مشاركة حالة: مقياس تدفق دوامي للهواء المضغوط في أنبوب 6 بوصات

مقياس تدفق دوامي للهواء المضغوط في أنبوب قطره 6 بوصات: تحديد الحجم، الفرق بين معدل التدفق (CFM) ومعدل التدفق القياسي (SCFM)، ودراسة حالة في أمريكا الشمالية

إجابة سريعة

لضغط الهواء في أنبوب فولاذي بقطر 6 بوصات (DN150) بمعدل تدفق يتراوح بين 300 و900 قدم مكعب في الدقيقة عند ضغط 8 بار ودرجة حرارة تتراوح بين 15 و30 درجة مئوية، يُعد مقياس التدفق الدوامي DN150 المزود بخاصية تعويض الضغط ودرجة الحرارة الخيار الأمثل. تأكد دائمًا من تحديد ما إذا كان معدل التدفق المستهدف هو قدم مكعب في الدقيقة (ظروف التشغيل الفعلية) أو قدم مكعب قياسي في الدقيقة (الظروف القياسية) قبل تحديد الحجم. تغطي مقاييس التدفق الدوامي من سلسلة STLU من Silver Instruments هذا النطاق، ويمكنها عرض القراءة مباشرةً بوحدة قدم مكعب في الدقيقة عبر منفذ RS-485 Modbus أو مخرج 4-20 مللي أمبير HART.

الوظيفة: خط هواء مضغوط 6 بوصات، أمريكا الشمالية

 في وقت سابق من هذا العام، تواصل معنا أحد مُكاملِي أنظمة الهواء المضغوط في أمريكا الشمالية، مُقدِّمًا لنا طلبًا واضحًا. كانوا بحاجة إلى مقياس تدفق دوامي لأنبوب فولاذي قطره 6 بوصات ينقل الهواء المضغوط. يتراوح معدل التدفق بين 300 و900 قدم مكعب في الدقيقة (CFM). يبقى ضغط التشغيل أقل من 120 رطل لكل بوصة مربعة (8.2 بار). تتراوح درجة حرارة المحيط ودرجة حرارة العملية بين 15 و30 درجة مئوية. يجب أن تكون القراءة على الشاشة بوحدة القدم المكعب في الدقيقة (CFM)، وليس متر مكعب في الساعة (m³/h). كما يجب أن يتصل مقياس الهواء المضغوط بوحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) عبر بروتوكول RS-485 Modbus، ويجب أن يكون المؤشر على بُعد 15 مترًا من الأنبوب، نظرًا لصعوبة قراءة نقطة التركيب من مستوى النظر.

لا يُعد أيٌّ من هذه المتطلبات غير مألوف. لكن كلًّا منها يُغيّر رمز النموذج. لذا، قبل أن نُقدّم عرض سعرٍ لوحدة تخزينٍ واحدة، عدنا إلى البريد الإلكتروني لتأكيد أمرين: الوحدة (قدم مكعب في الدقيقة أو قدم مكعب قياسي في الدقيقة) والحد الأقصى الفعلي للتدفق.

CFM مقابل SCFM: لماذا يطرح هذا السؤال أولاً؟

معظم مهندسي المصانع يدركون الفرق، بينما يجهله بعض فرق المشتريات. تبدو الأرقام متشابهة ظاهرياً، لكنها تصف أمرين مختلفين تماماً.

CFM (قدم مكعب في الدقيقة) هو معدل التدفق الحجمي في ظروف التشغيل. لذا، عند ضغط 8 بار ودرجة حرارة 25 درجة مئوية، فإن 1 قدم مكعب في الدقيقة من الهواء المضغوط يعادل قدم مكعب واحد من الغاز المضغوط الفعلي، وليس ما يعادله من الغاز المتمدد.

وحدة قياس التدفق القياسي بالقدم المكعب في الدقيقة ( SCFM ) هي نفس الغاز مُقاسًا وفقًا للظروف القياسية، عادةً عند ضغط جوي واحد ودرجة حرارة 20 درجة مئوية (تستخدم بعض المعايير 0 درجة مئوية أو 15 درجة مئوية، مما يُسبب بعض الالتباس). عند ضغط 8 بار، يُعادل 900 قدم مكعب قياسي في الدقيقة تقريبًا 100 قدم مكعب في الدقيقة من التدفق الفعلي، لأن الغاز قد تم ضغطه حوالي 9 مرات.

إذا قمت بتحديد حجم عداد تدفق الهواء بناءً على "900 قدم مكعب في الدقيقة" بينما كان العميل يقصد "900 قدم مكعب قياسي في الدقيقة"، فسيكون العداد أكبر من اللازم بثمانية إلى تسعة أضعاف، وستنخفض قراءات التدفق المنخفض إلى ما دون الحد الأدنى لسرعة مستشعر الدوامة. وبالتالي، سيقرأ العداد صفرًا في نصف الأوقات. لقد لاحظنا حدوث ذلك مرارًا وتكرارًا في مواقع عملائنا، لذا نستفسر دائمًا أولًا.

في هذه الحالة، أكد العميل معدل تدفق الهواء (CFM) في ظروف التشغيل. وهذا يحسم حسابات الحجم.

لماذا DN150 (6 بوصات) وليس عدادًا أصغر؟

كان قطر الأنبوب 6 بوصات بالفعل. سأل العميل عما إذا كان بالإمكان استخدام وصلة تصغير إلى DN100 (4 بوصات) للحصول على سرعة أعلى ونطاق ضغط أفضل. نصحنا بعدم القيام بذلك للهواء المضغوط في هذه الحالة.

إليكم الفكرة: تعمل مقاييس الدوامات عن طريق توليد دوامات كارمان من جسم غير انسيابي. يتناسب تردد الدوامات طرديًا مع سرعة التدفق، ولكن فقط فوق سرعة دنيا. بالنسبة للغاز، يكون هذا الحد الأدنى عادةً حوالي 4 إلى 5 م/ث. دون ذلك، لا توجد دوامات مستقرة، وبالتالي لا توجد إشارة. أما فوق الحد الأعلى (عادةً من 60 إلى 70 م/ث للغاز)، فتظهر ضوضاء تشبه التكهف، مما يؤدي إلى انخفاض الدقة.

عند ضغط 8 بار وقطر DN150، يقع معدل تدفق 300 قدم مكعب في الدقيقة من الهواء المضغوط ضمن النطاق الخطي لمستشعر الدوامة DN150. أما استخدام قطر DN100 فسيدفع الحد الأعلى للنطاق إلى ما يقارب الحد الأقصى للسرعة، مما قد يُعرّض المستشعر للتلف أثناء اندفاع الهواء في الضاغط. كما أن الحفاظ على حجم المستشعر عند حجم الخط يُجنّبنا لحام وصلة تصغير في خط فولاذي مُصنّف للضغط، وهو ما يعني في المواقع الأمريكية إجراءات إضافية متعلقة بمواصفات ASME.

التكوين الذي قمنا بشحنه

بعد جولتين من المراسلات عبر البريد الإلكتروني لتأكيد نطاق التدفق ووحدات القراءة، طلب العميل وحدة واحدة بهذا الرمز:

ستلو-G-1-3-15-D-1-5-1-D1-N-1-0-BPT-M0

شرح تفصيلي:

مقياس تدفق الدوامة من شركة سيلفر أوتوميشن إنسترومنتس (STLU)

• G: نوع دوامة كارمان المعزولة (المعزولة بالغاز)

1: وصلة عملية ذات حواف

3: السائل هو غاز (هواء مضغوط)

· 15: DN150 / 6 بوصة، نطاق التدفق من 190 إلى 3800 متر مكعب/ساعة (يغطي احتياجات العميل من 300 إلى 900 قدم مكعب في الدقيقة مع هامش أمان)

• د: مع مؤشر رقمي

1: طاقة تيار مستمر 24 فولت

• 5: مخرج Modbus RS-485

1: درجة الحرارة القياسية من -40 إلى 250 درجة مئوية

• D1: شفة DIN PN16 (تتوافق مع معيار الموقع الخاص بهم)

· N: غير مقاوم للانفجار (خط هواء مضغوط، لا توجد منطقة 1 حوله)

1: شاشة عرض عن بعد، كابل بطول 15 مترًا

· 0: غلاف IP65

• BPT: تعويض مدمج للضغط ودرجة الحرارة (أمر بالغ الأهمية للهواء المضغوط، لأن كثافة الهواء المضغوط تتغير بتغير ضغط الخط ودرجة الحرارة)

• M0: أجزاء رطبة من الفولاذ المقاوم للصدأ 304

يُعد خيار BPT مهمًا. فالهواء المضغوط ليس له كثافة ثابتة. إذا تذبذب ضغط الخط من 6 بار إلى 9 بار خلال اليوم، فإن معدل تدفق الكتلة يتذبذب أيضًا. يقوم نظام التعويض المدمج للضغط ودرجة الحرارة بحساب معدل تدفق الكتلة أثناء التشغيل، ويعرضه كحجم قياسي، بحيث يرى المشغل في الموقع رقمًا ثابتًا لمعدل تدفق الهواء (CFM) على المؤشر.

التثبيت وتقديم الملاحظات

أرسل لنا أرقامك

إذا كان لديك خط هواء مضغوط وتحتاج إلى عرض سعر لجهاز قياس الدوامة، فأرسل لنا:

· حجم الأنبوب (بوصة أو DN)

• الحد الأقصى والحد الأدنى للتدفق، مع تحديد الوحدة بوضوح (CFM، SCFM، m³/h، أو Nm³/h)

• ضغط التشغيل (بار أو رطل لكل بوصة مربعة)

درجة حرارة التشغيل (°مئوية أو فهرنهايت)

· إشارة الخرج المطلوبة (4-20 مللي أمبير، Modbus، HART)

• مصدر الطاقة (24 فولت تيار مستمر أو 220 فولت تيار متردد)

· تصنيف المنطقة الخطرة، إن وجد (منطقة ATEX، أو IECEx، أو لا شيء)

سنرسل إليكم رمز الطراز والسعر وتكلفة الشحن (DDP) إلى بلدكم، عادةً خلال يوم عمل واحد. اطلعوا على مجموعة عدادات تدفق الدوامة STLU للاطلاع على جميع خيارات التكوين.