كيفية تحديد حجم مقياس تدفق البخار

حسابات وأمثلة ومخطط تحديد الأحجام المجاني لعدادات التدفق الدوامي STLU-G

إجابة سريعة حول تحديد حجم مقياس تدفق البخار

لتحديد حجم مقياس تدفق البخار، تحتاج إلى أربعة عوامل: ضغط البخار ، ودرجة حرارته ، وقطر الأنبوب ، ونطاق التدفق (الأدنى، والمتوسط، والأقصى). لا يتطابق حجم المقياس دائمًا مع قطر الأنبوب. في تطبيقات التدفق المنخفض، غالبًا ما يُستخدم مقياس أصغر بمقاس أو مقاسين للحفاظ على سرعة البخار ضمن نطاق عمل المستشعر. بالنسبة لمقياس تدفق الدوامة STLU-G ، يتراوح هذا النطاق من 2 إلى 76 م/ث ، بينما يصل النطاق الممتد إلى 1.98 م/ث. تشرح هذه المقالة العمليات الحسابية، وتقدم مثالين عمليين، وتختتم بجدول كامل لتدفق كتلة البخار المشبع لسلسلة STLU-G.

لماذا لا يُعدّ قياس حجم البخار هو قياس حجم الماء؟

الماء سهل. تبقى كثافته قريبة من 1000 كجم/م³ بغض النظر عن الضغط. أما البخار فهو عكس ذلك. عند ضغطه، ترتفع كثافته بشكل كبير. وعند تسخينه، تنخفض كثافته.

لنأخذ بخارًا مشبعًا عند ضغط 0.4 ميجا باسكال. تبلغ كثافته حوالي 1.39 كجم/م³. عند رفع الضغط إلى 1.0 ميجا باسكال، ترتفع الكثافة إلى حوالي 2.95 كجم/م³. يبقى معدل التدفق الحجمي ثابتًا نظريًا، لكن معدل التدفق الكتلي الفعلي يتضاعف أكثر من مرتين. هذا هو الفخ الذي يقع فيه معظم المشترين الجدد.

لذا عندما يقول لي أحدهم: "لدي أنبوب قطره 100 مم، أرسل لي مقياس تدفق دوامي قطره 100 مم"، أسأل دائمًا عن الضغط ومعدل التدفق أولًا. في تسع حالات من أصل عشر، تكون إجابة حجم الأنبوب خاطئة.

الأرقام الأربعة التي تحتاج إلى جمعها

قبل أن تستخدم الآلة الحاسبة، احصل على هذه الأشياء:

لا توجد بيانات عن معدل التدفق؟ استخدم بيانات قدرة الغلاية. اعتبر 80% من السعة المقدرة معدل التدفق الطبيعي، و110% معدل التدفق الأقصى. هذه الطريقة ليست مثالية، لكنها تعطيك فكرة جيدة للبدء.

الحساب، خطوة بخطوة

الخطوة 1. إيجاد الكثافة.

البخار المشبع: تعتمد كثافته على الضغط فقط. ابحث عنها في جدول البخار المشبع.

البخار المحمص: تحتاج إلى كل من الضغط ودرجة الحرارة. استخدم جدول البخار المحمص أو معادلة IAPWS-IF97.

انقر هنا للحصول على معلومات حول كثافة البخار المشبع والبخار المحمص: تنزيل جدول كثافة البخار

الخطوة 2. تحويل التدفق الكتلي إلى التدفق الحجمي.

Qv = Qm / ρ

حيث Qv بوحدة م³/س، وQm بوحدة كغ/س، وρ هي كثافة البخار بوحدة كغ/م³.

الخطوة 3. حساب السرعة.

v = Qv / (3600 × A)

A هي مساحة المقطع العرضي للأنبوب بالمتر المربع، لذا A = π × (D/2)² حيث D هو القطر الداخلي بالأمتار.

الخطوة الرابعة: التحقق من نطاق العمل .

هل السرعة أقل من 2 م/ث باستخدام مقياس الدوامات STLU-G؟ استخدم مقياسًا أصغر حجمًا أو تحقق مما إذا كان النطاق الموسع ( حتى 1.98 م/ث ) مناسبًا لمتطلبات الدقة لديك. هل السرعة أعلى من 76 م/ث؟ استخدم مقياسًا أكبر حجمًا أو تقبّل انخفاض الضغط الأعلى.

المرجع: نطاق التدفق الحجمي لسلسلة STLU-G للغاز والبخار

مقياس تدفق دوامي من سلسلة STLU-G

يُبيّن الجدول أدناه نطاق التدفق الحجمي لمقياس التدفق الدوامي من سلسلة STLU-G من موقع silverinstruments.com . سنستخدم هذه القيم كمرجع لأمثلة تحديد الحجم اللاحقة، وكأساس لمخطط تدفق كتلة البخار المشبع في نهاية هذه المقالة.

ملاحظة: يغطي النطاق "القياسي" سرعات من 2 إلى 76 م/ث بدقة كاملة. أما النطاق "الموسع" فيغطي سرعات تصل إلى 1.98 م/ث بدقة أقل. تتوفر عدادات من نوع الإدخال للأقطار DN200 وما فوق.

مثال 1. بخار مشبع، أنبوب DN100

شروط:

• بخار مشبع
• 0.6 ميجا باسكال (مقياس)
• أنبوب DN100، القطر الداخلي ≈ 0.1 متر
• معدل التدفق الطبيعي 800 كجم/ساعة، والحد الأقصى 1200 كجم/ساعة

الكثافة. عند 0.6 ميجا باسكال (g)، ρ ≈ 1.916 كجم/م³ (من جدول البخار المشبع).

التدفق الحجمي.
معدل التدفق الحجمي (العادي) = 800 / 3.673 ≈ 217.8 م³/س
Qv (الأقصى) = 1200 / 3.673 ≈ 326.7 م³/س

سرعة.
أ = π × (0.05)² = 0.00785 م²
v (العمودي) = 217.8 / (3600 × 0.00785) ≈ 7.7 م/ث
v (max) = 326.7 / (3600 × 0.00785) ≈ 11.6 م/ث

يقع كلا الرقمين ضمن النطاق القياسي لمقياس التدفق STLU-G، والذي يتراوح بين 2 و76 م/ث. راجع مخطط تدفق الكتلة في نهاية هذه المقالة: عند ضغط 0.6 ميجا باسكال (مقياس)، يغطي مقياس التدفق STLU-G ذو القطر الاسمي 100 نطاق تدفق من 153 كجم/ساعة إلى 3065 كجم/ساعة. يقع كل من التدفق العادي البالغ 800 كجم/ساعة والتدفق الأقصى البالغ 1200 كجم/ساعة ضمن هذا النطاق. يتوافق مقياس التدفق الدوامي ذو القطر الاسمي 100 مع الأنبوب مباشرةً، دون الحاجة إلى مخفض.

مثال 2. نفس فكرة الأنابيب، لكن التدفق منخفض للغاية

شروط:

• بخار مشبع
• 0.4 ميجا باسكال (مقياس)
• أنبوب DN150، القطر الداخلي ≈ 0.15 متر
• معدل التدفق الطبيعي 200 كجم/ساعة

الكثافة. عند 0.4 ميجا باسكال (g)، ρ ≈ 1.394 كجم/م³.

التدفق الحجمي.
Qv = 200 / 2.675 ≈ 74.8 م³/س

السرعة في مقياس DN150.
أ = π × (0.075)² = 0.01767 م²
v = 74.8 / (3600 × 0.01767) ≈ 1.18 م/ث

عند سرعة 1.18 متر/ثانية، يكون التدفق أقل بكثير من الحد الأدنى القياسي لمقياس STLU-G البالغ 2 متر/ثانية. ويؤكد مخطط تدفق الكتلة في نهاية هذه المقالة ذلك: يبدأ مقياس STLU-G ذو القطر الاسمي 150 مم عند ضغط 0.4 ميجا باسكال (مقياس) بالعمل عند معدل تدفق 508 كجم/ساعة، ومعدل التدفق لدينا البالغ 200 كجم/ساعة أقل من نصف ذلك. كما أن معدل التدفق أقل من النطاق الموسع، لذا فإن مقياس القطر الاسمي 150 مم لن يعطي قراءة موثوقة.

الحل: استخدام مقاس أصغر إلى DN80.
أ (DN80) = π × (0.04)² = 0.005027 م²
v = 74.8 / (3600 × 0.005027) ≈ 4.1 م/ث ✓

يغطي مقياس DN80 STLU-G عند ضغط 0.4 ميجا باسكال (مقياس) نطاقًا يتراوح بين 77 كجم/ساعة و1533 كجم/ساعة، لذا فإن 200 كجم/ساعة يقع ضمن النطاق القياسي. يُنصح بالتركيب باستخدام مخفضات من DN150 إلى DN80، مع الحفاظ على 20D من الأنبوب المستقيم في الجزء العلوي و5D في الجزء السفلي، مما يضمن قراءة مستقرة ودقيقة.

إذا كان معدل تدفق الخط غالبًا أقل من 150 كجم/ساعة، فتحقق من DN65 أيضًا. يبدأ معدل تدفق DN65 STLU-G عند 0.4 ميجا باسكال (مقياس) من حوالي 94 كجم/ساعة، مما يحافظ على تشغيل الأحمال المنخفضة ضمن النطاق القياسي.

كان لدينا عميل من مصانع الجعة في إندونيسيا العام الماضي واجه حالة مشابهة تمامًا. اشتروا مقياس دوامة DN150 من مورد آخر، وراقبوه وهو يُشير إلى الصفر لمدة أسبوعين، ثم أرسلوا لنا النتائج. شحنّا لهم وحدة DN80 مزودة بمخفضات، واستقرت القراءة في غضون ساعة من إعادة التشغيل.

جدول المقاسات المجاني: نطاق تدفق كتلة البخار المشبع (كجم/ساعة) لـ STLU-G

يوضح الجدول أدناه نطاق تدفق كتلة البخار المشبع (كجم/ساعة) الذي يمكن لمقياس التدفق الدوامي STLU-G قياسه عند ضغوط القياس الشائعة. تُحسب القيم من النطاق الحجمي القياسي لمقياس STLU-G وكثافة البخار المشبع عند كل ضغط. استخدمه كمرجع سريع للاختيار لتطبيقات مخرج الغلاية، ومجمع البخار، وخطوط التوزيع.

يحتاج الغلايات إلى مقياس تدفق البخار

نطاق الضغط: من 0.1 إلى 0.8 ميجا باسكال (مقياس) وحدة التدفق: كجم/ساعة

نطاق الضغط: من 0.9 إلى 1.6 ميجا باسكال (مقياس) وحدة التدفق: كجم/ساعة

ملحوظات:

1. جميع الضغوط هي ضغوط نسبية (ميجا باسكال (مقياس)). أضف 0.1013 ميجا باسكال للحصول على الضغط المطلق.
2. يتم حساب قيم تدفق الكتلة على النحو التالي: نطاق التدفق الحجمي × كثافة البخار المشبع عند الضغط المحدد.
3. يتميز البخار ذو الضغط المنخفض بكثافة منخفضة، لذا يغطي نفس العداد تدفقًا كتليًا أقل عند الضغط المنخفض. اختر مقاسًا رقميًا (DN) بحيث يكون معدل التدفق الطبيعي أعلى بكثير من الحد الأدنى المذكور، بينما يبقى معدل التدفق الأقصى أقل من الحد الأعلى.
4. بالنسبة للبخار فائق التسخين أو الضغوط خارج هذا الجدول، أرسل لنا ظروف التشغيل الخاصة بك وسنقوم بحساب نطاق مخصص لك.

خمسة أخطاء نراها كل أسبوع

1. تحديد المقاسات بناءً على حجم الأنابيب فقط.احسب السرعة أولاً. لا يحتاج أنبوب بقطر DN100 بالضرورة إلى عداد بقطر DN100.
2. يتم تحديد الحجم وفقًا لأقصى تدفق فقط.تعمل معظم المحطات بنسبة 50 إلى 70% من طاقتها في أغلب الأوقات. إذا كان الحد الأدنى للتدفق أقل من 2 متر/ثانية، يصبح العداد عديم الفائدة لنصف اليوم. لذا، يُنصح باختيار الحجم الأمثل.
3. الخلط بين الضغط المقياسي والضغط المطلق.تعمل جداول البخار المشبع بضغط مطلق. أضف 0.1013 ميجا باسكال إلى قراءة مقياس الضغط قبل البحث عن أي بيانات. عند ضغط 0.4 ميجا باسكال (مقياس)، فإن قراءة الجدول عند 0.4 ميجا باسكال بدلاً من 0.5 ميجا باسكال تعطي كثافة 2.16 كجم/م³ بدلاً من 2.67 كجم/م³، وبالتالي يكون معدل التدفق الكتلي أقل بنحو 19%. نلاحظ هذا الخطأ بشكل متكرر في مواصفات العملاء.
4. تجاهل رفض الطلب.يوفر جهاز STLU-G عادةً نسب قياس تتراوح بين 8:1 و20:1، مع إمكانية توفير نسبة 30:1 عند الطلب. إذا كان معدل التدفق يتراوح بين 100 كجم/ساعة و5000 كجم/ساعة على نفس الخط، فلن يغطي مقياس دوامة واحد هذه النسبة. الحل هو استخدام مقياسين متوازيين، أو تقنية مختلفة.
5. تجاوز قاعدة الأنبوب المستقيم.حتى لو تم تركيب عداد ذي حجم مثالي مباشرةً بعد وصلة الكوع، فسيظل يعطي قراءة خاطئة. الحد الأدنى لعداد STLU-G هو 20 ديوبتر قبل المجرى و5 ديوبتر بعده. إذا كان أقل من ذلك، سيزداد الخطأ بسرعة.

هل تحتاجين إلى مساعدة في تحديد المقاس المناسب؟

مقياس تدفق دوامي للبخار

أرسل لنا هذه الأسطر الأربعة وسنرد عليك بتقرير المقاسات وعرض سعر خلال 12 ساعة:

1. ضغط البخار (ميجا باسكال أو بار، مقياس أو مطلق، يرجى تحديد النوع)
2. درجة حرارة البخار (°م)، ومشبع أو محمص
3. حجم الأنبوب (DN أو بوصة)
4. نطاق التدفق: الحد الأدنى، العادي، الحد الأقصى (كجم/ساعة أو طن/ساعة)

إذا أخبرتنا أيضًا بإخراج الإشارة الذي تحتاجه (4-20 مللي أمبير، RS485 Modbus، HART، أو نبضة) ومصدر الطاقة (24 فولت تيار مستمر أو 220 فولت تيار متردد)، فسوف نقدم لك رقم طراز STLU-G كاملًا في عرض الأسعار، جاهزًا للطلب.