in een debietmeter op basis van de Bernoulli-vergelijking zal de stroomafwaartse druk na een obstructie lager zijn dan de stroomopwaartse druk ervoor. Om te begrijpen opening, mondstuk en venturimeters is het noodzakelijk om de Bernoulli vergelijking te verkennen.,vation (m in)

Aanname van een gelijkmatige snelheid profielen in de upstream-en downstream-flow – de Continuïteit van de Vergelijking kan worden uitgedrukt als

q = v1 A1 = v2 A2 (2)

waar

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

A = debiet oppervlakte (m2, in2)

het Combineren van (1) en (2), uitgaande van de A2 < A1, geeft de “ideale” vergelijking:

q = A2 1/2 (3)

Voor een gegeven geometrie (A), het debiet kan worden bepaald door het meten van het drukverschil p1 – p2.,

het theoretische debiet q zal in de praktijk kleiner zijn (2 – 40%) als gevolg van geometrische omstandigheden.,

De ideale vergelijking (3) kan worden gewijzigd met een discharge coëfficiënt:

q = cd A2 1/2 (3b)

waar

cd = discharge coëfficiënt

De discharge coëfficiënt cd is een functie van de straal grootte – of opening opening – de

area ratio = Avc / A2

waar

Avc = gebied in “vena contracta” (m2, in2)

“de Vena Contracta” is de minimale jet gebied dat wordt net stroomafwaarts van de beperking., Het viskeuze effect wordt meestal uitgedrukt in termen van de niet – dimensionale parameter Reynolds getal-Re.

door de Benoulli en de Continuïteitsvergelijking zal de snelheid van de vloeistof het hoogst zijn en de druk het laagst in “Vena Contracta”. Na het meetapparaat zal de snelheid afnemen tot hetzelfde niveau als voor de obstructie. De druk herstelt zich tot een drukniveau lager dan de druk vóór de obstructie en voegt een hoofdverlies toe aan de stroom.,

vergelijking (3) kan met diameters worden gewijzigd tot:

vergelijking (4) kan worden gewijzigd in massastroom voor vloeistoffen door simpelweg te vermenigvuldigen met de dichtheid:

m = cd (π / 4) D22 ρ 1/2 (5)

waarbij

m = massastroom (kg/s)

bij het meten van de massastroom in gassen moet rekening worden gehouden met de drukvermindering en de verandering in dichtheid van de vloeistof. De bovenstaande formule kan met beperkingen worden gebruikt voor toepassingen met relatief kleine veranderingen in druk en dichtheid.,

de openingsplaat

De openingsmeter bestaat uit een platte openingsplaat met daarin een rond gat geboord. Er is een drukkraan stroomopwaarts van de opening plaat en een andere net stroomafwaarts. Er zijn in het algemeen drie methoden voor het plaatsen van de kranen. De coëfficiënt van een meter is afhankelijk van de positie van de kranen.

  • Flenslocatie-Drukkraan locatie 1 inch stroomopwaarts en 1 inch stroomafwaarts van het oppervlak van de opening
  • “Vena Contracta” locatie-Drukkraan locatie 1 buisdiameter (werkelijke binnenzijde) stroomopwaarts en 0,3 tot 0.,8 pijpdiameter stroomafwaarts van het vlak van de opening
  • locatie van de pijp – Drukkraan locatie 2,5 keer nominale pijpdiameter stroomopwaarts en 8 keer nominale pijpdiameter stroomafwaarts van het vlak van de opening

De afvoercoëfficiënt-cd-varieert aanzienlijk met veranderingen in de oppervlakteverhouding en het getal van Reynolds. Een ontlaadcoëfficiënt cd = 0,60 kan als standaard worden genomen, maar de waarde varieert merkbaar bij lage waarden van het Reynolds-getal.

het terugwinnen van de druk is beperkt voor een openingsplaat en het permanente drukverlies hangt voornamelijk af van de oppervlakteverhouding., Voor een oppervlakteverhouding van 0,5 is het hoofdverlies ongeveer 70-75% van het openings-differentieel.

  • de openings-meter wordt aanbevolen voor schone en vuile vloeistoffen en voor sommige mengmest-diensten.
  • De rangeability 4 1
  • Het drukverlies is medium
  • nauwkeurigheid is 2 tot 4% van de volledige schaal
  • De vereiste upstream diameter is 10 tot 30
  • De viscositeit effect hoog
  • De relatieve kostprijs is laag

Voorbeeld – Opening Stroom

Een opening met een diameter D2 = 50 mm is geplaatst in een 4″ Sch 40 stalen buis met een binnendiameter D1 = 102 mm., De diameterverhouding kan worden berekend tot

d =(50 mm)/(102 mm)

= 0,49

uit de tabel hierboven kan de afvoercoëfficiënt worden geschat op ongeveer 0,6 voor een breed bereik van het Reynolds-getal.

als de vloeistof water is met een dichtheid van 1000 kg/m3 en het drukverschil over de opening 20 kPa (20000 Pa, N/m2) is – de massastroom door de buis kan worden berekend uit (5) als

m = 0,6 (π / 4) (0,05 m)2 (1000 kg/m3) 1/2

= 7,7 kg/s

Orifice Calculator

De orifice calculator is gebaseerd op EQ., 5 en kan worden gebruikt om massastroom door een opening te berekenen.

cd – afvoercoëfficiënt

D2-openingsdiameter (m)

D1 – pijpdiameter (m)

P1 – stroomopwaartse druk (Pa)

p2 – stroomafwaartse druk (Pa)

p-dichtheid van vloeistof (kg/m3)

belastingcalculator!

typische Openings Kv waarden

  • American Society of Mechanical Engineers (ASME). 2001. Meting van de vloeistofstroom met behulp van kleine boring precisie opening meters. ASME MFC-14M-2001.
  • Internationale Organisatie van normen (ISO 5167-1: 2003)., Meting van de vloeistofstroom door middel van drukverschilinrichtingen, deel 1: Openingsplaten, sproeiers en Venturibuizen die in een volledige cirkelvormige dwarsdoorsnede worden geplaatst. Referentienummer: ISO 5167-1: 2003.
  • Internationale Organisatie van normen (ISO 5167-1) wijziging 1. 1998. Meting van de vloeistofstroom door middel van drukverschilinrichtingen, deel 1: Openingsplaten, sproeiers en Venturibuizen die in een volledige cirkelvormige dwarsdoorsnede worden geplaatst. Referentienummer: ISO 5167-1: 1991 / Amd.1: 1998 (E).American Society of Mechanical Engineers (ASME). B16.,36-1996-opening flenzen

de Venturimeter

in de venturimeterwordt de vloeistof versneld door een convergerende kegel met hoek 15-20o en wordt het drukverschil tussen de stroomopwaartse zijde van de kegel en de keel gemeten en geeft een signaal voor de stroomsnelheid.

de vloeistof vertraagt in een kegel met een kleinere hoek (5-7o) waar het grootste deel van de kinetische energie wordt omgezet in drukenergie. Vanwege de kegel en de geleidelijke vermindering van het gebied is er geen “Vena Contracta”. Het stroomgebied is minimaal bij de keel.,
Hoge druk en energieterugwinning maakt de venturitemeter geschikt waar slechts kleine drukkoppen beschikbaar zijn.

een afvoercoëfficiënt cd = 0,975 kan standaard worden aangegeven, maar de waarde varieert merkbaar bij lage waarden van het Reynolds-getal.

het terugwinnen van de druk is veel beter voor de venturi-meter dan voor de openingsplaat.

  • De venturibuis is geschikt voor Schone, vuile en viskeuze vloeistof en voor sommige slurry-diensten.,
  • De rangeability 4 1
  • Druk verlies is laag
  • nauwkeurigheid is 1% van het volledige bereik
  • Vereist upstream lengte van de pijp van 5 tot 20 diameters
  • Viscositeit effect hoog
  • Relatieve kostprijs van middelgrote
  • Internationale Organisatie van de Standaarden ISO 5167-1:2003 Meting van de doorstroming door middel van een drukverschil apparaten, Deel 1: Orifice plates, nozzles, en Venturi buizen geplaatst in een ronde cross-section conduits running full. Referentienummer: ISO 5167-1: 2003.,American Society of Mechanical Engineers ASME FED 01 januari 1971. Fluid Meters their Theory And Application-Sixth Edition

De Nozzle

de Nozzles die worden gebruikt voor het bepalen van het debiet van de vloeistof door buizen kunnen in drie verschillende types zijn:

  • de ISA 1932 nozzle – ontwikkeld in 1932 door de International Organization for Standardization of ISO. De ISA 1932 nozzle is gebruikelijk buiten de VS.
  • de long radius nozzle is een variant van de ISA 1932 nozzle.,
  • het venturibuis is een hybride met een convergente doorsnede vergelijkbaar met het ISA 1932-mondstuk en een divergente doorsnede vergelijkbaar met een venturibuisstroommeter.
  • De stroomkop wordt aanbevolen voor zowel schone en vuile vloeistoffen
  • De rangeability 4 1
  • De relatieve druk verlies is gemiddeld
  • nauwkeurigheid is 1-2% van volledige bereik
  • Vereist upstream lengte van de pijp is 10 tot 30 diameters
  • De viscositeit effect hoog
  • De relatieve kostprijs van middelgrote
  • American Society of Mechanical Engineers (ASME GEVOED 01-Jan-1971., Fluid Meters Their Theory And Application-Sixth Edition
  • International Organization of Standards-ISO 5167-1: 2003 Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices, Part 1: Opening plates, nozzles, and Venturibuizen inserted in circular cross-section conduits run full. Referentienummer: ISO 5167-1: 2003.

voorbeeld – kerosine stroom door een Venturimeter

het drukverschil DP = p1 – p2 tussen stroomopwaarts en stroomafwaarts is 100 kPa (1 105 N/m2). Het soortelijk gewicht van kerosine is 0,82.

stroomopwaartse diameter is 0.,1 m en stroomafwaartse diameter is 0,06 m.

dichtheid van kerosine kan worden berekend als:

ρ = 0,82 (1000 kg/m3)

= 820 (kg/m3)

  • dichtheid, soortelijk gewicht en soortelijk gewicht – een inleiding en definitie van dichtheid, soortelijk gewicht en soortelijk gewicht zwaartekracht. Formules met voorbeelden.

Upstream en downstream gebied kan worden berekend als:

A1 = π ((0,1 m)/2)2

= 0,00785(m2)

A2 = π ((0,06 m)/2)2

= 0.,002826 (m2)

de Theoretische stroom kan worden berekend uit (3):

q = A2 1/2

q = (0.002826 m2) 1/2

= 0.047 (m3/s)

Voor een drukverschil van 1 kPa (0,01×105 N/m2) – de theoretische stroming kan berekend worden met:

q = (0.002826 m2) 1/2

= 0.0047 (m3/s)

De mass flow kan worden berekend als:

m = q ρ

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

= 3.,85 (kg/s)

debiet en verandering in drukverschil

opmerking! – Het debiet varieert met de vierkantswortel van het drukverschil.

uit het voorbeeld hierboven:

  • een vertienvoudiging van het debiet vereist een honderdvoudige toename van het drukverschil!,

Transmitters en regelsysteem

De niet-lineaire relatie heeft invloed op het werkbereik van de druktransmitters en vereist dat de elektronische druktransmitters het signaal kunnen lineariseren voordat het naar het regelsysteem wordt verzonden.

nauwkeurigheid

vanwege de niet-lineariteit is de neerslagsnelheid beperkt. De nauwkeurigheid neemt sterk toe in het onderste deel van het werkbereik.,

  • meer over stroommeters als openingen, Venturimeters en Straalpijpen
  • Vloeistofmechanica
  • de vergelijking van Bernoulli
  • de Continuïteitsvergelijking
  • TurnDown Ratio en Stroommeetapparatuur – een inleiding voor Turn Down Ratio en stroommeetnauwkeurigheid.