لم يتم التحقق من الإصدار الحالي للصفحة بعد

لم يتم التحقق من الإصدار الحالي للصفحة من قبل المشاركين ذوي الخبرة وقد يختلف بشكل كبير عن الإصدار الذي تم التحقق منه في 5 تشرين الثاني (نوفمبر) 2014؛ الشيكات مطلوبة.

رسم تخطيطي للحجاب الحاجز المثبت في الغرفة الحلقية (والتي بدورها يتم إدخالها في الأنبوب). التسميات المقبولة: 1. الفتحة؛ 2. الغرفة الحلقية. 3. طوقا. 4. الأنابيب. تشير الأسهم إلى اتجاه السائل/الغاز. يتم تمييز التغيرات في الضغط بظلال اللون.

الحجاب الحاجز مصنوع على شكل حلقة. قد يكون الثقب الموجود في المنتصف على جانب المخرج مشطوفًا في بعض الحالات. اعتمادًا على التصميم والحالة المحددة، قد يتم أو لا يتم إدخال الحجاب الحاجز في الحجرة الحلقية (انظر أنواع الأغشية). غالبًا ما تكون المواد المستخدمة في تصنيع الأغشية هي الفولاذ 12Х18Н10Т (GOST 5632-72) أو الفولاذ 20 (GOST 1050-88) أو الفولاذ 12Х18Н10Т (GOST 5632-2014) كمواد لتصنيع أجسام الغرفة الحلقية. .

بافتراض تدفق مائع صفحي ثابت، غير قابل للضغط وغير لزج، في أنبوب أفقي (بدون تغييرات في المستوى) مع خسائر احتكاك ضئيلة، فإن قانون برنولي يختزل إلى قانون الحفاظ على الطاقة بين نقطتين على نفس الانسياب:

دعونا نضرب المعادلة (1) التي حصلنا عليها سابقًا في كثافة السائل للحصول على تعبير لمعدل التدفق الكتلي في أي قسم من الأنبوب:

وبالتالي، فإن التعبير النهائي للتدفق غير المضغوط (أي دون سرعة الصوت) للغاز المثالي عبر الحجاب الحاجز لقيم β أقل من 0.25 هو:

يمكن اعتبار الأغشية الوسيلة الصناعية العامة الرئيسية لقياس تدفق السائل والغاز والبخار. يرجع هذا التوزيع الواسع لأجهزة الانقباض إلى عدد من مزاياها، ومن أهمها تعدد الاستخدامات والقدرة على القياس على نطاق واسع. بساطة التصنيع، فضلاً عن عدم الحاجة إلى تجهيزات قياس التدفق القياسية للمعايرة والتحقق في حالة استخدام أجهزة تقييد طبيعية. وهذا يجعل من الممكن تحديد معدل التدفق بناءً على الفرق عبر الحجاب الحاجز عن طريق الحساب، ويمكن تقييم خطأ هذه الطريقة بدقة تامة.

العلاقة بين معدل التدفق وانخفاض الضغط عبر لوحة الفتحة

تظهر حركة تدفق السوائل عبر الحجاب الحاجز بشكل تخطيطي في الشكل. 6.1. يبدأ تضييق المنفث في القسم A-A أمام الحجاب الحاجز، وفي القسم B-B يكون ضغط المنفث هو الحد الأقصى. في القسم CC-C، يتمدد النفاث إلى حجمه الأصلي، ويملأ المقطع العرضي للأنبوب بالكامل. زيادة متوسط ​​السرعة من قيمة إلى قيمة في القسم B-B، وبالتالي تحدث الطاقة الحركية بسبب انخفاض الضغط حتى الضغط في الحلق (أصغر قسم) من الطائرة.

في القسم C-C يكون الضغط أكبر منه في القسم B-B، لكنه لا يصل إلى القيمة في القسم A-A بسبب فقدان الطاقة في الحجاب الحاجز.

لنكتب معادلة برنولي للقسمين A-A وB-B:

- معاملات الطاقة الحركية في الأقسام A-A وB-B،

- معامل المقاومة في المقطع من A-A إلى B-B المتعلق بالسرعة .

- كثافة سائل العمل.

- تسارع الجاذبية.

أ ب ج)

أرز. 6.1. التدفق من خلال الحجاب الحاجز:

أ) – مخطط التدفق؛

ب) – تغير الضغط (عند جدار الأنبوب،

في منتصف الأنبوب)؛

ج) – التغير في السرعة المتوسطة.

نسبة مساحة الحلق النفاث إلى منطقة فتحة الحجاب الحاجز يمثل نسبة الضغط النفاث .

دعونا نقدم نسبة مساحة فتحة الحجاب الحاجز إلى منطقة المقطع العرضي للأنبوب
- المساحة النسبية لجهاز التقييد (وحدة الحجاب الحاجز)،

.

وقد أعربت
نحصل عليها باستخدام معادلة برنولي ،

تأخذ هذه الصيغة في الاعتبار، باستخدام المعامل، نقاط الضغط و بعد الحجاب الحاجز، كقاعدة عامة، لا يتزامن مع الأقسام A-A وB-B.

ن
أكثر الطرق شيوعًا لضغط الضغط هي الزاوية والشفة (انظر الشكل 6.2 و6.3).

أرز. 6.2. الفتحة القياسية:

أ - مع نقطة الاختيار الزاوي و ;

ب – مع الاختيار الزاوي للغرفة و

(1 ملم<مع<12 мм)

أرز. 6.3. الحجاب الحاجز مع صنبور الضغط ذات الحواف:

أ - في الشفاه. ب - في الحجم؛

، أين
مم

إذا تم أخذ الضغط في الأقسام A-A و B-B، فإن المعامل
.

التعبير عن تدفق السوائل من خلال نحن نحصل

، و

.

مما سبق يتضح أن معامل التدفق للأغشية يعتمد على. لسهولة تحليل تأثير هذه العوامل على معامل التدفق لنتخيلها كمنتج لعدد من العوامل، كل منها يميز تأثير إحدى الكميات المدرجة:

,

حيث للفتحة:

يحدد حصة مشاركة الطاقة الحركية الأولية في تكوين الطاقة الحركية للنفث الخارج من جهاز التضييق (عند الحلق) ؛

;

عامل الخسارة

معامل توزيع السرعة. من عامل الخسارة عمليا لا يعتمد، لأنه في
لا يتجاوز الخطأ
%. لو و
تساوي 1، إذن

لسهولة حساب أجهزة التقييد، يتم تقديم معامل العادم

.

معامل في الرياضيات او درجة معيميز العمليات التي تحدث مباشرة في جهاز الانقباض.

بالإضافة إلى العوامل المذكورة أعلاه، تتأثر قيمة معامل التدفق بخشونة خط الأنابيب، وتثلم حافة المدخل، وما إلى ذلك.

دون الخوض في تفاصيل دراسة سلوك كل من المعاملات (يمكنك قراءة المزيد عن هذا في)، دعنا ننتقل إلى تحديد معدل التدفق، وذلك باستخدام توصيات لتحديد معاملات التدفق الخارجي التي تم الحصول عليها نتيجة لمعالجة الكثير من البيانات التجريبية .

دعم فني

غشاء القياس القياسي عبارة عن قرص معدني رفيع به فتحة دائرية مركزية ذات حافة حادة. ينشأ انخفاض الضغط عبره نتيجة زيادة محلية في سرعة التدفق وفقًا لقانون الحفاظ على الطاقة وشرط استمرارية التدفق. إن اعتماد انخفاض الضغط على معدل التدفق هو أمر تربيعي.

إحدى المزايا الرئيسية للحجاب الحاجز هي توافر كمية هائلة من المواد النظرية والعملية، بالإضافة إلى إطار تنظيمي واضح حول تأثير العوامل المختلفة على العلاقة بين التدفق وانخفاض الضغط.

أنواع الحجاب الحاجز:

استنادًا إلى بيانات المواصفة القياسية الدولية ISO 5167، التي تنظم استخدام ثلاثة أنواع من الأغشية القياسية التي تختلف في التصميم، تُستخدم الأنواع التالية من الأغشية على نطاق واسع في الصناعة:

DBS – الحجاب الحاجز لايحتاج.

DKS – الحجاب الحاجز للغرفة.

DFK – الحجاب الحاجز ذات الحواف.

تحتوي الأغشية القياسية على نطاق واسع جدًا من التطبيقات. يسمح GOST 8.586-2005 باستخدامها في ظل الشروط التالية:

وسيط أحادي الطور ومتجانس (غاز، بخار، سائل)؛

رقم رينولدز من 3.2∙103 إلى 108 (اعتمادًا على طريقة اختيار الضغط، من الممكن فرض قيود إضافية على رقم رينولدز)؛

خطوط أنابيب مستديرة بقطر داخلي 50...1000 مم؛

التدفق الثابت أو المتغير ببطء؛

سرعة التدفق في فتحة الحجاب الحاجز لا تتجاوز سرعة الصوت.

أحد العوامل الأساسية هو عدم فرض أي قيود على الخواص الفيزيائية للوسط نفسه (الموصلية الكهربائية، والكثافة، واللزوجة، وما إلى ذلك)، فقط المعلمات الهيدروديناميكية للتدفق محدودة.
ميزة أخرى مهمة للحجاب الحاجز هي السهولة النسبية للتصنيع والتكلفة المنخفضة مقارنة بالأنواع الأخرى من المحولات (بالنسبة لأقطار وضغوط خطوط الأنابيب الصغيرة نسبيًا). من خلال تغيير نسبة القطر الداخلي للحجاب الحاجز d إلى القطر الداخلي لخط الأنابيب D (ما يسمى بالمعامل β = d/D)، من الممكن ضمان النطاق المطلوب لانخفاض الضغط على نطاق واسع إلى حد ما من معدلات التدفق.

ومع ذلك، إلى جانب مزاياها، فإن الأغشية القياسية لها أيضًا عيوب خطيرة جدًا، مما يحد من استخدامها وتجبرنا على البحث عن طرق ووسائل بديلة لقياس التدفق. تشمل هذه العيوب ما يلي:

وجود مناطق راكدة وتراكم الرواسب بالقرب من الحجاب الحاجز.
خسائر كبيرة في الضغط.
الحاجة إلى إيقاف خط الأنابيب لتركيب/تفكيك الحجاب الحاجز؛
متطلبات صارمة للمقاطع المستقيمة من خط الأنابيب؛
زيادة الخطأ عندما تتآكل الحواف الحادة أثناء تشغيل الأغشية التي يصل قطرها إلى 125 مم (تم حل هذه المشكلة جزئيًا للأغشية المقاومة للتآكل، والتي تكون حوافها حادة في البداية، ولكن هذه الأغشية غير منصوص عليها في GOST 8.586-2005) );
القيود المفروضة على القطر والشكل المقطعي لخط الأنابيب؛
ضخامة وتعقيد التركيب بأقطار خطوط الأنابيب الكبيرة والضغوط العالية.

فتحات قياس التدفق هي أجهزة بسيطة يتم تركيبها في خطوط الأنابيب لتقييد تدفق السائل والغاز والبخار. وهو عبارة عن قرص مسطح مستدير به تجويف أو ثقب. يتم تصنيف الأغشية عادةً بناءً على شكل الفتحة و/أو موقعها على القرص.

تطبيق الفتحة

إن حجم وشكل وموقع فتحة الحجاب الحاجز هو قرار تصميمي يعتمد على التثبيت الذي تم تصميم الحجاب الحاجز من أجله. على سبيل المثال، يمكن استخدام الحجاب الحاجز اللامركزي للغازات المشبعة بالرطوبة، وهذا من شأنه أن يسمح للسائل المتكثف في الجزء السفلي من خط الأنابيب بالمرور عبر الفتحة. يمكن استخدام الحجاب الحاجز المجزأ، ذو الفتحة على شكل جزء من الدائرة الموجودة في الأعلى، والمثبت في وضع أفقي للأنبوب، للسوائل ذات التشبع العالي بالغازات، والتي يمكن أن ترتفع وتتراكم في الجزء العلوي من الأنبوب. خط الأنابيب. وفي كلتا الحالتين، فإن الغرض من هذه التصاميم هو منع تراكم أي مادة أعلى الحجاب الحاجز. سيؤدي ذلك إلى تغيير تدفق السائل أو الغاز أو البخار ويؤدي إلى عدم الدقة أثناء القياسات.

هذا مثال على خط أنابيب مزود بغشاء متحد المركز مثبت بين شفتين. الشفة عبارة عن تاج حول الأنبوب، والذي يتم من خلاله ربط قسمين من الأنابيب. يتم قياس فرق الضغط الناتج عن تركيب الحجاب الحاجز باستخدام الصنابير الموجودة على جانبي الحجاب الحاجز. الصنبور عبارة عن ثقب في الأنبوب به أنبوب مدمج فيه.

علامات الحجاب الحاجز

عادةً ما يتم تمييز الأغشية بمعلومات حول حجم فتحة المرور. عادة، يتم ختم هذه المعلومات على ساق الحجاب الحاجز. بالإضافة إلى حجم الممر، قد تكون هناك معلومات أخرى، مثل: اسم الشركة المصنعة ورمز المادة التي صنع منها الحجاب الحاجز، والحجم المقابل للأنبوب المخصص للتركيب الذي صمم فيه هذا الحجاب الحاجز. هذه المعلومات مهمة للغاية بالنسبة لعامل Kipovo الذي يتعين عليه التعامل مع استبدال الأغشية عند تلفها أو بسبب عطلها. على ساق الحجاب الحاجز الجديد الذي يتم تركيبه، يجب أن تكون هناك نفس العلامة مع معلومات مطابقة لمعلومات الحجاب الحاجز القديم الذي يتم استبداله.

ونظرًا لحقيقة أن الأغشية يمكن أن تكون ذات تصميم خاص للتشغيل السليم دون انقطاع، فمن الضروري وضع الفتحة وفقًا للتصميم. تضيف العديد من الشركات المصنعة الكلمات "Up" أو "Inlet" إلى كافة الأغشية الخاصة بها. خلاف ذلك، في حالة عدم وجود هذه الكلمات في العلامات، فإن القاعدة العامة لتثبيت جميع الأغشية هي كما يلي: يجب تثبيت الحجاب الحاجز بحيث يكون الجانب الذي يحمل العلامة هو مدخل التدفق الذي يمر عبر الحجاب الحاجز. يتم تحديد الاتجاه عند تركيب أغشية غير مميزة اعتمادًا على نوع الزعانف الموجودة في فتحة المرور.

يوضح الشكل أعلاه، على سبيل المثال، اثنين من الأغشية مع الأنواع التالية من زعانف الفتحة: زعنفة غشائية مشطوفة وزعنفة غشائية مع شطب مجوف مقطوع على طول حافة الزعنفة. في كلتا الحالتين، عادة ما تكون حافة فتحة المرور على الجانب الآخر من الحجاب الحاجز مستطيلة، بدون شطب أو شطب.

في كلتا الحالتين، عند تركيب أغشية ذات علامات، وعند تركيب أغشية بدون علامات، يجب تثبيت الحجاب الحاجز بحيث يدخل التدفق إلى الحجاب الحاجز من جانب الضلع المستطيل الطبيعي لفتحة المرور. يجب أن تكون الحافة المشطوفة أو الملولبة لفتحة المرور موجودة على الجانب السفلي بالنسبة للحجاب الحاجز.

استبدال الحجاب الحاجز

مع تآكلها، تصبح الحافة المستطيلة المعتادة للحجاب الحاجز مستديرة ويصبح من الضروري استبدالها بأخرى جديدة. عند استبدال الحجاب الحاجز بسبب فشله، يجب مراعاة عاملين رئيسيين: يجب أن يكون الحجاب الحاجز الجديد مطابقًا للحجاب الحاجز الفاشل، ويجب أن يتم تركيب الحجاب الحاجز وفقًا للاتجاه الصحيح لجوانب الحجاب الحاجز.

مبدأ التشغيل

الحجاب الحاجز يخلق الضغط الديناميكي. ومن خلال عمود عمودي من المادة في خطوط أنابيب الضغط التفاضلي، يتم نقلها إلى خلية القياس الخاصة بمحول قياس الفرق. ضغط. يقوم محول القياس بتحويل إشارة الضغط ذات الخاصية الجذرية إلى تيار متناسب مع التدفق أو إشارة رقمية، على سبيل المثال Profibus.

تصاميم جهاز خنق

أشكال ثقب الخانق

يتم تصنيع أجهزة الخانق وفقًا للمعيار DIN EN ISO 5167. وبالتالي فإن نطاق تطبيق نموذج تجويف الخانق الموحد A محدود برقم رينولدز. تعتمد الحدود على نسبة القطر β = d/D. (د: القطر الداخلي للأنبوب).

بالنسبة لأرقام رينولدز التي تتراوح ما بين 103 إلى 105 تقريبًا، فمن الممكن القياس باستخدام ثقب الاختناق على شكل B (ربع دائرة) بدقة أعلى قليلاً. يعتمد نصف قطر الملف التعريفي r على نسبة القطر β ويتم الحصول عليه من حساب قطر فتحة الخانق d.

يتم استخدام شكل الفتحة الأسطوانية D للقياس في كلا اتجاهي التدفق.

تجهيزات المدخول

نوع الوصلات الملولبة والملحومة حسب المادة التي يتم قياسها واسمها. ضغط الصمام

يعتمد نوع وصلات التركيب على المادة التي يتم قياسها والاسم. ضغط صمامات الإغلاق. يعتمد طول التركيب على القطر (قطر الأنبوب) لجهاز الاختناق ودرجة حرارة التشغيل (بسبب العزل الحراري!) يعتمد موضع التركيب على المادة التي يتم قياسها واتجاه التدفق.

وصلات ملولبة لتجهيزات السحب، الأبعاد بالملم

وصلات ملحومة لتجهيزات السحب، الأبعاد بالملم

موقف تجهيزات السحب

عند قياس السوائل والغازات، يمكن أن يكون موقع تجهيزات السحب موجودا؛ عند قياس البخار، يجب أن تكون خزانات الموازنة على نفس الارتفاع.

• خطوط البخار الأفقية

خطوط أفقية من الجدار مع جهاز خنق ومجموعة صمامات؛ للحجاب الحاجز ذو الحجرة الحلقية أو الحجاب الحاجز الصلب بطول تركيب خاص يبلغ 65 ملم.

بالنسبة لخطوط البخار الأفقية، توجد التركيبات المستقيمة مقابل بعضها البعض، أو إذا كان خط الأنابيب يمتد بالقرب من الجدار، فإن التركيبات المنحنية تكون على جانب واحد.

• خطوط البخار العمودية

خط بخار عمودي مع جهاز خنق ومجموعة صمامات

في خطوط البخار العمودية أو المنحنية، يتم ثني التركيب السفلي لأعلى، بحيث تكون هنا أيضًا حواف التوصيل وخزانات الموازنة على نفس الارتفاع.

	توجيه الأنابيب واتجاه التدفق			موقف تجهيزات السحب		الاستخدام
	أفقيا					مع خزانات التوازن
	عموديا
	أفقيا					دون موازنة الدبابات
	أفقيا عموديا
	عموديا

1) غير ممكن مع الأغشية ذات الفتحات الفردية (طول التركيب 40 مم). ممكن خاص طول التثبيت 65 ملم.

²) ممكن فقط مع الأغشية ذات الغرف الحلقية (طول التثبيت 65 مم) مع وصلات الشفط المنحنية.

³) تعتمد الزاوية γ على الضغط الاسمي والقطر وفقًا لـ DIN 19 205.

مبدأ طريقة قياس الضغط التفاضلي

مبدأ طريقة قياس الضغط التفاضلي: توزيع الضغط عند تضييق الخط

لقياس التدفق، يتم تركيب جهاز خانق عند نقطة القياس، والذي يضيق وله وصلتان لتجميع الضغط التفاضلي. إذا كانت خصائص جهاز الاختناق والوسط الذي يتم قياسه معروفة بحيث يمكن حساب المعادلة أدناه، فإن انخفاض الضغط هو مقياس للتدفق المطلق. ليست هناك حاجة لإجراء قياس مقارن؛ يمكن التحقق من قياس التدفق بشكل مستقل من قبل الشركة المصنعة للأداة.

تعتمد طريقة قياس انخفاض الضغط على قانون الاستمرارية ومعادلة برنولي.

وفقا لقانون الاستمرارية، فإن تدفق السوائل في خط الأنابيب هو نفسه في جميع الأماكن. يؤدي تضييق المقطع العرضي في موقع واحد إلى زيادة معدل التدفق في ذلك الموقع. وفقا لمعادلة برنولي، فإن الطاقة الداخلية للمادة المتدفقة ثابتة، وهي مجموع الطاقة الساكنة (الضغط) والطاقة الحركية (الحركة). لذلك، تؤدي الزيادة في السرعة إلى انخفاض الضغط الساكن (انظر الشكل "مبدأ طريقة قياس الضغط التفاضلي: توزيع الضغط في خط ضيق"). وهذا الفرق في الضغط، الذي يسمى الضغط التفاضلي، هو مقياس للتدفق.

النسبة العامة: ف = ج√Δص

• q: التدفق (q m، q v) تدفق الكتلة أو الحجم
• Δp: انخفاض الضغط
• ج: المعامل يعتمد على حجم خط الأنابيب.

تثبت هذه المعادلة أن انخفاض الضغط الناتج عن التقييد يتناسب مع مربع التدفق (انظر الشكل "العلاقة بين التدفق q وانخفاض الضغط Δp").

العلاقة بين التدفق q وانخفاض الضغط Δp