i en strømningsmåler baseret på Bernoulli-ligningen vil nedstrøms tryk efter en forhindring være lavere end opstrømstrykket før. For at forstå åbning, dyse og venturi meter er det nødvendigt at udforske Bernoulli ligningen.,vation (m, i)

under forudsætning ensartet hastighed profiler på upstream-og downstream-flow – Kontinuitet Ligning kan udtrykkes som

q = v1 A1 = v2 A2 (2)

hvor

q = flow (m3/s, in3/s)

En = flow areal (m2, in2)

ved at Kombinere (1) og (2), under forudsætning A2 < A1, giver den “ideelle” ligning:

q = A2 1/2 (3)

For en given geometri (A), flow kan bestemmes ved måling af differenstrykket p1 – p2.,

den teoretiske strømningshastighed q vil i praksis være mindre (2 – 40%) grundet geometriske forhold.,

Den ideelle ligning (3) kan ændres med en udledning koefficient:

q = cd-A2 1/2 (3b)

hvor

cd = decharge koefficient

decharge koefficienten cd er en funktion af jet-size – eller blænde åbning – det

område ratio = Avc / A2

hvor

Avc = område “vena contracta” (m2, in2)

“Vena Contracta” er den mindste jet område, der vises lige neden for begrænsning., Den viskøse virkning udtrykkes sædvanligvis i form af den ikke – dimensionelle parameter Reynolds Number-Re.

På grund af Benoulli og Kontinuitetsligningen vil væskens hastighed være på det højeste og trykket på det laveste i “Vena Contracta”. Efter måleindretningen vil hastigheden falde til samme niveau som før obstruktionen. Trykket genvinder til et trykniveau, der er lavere end trykket før forhindringen og tilføjer et hovedtab til strømmen.,

Ligning (3) kan ændres med en diameter på at:

Ligning (4) kan ændres til at massestrømmen for væsker ved blot at multiplicere med den densitet:

m = cd (π / 4) D22 1/2 ρ (5)

hvor

m = masse flow (kg/s)

ved måling af masseflow i gasser, er det nødvendigt at hensynsfuld pres reduktion og ændring i densitet af væske. Formlen ovenfor kan anvendes med begrænsninger til applikationer med relativt små ændringer i tryk og densitet.,

Åbningspladen

åbningsmåleren består af en flad åbningsplade med et cirkulært hul boret i den. Der er en trykhane opstrøms fra åbningspladen og en anden lige nedstrøms. Der er generelt tre metoder til placering af vandhanerne. Koefficienten på en meter afhænger af vandhanernes position.

  • Flange placering – tryk tap placering 1 tommer opstrøms og 1 tommer nedstrøms fra forsiden af åbningen
  • “Vena Contracta” placering – tryk tap placering 1 rørdiameter (faktisk indeni) opstrøms og 0,3 til 0.,8 rør diameter nedstrøms fra forsiden af dyse
  • Rør placering – Tryk-tryk på placering 2,5 gange nominel rørdiameter opstrøms og 8 gange nominel rørdiameter nedstrøms fra forsiden af dyse

decharge koefficient – cd – varierer betydeligt med ændringer i området ratio og Reynolds tal. En udladningskoefficient cd = 0, 60 kan tages som standard, men værdien varierer mærkbart ved lave værdier af Reynolds-tallet.

trykgenvindingen er begrænset for en åbningsplade, og det permanente tryktab afhænger primært af områdeforholdet., For et arealforhold på 0,5 er hovedtabet omkring 70-75% af åbningsdifferencen.

  • åbningsmåleren anbefales til rene og snavsede væsker og visse opslæmningstjenester.
  • rangeability er 4 til 1
  • tryktabet er medium
  • Typisk nøjagtighed er 2 til 4% af fuld skala
  • De nødvendige opstrøms diameter er 10 til 30
  • viskositet effekten er høj
  • De relative omkostninger er lave

Eksempel – Dyse Flow

En åbning med en diameter, D2 = 50 mm er indsat i en 4″ Sch 40 stålrør med indvendig diameter D1 = 102 mm., Diameter ratio kan beregnes til at

d = (50 mm) / (102 mm)

= 0.49

Fra ovenstående tabel decharge koefficient, der kan anslås til ca 0.6 for en bred vifte af Reynold ‘ s tal.

Hvis væsken er vand med en massefylde på 1000 kg/m3 og trykforskellen over åbningen er 20 kPa (20000 Pa, N/m2) – massestrømmen gennem rør kan beregnes ud fra (5)

m = 0.6 (π / 4) (0,05 m)2 (1000 kg/m3) 1/2

= 7,7 kg/s

Blænde Regnemaskine

blænde beregneren er baseret på eq., 5 og kan bruges til at beregne massestrømmen gennem en åbning.

cd – udledning koefficient

D2 – blændens diameter (m)

D1 – rør diameter (m)

p1 – opstrøms tryk (Pa)

p2 – downstream-tryk (Pa)

ρ densitet af væske (kg/m3)

Indlæs Lommeregner!

typiske åbninger kV-værdier

  • American Society of Mechanical Engineers (ASME). 2001. Måling af væskestrøm ved hjælp af små bore præcisionsåbningsmålere. ASME MFC-14M-2001.
  • International Organisation af standarder (ISO 5167-1: 2003)., Måling af væskestrøm ved hjælp af trykforskelindretninger, Del 1: Åbningsplader, dyser og Venturirør indsat i cirkulære tværsnitsledninger, der kører fuldt ud. Referencenummer: ISO 5167-1: 2003.
  • International Organisation of Standards (ISO 5167-1) ændring 1. 1998. Måling af væskestrøm ved hjælp af trykforskelindretninger, Del 1: Åbningsplader, dyser og Venturirør indsat i cirkulære tværsnitsledninger, der kører fuldt ud. Referencenummer: ISO 5167-1: 1991 / Amd.1: 1998 (e).
  • American Society of Mechanical Engineers (ASME). B16.,36 – 1996 – Dyse Flanger

Venturi Meter

I venturi måleren til, at væske er accelereret gennem en konvergerende kegle vinkel 15-20o og trykforskellen mellem opstrøms side af keglen og hals er målt og giver et signal for strøm.

væsken bremser i en kegle med mindre vinkel (5 – 7o), hvor det meste af den kinetiske energi omdannes tilbage til trykenergi. På grund af keglen og den gradvise reduktion i området er der ingen “Vena Contracta”. Strømningsområdet er mindst ved halsen.,
højt tryk og energigenvinding gør venturi måleren egnet, hvor der kun er små trykhoveder til rådighed.

en udladningskoefficient cd = 0.975 kan angives som standard, men værdien varierer mærkbart ved lave værdier af Reynolds-tallet.

trykgenvindingen er meget bedre for venturi-måleren end for åbningspladen.

  • venturi-røret er velegnet til ren, snavset og tyktflydende væske og nogle opslæmningstjenester.,
  • rangeability er 4 til 1
  • tryktab er lav
  • Typisk nøjagtighed 1% af fuldt område
  • Krævede opstrøms rør længde på 5 til 20 diametre
  • Viskositet effekten er høj
  • Relative omkostninger er medium
  • Internationale Organisation for Standarder ISO 5167-1:2003 Måling af væske flow ved hjælp af differenstryk udstyr, Del 1: Dyse plader, dyser, og Venturi-rør indsat i cirkulært tværsnit ledninger, der kører fuld. Referencenummer: ISO 5167-1: 2003.,
  • American Society of Mechanical Engineers ASME FED 01-Jan-1971. Væske Meter Deres Teori Og Anvendelse – Sjette Udgave

Dysen

Dyser, der anvendes til bestemmelse af væske er flow gennem rør kan være i tre forskellige typer:

  • ISA 1932 dyse – udviklet i 1932 af den Internationale Organisation for Standardisering eller ISO. ISA 1932-dysen er almindelig uden for USA.
  • den lange radius dyse er en variation af ISA 1932 dysen.,
  • venturi-dysen er en hybrid med en konvergent sektion svarende til ISA 1932-dysen og en divergerende sektion svarende til et venturi-rørflo .meter.
  • venturidyse anbefales til både rene og urene væsker
  • rangeability er 4 til 1
  • Den relative tryk tab er medium
  • Typisk nøjagtighed er 1-2% af hele spektret
  • Krævede opstrøms rør længde er 10 til 30 diametre
  • viskositet effekt høj
  • De relative omkostninger er medium
  • American Society of Mechanical Engineers ASME FED 01-Jan-1971., Væske Meter Deres Teori Og Anvendelse – Sjette Udgave
  • Internationale Organisation for Standarder ISO 5167-1:2003 Måling af væske flow ved hjælp af differenstryk udstyr, Del 1: Dyse plader, dyser, og Venturi-rør indsat i cirkulært tværsnit ledninger, der kører fuld. Referencenummer: ISO 5167-1: 2003.

Eksempel – Petroleum Flow Gennem en Venturi Meter

trykforskellen dp = p1 – p2 mellem opstrøms og nedstrøms er 100 kPa (1 105 N/m2). Den specifikke tyngdekraft af petroleum er 0,82.

opstrøms diameter er 0.,1 m og nedstrøms diameter er 0.06 m.

Tæthed af petroleum, kan beregnes som:

ρ = 0.82 (1000 kg/m3)

= 820 (kg/m3)

  • Massefylde, Specifik Vægt og Vægtfylde – En introduktion og definition af massefylde, specifik vægt og vægtfylde. Formler med eksempler.

Opstrøms og nedstrøms område kan beregnes som:

A1 = π ((0,1 m)/2)2

= 0.00785 (m2)

A2 = π ((0.06 m)/2)2

= 0.,002826 (m2)

Teoretisk flow kan beregnes ud fra (3):

q = A2 1/2

q = (0.002826 m2) 1/2

= 0.047 (m3/s)

For en trykforskel på 1 kPa (0,01×105 N/m2) – den teoretiske flow kan beregnes:

q = (0.002826 m2) 1/2

= 0.0047 (m3/s)

mass flow kan beregnes som:

m = q ρ

= (0.0047 m3/s) (820 kg/m3)

= 3.,85 (kg/s)

strømningshastighed og ændring i trykforskel

Bemærk! – Strømningshastigheden varierer med kvadratroden af trykforskellen.

fra ovenstående eksempel:

  • en tifoldig stigning i strømningshastigheden kræver en hundrede gange stigning i trykforskellen!,

Sendere og Kontrol System

Den ikke-lineære forhold har en indvirkning på tryktransmittere rækkevidde og kræver, at den elektroniske tryktransmittere har kapacitet til at linearizing signalet, før de sendes til kontrol system.

nøjagtighed

På grund af den ikke linearitet er nedgangshastigheden begrænset. Nøjagtigheden øges kraftigt i den nederste del af driftsområdet.,

  • Mere om Flow Meter, som Åbninger, Venturi meter, og Dyser
  • Fluid Mekanik
  • Bernoulli Ligning
  • Kontinuitet Ligning
  • TurnDown Ratio og Måling af Flow – Enheder- En introduktion til at Slå Ned på Forhold og flow måling nøjagtighed.