید نشان می دهد. دلیل انجام این کار در طول سالها با تکنسین های بی شماری است که در نگهداری و کالیبراسیون متر درگیر هستند ، اطلاعاتی که برای کالیبراسیون فرستنده فشار دیفرانسیل استفاده می شود ممکن است صحیح باشد یا ممکن است درک محکم از سطح پایه عملکرد باشدباید مشخص شوداز اینجا می توان فرضیاتی راجع به سطح فعلی عملکرد در معرض سالها خدمت قرار داد.

تأثیر مواد بر دقت

همانطور که در بالا ذکر شد ، بدنه متر ونتوری کلاسیک از آهن ریخته گری یا انعطاف پذیر ساخته شده است. پوشش های مورد استفاده به طور کلی در خانواده هیدروکربن تار زغال سنگ و ضخامت بسته به روش کاربرد متفاوت بودند. تجربه نشان داده است که این پوشش ها به طور کلی تا زمانی که متر از 15 سال یا بیشتر در خدمت بوده است ، پوشیده می شوند. در بعضی موارد ، در نقاط سرعت خط پایین در بدن متر ، ممکن است برخی از پوشش ها باقی بمانند اما در مناطقی از پایین دست بخش گلو یافت می شود - بنابراین خارج از بخشی از متر که تأثیر صحت دارد.

کنتورهای آهن ریخته گری و انعطاف پذیر ممکن است در نتیجه ساخت آهن و کلسیم ، سطح مقیاس یافته ایجاد کند ، و همچنین برخی مواد دیگر که از محلول خارج شده و به سطوح آهن بدون پوشش چسبیده اند. از آنجا که توزیع این ساخت و ساز جهانی نیست ، پیش بینی آن در کجا و چقدر ضخیم ممکن است ، دشوار است ، اما احتمالاً در بخشی از قسمت ورودی و انتقال متر قرار دارد. حضور این ساخت به احتمال زیاد تأثیر بر فشار حساس در نقاط سنجش فشار بالا و کم خواهد داشت که این امر بر صحت خواندن نشان داده شده تأثیر می گذارد.

مکان های فشار زیاد و کم فشار از یک آستر برنز برخی از طراحی ها استفاده می کنند. طراحی کلاسیک دارای اتاقهای حلقوی در هر دو منطقه فشار بالا و کم است ، و پوشش سطح حاوی پیزومترها به طور کلی متناسب با محفظه فشار می یابد تا برنز در تماس مستقیم با مواد آهنی باشد. بسته به شیمی آب ، خوردگی گالوانیک ممکن است به دلیل عدم تشنج مواد برنز و آهن وجود داشته باشد - به نظر می رسد که وقتی سطح pH پایین تر از 5. 7 باشد ، به ویژه شیوع دارد.

در بعضی موارد ، تعامل منجر به تجزیه مواد برنز و حفره ها در کل آستر برنز می شود. بسته به محل و شدت خوردگی/فرسایش ، فشار که در محل بالا حس می شود می تواند تحت تأثیر قرار گیرد و نتیجه این است که فشار دیفرانسیل ایجاد شده توسط متر ، فشار مقطعی جزئی (که تحت تعقیب است) خواهد بود و نتیجه آن نتیجه استناهنجاری های سطح (که ناخواسته است) ، بر این اساس بر دقت تأثیر می گذارد.

ایجاد بر روی سطح مقطع ورودی ، انتقال و گلو ممکن است دیفرانسیل توسعه یافته را تغییر دهد ، که بستگی به خواندن متر یا بالا یا پایین و همچنین به محل و شدت ساخت دارد. به همین ترتیب ، اگر اتاق های حلقوی تا حدی وصل شوند و مشخصات جریان نزدیک به طور یکنواخت در مقطع مقطع فشار بالا و پایین توزیع نمی شود ، بسته به اینکه پیزومتر ها وصل شوند و تا چه حد ، اتاق های حلقوی فشار "متوسط" نخواهند داشت، بلکه فشار را تا حدودی بر اساس اثر الگوی جریان و تا حدودی بر فشار مقطعی پردازش می کند. نتیجه به دلیل اختلال در سیگنال ، دقت مختل خواهد شد.

بسته به ادعاهای سازنده ، طراحی کلاسیک یک متر ونتوری ضریب تخلیه ثابت را به شماره لوله رینولدز (RD) تقریباً 200،000 حفظ کرد. این به سادگی بدان معنی است که تا زمانی که حداقل سرعت جریان Rd بالاتر از این مقدار باشد ، ضریب تخلیه طراحی کلاسیک (که در بیشتر موارد 0. 984 است) ثابت است. با این حال ، اگر سرعت جریان زیر سطح لوله RD 200000 کاهش یابد ، یک خطای تعصب وجود دارد که باید برای ضریب تخلیه اعمال شود ، که به تدریج مقدار آن را کاهش می دهد.

به عنوان مثال ، اگر حداقل مقدار RD با سرعت جریان 80،000 باشد ، در صورتی که دقت بیان شده 1. 0 درصد معتبر در نظر گرفته شود ، از ضریب 0. 984 استفاده نمی شود. به روش دیگر ، اگر حداقل لوله سرعت جریان RD 80،000 باشد ، دقت متر با این سرعت +/- 2. 0 درصد خواهد بود و با افزایش سرعت جریان به سطح لوله افزایش می یابد. RD 200،000 بود.

برای تعیین "سریع" برای لوله Rd ، از فرمول زیر استفاده کنید: GPM x 2790/اندازه خط در اینچ یا اندازه خط MGD x 1. 935/در اینچ.

این در 10/1 درصد از لوله واقعی RD برای برنامه های مایع محاسبه می شود.

محدودیت های ابزار دقیق ثانویه

سیستم ابزار ثانویه معمولی شامل یک فرستنده فشار دیفرانسیل است که از طریق خطوط ضربه ای به متر ونتوری متصل می شود. موارد زیر نکات مهمی در مورد جهت گیری و نصب سیستم ابزار ثانویه است:

• هوا در خطوط ضربه ای یا در محل فرستنده فشار دیفرانسیل می تواند خطاهایی را ایجاد کند که تخمین دشوار باشد ، اما وجود دارد. خطوط Impulse باید جهت یابی شوند تا هوا در خط لوله نگه داشته شود و نه در خطوط Impulse. تعدادی از راه حل ها وجود دارند که به این نیاز پاسخ می دهند.
• خطوط ضربه ای باید تا حد امکان/معقول کوتاه باشد و هر دو پاهای پر فشار و کم فشار باید در کنار هم قرار بگیرند تا بین آنها وارونگی دما وجود نداشته باشد.
• به طور کلی ، دقیق ترین محدوده عملکرد (حداقل تا حداکثر سرعت جریان) برای یک فرستنده فشار دیفرانسیل دیجیتال واحد واحد 8: 1 در جریان است.
• برای محدوده سرعت جریان فراتر از 8: 1 ، یک سیستم فرستنده فشار دیفرانسیل دوگانه توصیه می شود که از فرستنده کم برد برای جریان فرآیند استفاده شود تا اینکه دقت آن از حد مجاز فراتر رود. سپس یک فرستنده فشار دیفرانسیل با برد بالا ، تعادل دامنه کامل را پوشش می دهد. با دو فرستنده فشار دیفرانسیل ، دامنه سرعت جریان 64: 1 امکان پذیر است (با فرض حداقل دیفرانسیل سرعت جریان قابل پردازش است). با سه فرستنده فشار دیفرانسیل ، دامنه بیش از 700: 1 امکان پذیر است.
• برای فرستنده های فشار دیجیتال دیجیتال ، در حالی که نظرات مختلفی در مورد اینکه حداقل دیفرانسیل ورودی باید باشد وجود دارد ، تحقیقات نشان می دهد که اگر سر و صدای حلقه زیادی وجود نداشته باشد ، فرستنده فشار دیفرانسیل دیجیتال از نوع دیجیتال هوشمند می تواند یک دیفرانسیل ورودی را به همان اندازه پردازش کند. 0. 10 اینچ. با این حال ، اگر کسی در حال طراحی یک حلقه اندازه گیری باشد ، حداقل سیگنال ورودی 0. 25 اینچ یک سطح امن تر برای کار در آن است. توجه داشته باشید که اگر از مهر و موم های دیافراگم استفاده می کنید ، به دلیل حساسیت انحراف مواد مهر و موم ، حداقل سیگنال باید 1. 0 اینچ یا بیشتر باشد.

اثرات الگوی جریان بدون مدارک

یکی از مواردی که بیش از 25 سال از بازرسی از نصب های قدیمی ذکر شده است این است که در زمان نصب آنها ، حسابداری مناسب از اثر لوله کشی رویکرد بر عملکرد متر ونتوری انجام نشده است. متر نصب شد و دقت استاندارد حتی اگر لوله کشی از آن اظهارات دقت پشتیبانی نمی کرد ، فرض می شد. یک بانک اطلاعاتی بسیار خوب از کنتورهای کالیبره شده حفظ شده است و این امکان را فراهم می کند که لوله کشی رویکرد برای این تاسیسات قدیمی بررسی شود و یک مقدار تحصیل کرده را اختصاص دهد که یک شرایط نصب غیر استاندارد را به خود اختصاص دهد.

عملکرد ونتوری با فرم کوتاه اصلاح شده

اولین متر ونتوری با فرم کوتاه اصلاح شده ، لوله جهانی ونتوری بود. از آنجا که لوله ونتوری جهانی دارای اتاقهای حلقوی نبود ، نکات ذکر شده در مورد مشکلات مربوط به اتاق های حلقوی اعمال نمی شود. با توجه به طراحی تک ضربه جهانی ونتوری ، رابط صورت پیزومتر به جریان باید تیز و عاری از برس یا زباله باشد. در غیر این صورت ، فشار دیفرانسیل توسعه یافته ممکن است به اشتباه باشد و بنابراین ، سرعت جریان مشخص شده نادرست خواهد بود. متأسفانه ، بسیاری از این دستگاه ها دارای مواد برنز در هر دو محل شیر با فشار بالا و همچنین کل بخش گلو (در بیشتر موارد) هستند. خوردگی گالوانیک و/یا فرسایش ممکن است در این مکان ها رخ دهد و در صورت تصحیح ، ممکن است منجر به اختلال در سیگنال های فشار و در نتیجه اختلال در دقت شود. اثرات الگوی جریان بدون مدارک نیز ممکن است یک عامل باشد ، اما امروزه داده های آزمایشی کافی در دسترس است که می تواند برای تصحیح هرگونه اطلاعات نادرست از نصب اصلی استفاده شود.

محدودیت های لوله Rd همان تأثیر را بر روی لوله ونتوری جهانی دارد به جز اینکه حداقل لوله RD برای لوله جهانی ونتوری 80،000 است ، به این معنی که سرعت جریان می تواند کمی پایین تر از کلاسیک باشد ، اما هنوز هم استاندارد +/- را حفظ می کند. 0. 5 درصد دقت که دقت استاندارد برای لوله جهانی ونتوری است. با این حال ، اگر حداقل سرعت جریان در لوله RD 40،000 باشد ، دقت لوله ونتوری جهانی در 40،000 لوله RD +/- 1. 5 درصد بهبود می یابد و به 0. 5 درصد افزایش می یابد زیرا ارزش RD به 80،000 رسیده است.

تغییر طبیعی دقت چیست؟

تجربه نشان داده است که ضریب تخلیه متر ونتوری به طور کلی با تغییر در سطح داخلی متر و یا هرگونه تغییر در تحمل مقطعی کنتور از هندسه اصلی "ساخته شده" خود کاهش می یابد. علاوه بر این ، تغییر از یک پیزومتر لبه تیز به یک لبه گرد نیز منجر به کاهش ارزش ضریب خواهد شد. به دلیل موقعیت آن در فرمول جریان برای کنتورهای ونتوری ، اگر ضریب به دلیل تغییر در تحمل ، اثر شیر یا بی نظمی های سطح کاهش یابد ، میزان جریان مشخص شده بالاتر از آنچه در واقع است-به این "ثبت بیش از حد" گفته می شود. در صورت استفاده از اتاق های حلقوی ، فشار تولید شده توسط حلقه های فشار زیاد و کم ممکن است به دلیل وصل شدن داخلی مختل شود یا نباشد. بسته به نتیجه (فشار زیاد ، فشار کم ، فشار کم یا هر دو) ، دیفرانسیل تولید شده توسط مقایسه سیگنال های فشار زیاد و کم در داخل با فرستنده فشار دیفرانسیل به اشتباه خواهد بود و اثر می تواند تحت آن باشدثبت نام یا ثبت نام بیش از حد.

درباره نویسنده: بروس بریگز رئیس جمهور و مدیر اصلی شرکت Primary Flow Signal Inc. ، یک منابع جهانی تولید ، مهندسی و فناوری با تمرکز بر کنتورهای جریان دیفرانسیل بسیار دقیق ، تکرار شونده و قابل اعتماد است. آقای بریگز در بیش از 30 سال در این صنعت ، احتمالاً بزرگترین تیم مهندسین جریان متخصص ، هیدرولیک و برنامه های کاربردی ، به همراه تکنسین ها و متخصصان با تخصص های مهم بحرانی را ساخته است. این شرکت ها از تعدادی از امکانات تولیدی کاملاً یکپارچه و کاملاً یکپارچه تشکیل شده اند که یک سکوی کلاس جهانی برای راه حل ها و پشتیبانی از بازارهای نفت و گاز ، برق ، آب شهرداری ، فاضلاب و خودرو را ارائه می دهند.