כיצד ובמה נמדדת זרימת הגז: שיטות מדידה + סקירה של כל סוגי מדי זרימת הגז

מד זרימה הוא מכשיר למדידת קצב זרימת הנפח או המסה של חומר, כולל גז טבעי, גזים דליקים, אגרסיביים, תוצרי הפרדת אוויר. ניתן לבצע חישוב נפחי זרימה במפעלים תעשייתיים או בבית ללא מעורבות של מומחים.

בשלב הבא, נתאר כיצד ובמה נמדד הגז, ניתן תיאור של המכשירים המשמשים למטרה זו, ונבחן גם את השיטות העיקריות לקביעת זרימת הגז.

שיטה ישירה למדידת צריכת גז

נפח הגז מחושב במטר מעוקב, פחות נפוץ הוא יחידות מסת אחרות, כגון טונות או קילוגרמים, בדרך כלל לגזים בתהליך.

השיטה הישירה היא השיטה היחידה המספקת מדידה ישירה של נפח הגז העובר.

חולשות המכשירים המחשבים את קצב זרימת הנפח או המסה של חומר כוללים:

1. הפעילות המוגבלת של מדי זרימה בסביבת גז מזוהמת.
2. קיימת סבירות גבוהה לכישלון כתוצאה מחסימה חלקית של הזרימה או מהלם פנאומטי.
3. עלות גבוהה של דלפקי סיבוב בהשוואה למכשירים אחרים.
4. מידות גדולות של מכשירים.

יתרונות רבים של שיטה זו חופפים את החסרונות המפורטים, אשר בזכותם היא גם צברה את התפוצה הגדולה ביותר במספר הדלפקים המותקנים.

בעזרת מד זרימה ניתן לחשב את נפח או מסת החומר לזמן יחידה. התקנה בקטע נוטה של ​​הצינור תפחית את שגיאת המדידה

ביניהם - מדידה ישירה של נפח הגז, היעדר תלות בעיוות של גרף קצב הזרימה, גם בכניסה וגם ביציאה, מה שמקטיןUGG. רוחב הטווח הוא עד 1: 100. למטרה זו משתמשים במכשירי קרום וסיבוב. ניתן להשתמש בהם בחדרים עם דוודים מותקנים מסוג דופק.

שיטות מדידה עקיפות

שיטות אלה כוללות חישוב, למשל, את קצב הזרימה של חומר דרך אזור חתך נתון. כדי להשיג את התוצאות המדויקות ביותר, יש צורך להשוות את מהירות הגז.

מדידת זרימת גז דיפרנציאלית

לאחת מהשיטות הנפוצות והנחקרות ביותר של זרימת גז, המבוססות על שימוש במתקן היצרות, יש מספר יתרונות, כולל הפשטות של מנגנון מתמר הזרימה, אשר פעולתו מכוונת למדידת ירידת הלחץ של חומר הזורם דרך התכווצות מקומית בצינור גז. אין חישובים נדרשים זרימת מטרים עומד.

למרות הזמינות של בסיס מדעי וטכני מלא, לשיטת מדידה זו כמה חסרונות משמעותיים - טווח מדידה קטן, שאף אם לוקחים בחשבון חיישני לחץ רב-גבוליים, אינו עולה על הערך 1:10.

התקני מתחדדים רגילים מיוצרים בטכנולוגיה מיוחדת, עם דרישות גבוהות לחספוס. השימוש בהם מותר אך ורק בצינורות חלקים.

התנגדות הידראולית ב צינורות גז להגדיל את הרגישות לשינויים בתזמון ב -בינוני מהירויות בעומק או ברוחב הנחל בכניסה לסרעפת. אורך הקטעים הישרים מול התקני ההצרה צריך להיות לפחות 10 קוטר של מבנה הצינור.

שיטת תמחיר מהירה

ממירי טורבינה משמשים לשיטה זו. למכשירים אלה מספר יתרונות, כולל מידות ומשקל קטנים, מחיר משתלם בקטגוריה שלהם.

מכשירים אלה אינם רגישים להלם פנאומטי. טווח ערכי מדידת הזרימה הוא עד 1:30, החורג באופן משמעותי מאותו אינדיקטור למכשירי הצרה.

ניתן להשתמש במתמר זרימת טורבינה בסביבה בטמפרטורות של מינוס 200 עד + 200 מעלות צלזיוס, אם ההתקן מותקן לנוזלים קריוגניים לא תוקפניים חד-פאזיים. עבור נוזלים אגרסיביים, המחוון יהיה מינוס 60 ל- +50 מעלות צלזיוס

החסרונות כוללים רגישות, גם אם לא חשובה, לעיוותי זרימה בכניסת ויציאת המכשיר, וסטייה בתוצאות המדידה של זרימות גז פועם. בעלויות נמוכות, בטווח של 8 עד 10 מ '³/ h, מדי זרימה אינם פעילים.

שיטת מדידה קולית

הפופולריות של מדי זרימה אקוסטיים המודדים את כמות הגז, במיוחד בחשבונאות מסחרית, צמח עם התפתחות המיקרואלקטרוניקה. במדי מד זרימה אקוסטיים אין חלקים נעים, כמו גם חלקים הבולטים בזרם, מה שמגדיל משמעותית את האמינות שלהם.

המדידה מתבצעת במגוון רחב של ערכים בשל יכולתו של המכשיר לעבוד לאורך זמן ממקור הכוח המובנה. מכשירים ביתיים אינם עומדים בכל הדרישות הנחוצות, מכיוון שכדי להימנע מהשפעת עיוותי זרימת הגז על תוצאות החישוב, יש צורך להשתמש אך ורק במוני זרימה קולי רב-קרניים.

סיווג מדי זרימה על פי עיקרון הפעולה

מדי זרימה נבדלים זה מזה בכמה אופנים, כולל לחץ, סוג הגז המשמש ותנאי טמפרטורה. בחר התקן בהתאם לתנאי השימוש, כמו גם למשימות.

מכשירי מדידה מורכבים מחלקים כמו מתמר האחראי לירידת הלחץ, אלמנט החיבור ומד הלחץ.

סוג 1 - הזרקת דיו ייצור אוטומטי זרימת מטרים

מד זרימה מסוג זה, שנועד גם למדוד את זרימת הגז הטבעי, הוא בעל מספר מאפיינים מובחנים. המכשיר מכוסה על ידי פידבקים שליליים, תדירות חיבורי הסילון תלויה בזרימת הגז.

דלפקים שהונפקו על בסיס מד זרימת סילון משמשים לחשבונאות מסחרית ללא בדיקה מקדימה.

1 - אלמנט הזרקת דיו; 2 ו -3 - ממירים; 4 - מכשיר לחילוץ אותות; 5 - זרבובית כוח; 6 - חדר עבודה; 7 ו -8 - קירות תא העבודה; 9 - מפריד; 10 ו -11 - חרירי שליטה; 12 ו -13 - קבלת ערוצים; 14 ו -15 - תעלות ניקוז; 16 ו- 17 - ערוצי משוב; 18 - הרחבת זרבובית הכוח; 19 - מדף על זרבובית הכוח

מד זרימת סילון מחולל אוטומטי סוג כפוף לסתימה, בין חסרונותיו הוא גם חוסר היציבות של מחוון ההמרה.

למכשירים אלה חסרונות דומים למכשירי מערבולת:

• תלות בעיוות גרף המהירות, בתנאי שהוא משמש יחד עם מכשירי היצרות;
• הפסדי לחץ מאסיביים הם בלתי הפיכים;
• החלק העיקרי של מד הזרימה הוא בעל מימדים אדירים;
• חוסר יציבות משמעותי בשיעור ההמרות.

יתרונותמחולל אוטומטי מד הזרימה אינו שונה ממכשיר המערבולת, למעט היכולת לעבוד עם גזים מזוהמים. מדדי זרימה אלה לא מצאו יישום מעשי נרחב בחשבונאות מסחרית.

סוג # 2 - מדי זרימת וורטקס

יש כמה נקודות חוזק של המכשירים, כולל דיוק המדידות, חוסר רגישות לזיהום והלם פנאומטי, קלות התפעול, המכשיר גם חסר חלקים נעים.

המכשירים עומדים בתנאים החיצוניים הקשים ביותר, דיוק האינדיקטורים מובטח בטמפרטורת הסביבה של עד 500 מעלות צלזיוס, רמת הלחץ המקסימאלית היא 30 MPa

ידועים גם חסרונות משמעותיים בשימוש במוני זרימה מסוג זה - רגישות מוגברת לתנודות מכאניות, פירוק לחץ. קוטר הצינור צריך להיות בטווח של 15-30 ס"מ.

סוג 3 - מדי זרימה קולי

למכשיר, הידוע גם בשם אקוסטי, יתרונות בלתי ניתנים להכחשה:

• חוסר התנגדות הידראולית;
• למכשיר אין חלקים נעים, מה שמשפר את האמינות שלו;
• כוח מוגבר של המנגנון;
• פעולה מהירה.

מד זרימה מסוג זה מבוסס על קביעת ההבדל בזמן הנסיעה של האות.

הפעולה של מדי זרימה קולי אינה תלויה בטמפרטורה, בלחץ הסביבה, בצמיגות ומוליכות חשמלית, מה שמבטיח את דיוק הנתונים

חיישני קולי, הממוקמים באלכסון יחסית זה לזה, משמשים כמקלט ופולט. השימוש בכמה ערוצים מפצה על העיוות של פרופיל הזרימה.

סוג 4 - מד זרימת תוף

קטגוריה זו של מכשירים משמשת ככלל למחקר מעבדה. הלחץ שמתרחש במהלך סיבוב התוף, מוביל למילוי המקטע בגז והתרוקנותם לאחר מכן.

להפעלה מלאה של מנגנוני ספירת תופים (ללא מחולל דופק) אין צורך במקור כוח קבוע, וזה היתרון הבלתי מעורער שלהם.

מספר המהפכות של התוף פרופורציונאליות ליחידות מעוקבות של גז, האינדיקטור מועבר לחוגה של עיצוב הספירה. למדדי זרימת תוף יש דיוק מדידה גבוה.

סוג # 5 - ריחוף מכשירים

החלק הנע של מכשיר טכומטר מסתובב במיסבים, המהירות שווה לזרימת הגז הנפחית. המרת מהירות התנועה הסיבובית לאות חשמלי מתבצעת באמצעות ממיר משני, התוצאות משתקפות על המחוון.

מכשירי מדידת ריחוף פועלים בתנאים בין -30 ל +50 מעלות צלזיוס, שגיאת הערכים היא בטווח של ± 1.5%

ריחוף מכשירים הם ביקוש במדידה מסחרית של צריכת גז טבעי, הן למטרות ביתיות והן קהילתיות.

סוג # 6 - מוני קרום

פטנט לייצור אחד ממכשירי המדידה הנפוצים למדידת גז הוענק במחצית השנייה של המאה התשע עשרה באנגליה.

עקרון הפעולה של מד זרימה מכני מבוסס על שינוי במיקום קרומי החדר הניתנים בזמן כניסת הגז. תנועה חלופית מתבצעת במהלך כניסת החומר ויציאתו.

מד זרימת הגז מסוג הממברנה יכול להכיל 2 או 4 תאים, תלוי בנפחי החומר המדוד ובעיצוב

מכשיר החישוב מניע את מערכת ההילוכים והמנופים. למנגנונים מגוון רחב של ערכים למדידות - עד 1: 100.

סוג # 7 - מכשירי סיבוב

במכשיר המכני, שני רוטורים ממוקמים בתא המדידה, שמתחילים לנוע בלחץ החומר. חלקים מסתובבים ממוקמים בזווית ישרה זה לזה, מיקומם הראשוני קבוע באמצעות גלגלי סנכרון.

כמות הגז פרופורציונלית למספר המהפכות של הרוטורים. בעזרת צימוד מגנטי ותיבת הילוכים, סיבוב הרוטור מועבר למכשיר ספירה האחראי להצטברות נפח החומר המועבר.

מד הזרימה הסיבובית הוא בעל קיבולת גדולה, הוא משמש בכלי עזר, בנפח בינוני וקטן של צריכת גז

היתרונות העיקריים של מדי זרימה סיבוביים כוללים דיוק מדידה גבוה, קומפקטיות של המכשיר, מגוון רחב של מדידות זרימה. בין החסרונות ניתן למנות את רעש המנגנון, עלותו הגבוהה, רגישות לגורמים חיצוניים, כולל זיהום.

סוג 8 - מד זרימת טורבינה

למכשיר הסוג המכני יש צורה של קטע צינור, טורבינה עם פיר ותומכים נעים מונחת בתוך מד הזרימה. מכשיר הכוח זז עקב החומר שעובר בתא המדידה.

מהירות המנגנון שווה לקצב הזרימה ולזרימת הגז. הנפח המצטבר בא לידי ביטוי במנגנון הספירה, ההעברה אליו מתבצעת באופן מכני באמצעות תיבת הילוכים, מערכת הילוכים.

ניתן להשתמש במד הטורבינה רק עם דחפים נקיים - גז, נוזל או אדי במתלים, בתנאי שהם אינם מכילים חלקיקים מוצקים

בנוסף לאמור לעיל, ישנם מכשירים אחרים, אך הם משמשים ככלל במחקר מדעי. בתחום המסחרי הם כמעט לא מעורבים.

אנו ממליצים גם שתקרא את המאמר הנוסף שלנו, בו דיברנו בפירוט על אופן בחירת מד גז לבית. פרטים נוספים - כנסו לאתר הקישור.

מכשירים למדידת כמות הגז

התקנים למדידת זרימת הגז על פי שיטת החישוב מחולקים למספר קטגוריות. אלה המהירים משמשים לקביעת מספר הנפח של המדיום הנחקר. למכשירים אלה אין תאי מדידה. החלק הרגיש הוא מאיץ (משיק או צירי), הגורם לזרימת החומר להסתובב.

מטרים נפח תלויים פחות בסוג המוצר. החסרונות שלהם כוללים את מורכבות העיצוב, המחיר הגבוה והממדים המרשימים. המכשיר מורכב מכמה תאי מדידה, הוא בעל עיצוב מורכב יותר. מכשירים מסוג זה מחולקים למספר סוגים - בוכנה, להב, ציוד.

ידוע סיווג נוסף של מטר כמויות גז הכולל שלושה סוגים של מכשירים: סיבוב, תוף ושסתום.

למים סיבוביים יש תפוקה גבוהה.הפעולה שלהם מבוססת על חישוב מספר סיבוב הלהבים בתוך המכשיר, המחוון מתאים לנפח הגז. היתרונות העיקריים שלהם כוללים אריכות חיים, עצמאות מחשמל והתנגדות מוגברת לעומסי טווח קצר.

מוני גז מסוג תוף עובדים על עיקרון העקירה. אינדיקטורים לתיקון כגון טמפרטורה, הרכב הגז ורמת הלחות אינם נלקחים בחשבון

דלפקי תופים מורכבים מבית, מנגנון ספירה ומתוף עם תאי מדידה. עיקרון פעולתו של המכשיר למדידת צריכת גז הוא קביעת מספר הסיבובים של התוף, המסתובב בגלל הפרש הלחץ. למרות הדיוק בחישובים, מכשיר מסוג זה לא מצא יישום נרחב בגלל גודלו המגושם.

עקרון הפעולה של סוג המונים האחרונים, המכונה מטר שסתום, מבוסס על תנועת המחיצה הניתנת להזזה, המושפעת מהפרשי הלחץ של החומר. המכשיר מורכב מכמה חלקים - מנגנון חלוקת ספירה וגז, כמו גם בית. יש לו ממדים גדולים ולכן הוא משמש בעיקר בחיי היומיום.

מסקנות ווידאו שימושי בנושא

כיצד יידונו מדדי זרימת הגז המערביים בסרטון הבא:

מדידת זרימת גז היא אחת ממשימות המפתח בייצור. בשוק מכשירי מד זרימה קיימים מספר עצום של מכשירים עם עיצובים ועקרונות הפעלה שונים המתאימים גם לצרכים ביתיים. בעזרתם תוכלו לקבוע כמעט כל כמות של נוזלים או גז, ללא צורך בהתקנת מודל כיול מיוחד.

תוכלו להוסיף את החומר שלנו למידע מעניין בנושא המאמר, לשאול שאלות מעניינות או להשתתף בדיון. השאר את התגובות שלך בתיבה למטה.