Gaz akışı nasıl ve ne şekilde ölçülür: ölçüm yöntemleri + tüm gaz akış ölçer türlerine genel bakış

Akış ölçer, doğal gaz, yanıcı, aşındırıcı gazlar, hava ayırma ürünleri dahil olmak üzere bir maddenin hacmini veya kütle akışını ölçen bir cihazdır. Endüstriyel işletmelerde veya günlük yaşamda akış hacimlerinin hesaplanması uzmanların katılımı olmadan gerçekleştirilebilir.

Daha sonra size gazın nasıl ve hangi miktarlarda ölçüldüğünü anlatacağız, bu amaçla kullanılan aletlerin açıklamasını vereceğiz ve ayrıca gaz akışını belirlemek için ana yöntemleri ele alacağız.

Gaz tüketimini ölçmek için doğrudan yöntem

Gazın hacmi metreküp cinsinden hesaplanır; ton veya kilogram gibi diğer kütle birimleri, genellikle proses gazları için daha az kullanılır.

Direkt yöntem, içinden geçen gazın hacminin doğrudan ölçülmesini sağlayan tek yöntemdir.

Bir maddenin hacimsel veya kütlesel akışını hesaplayan araçların zayıf yönleri şunları içerir:

1. Kirli gaz koşullarında akış ölçerlerin sınırlı performansı.
2. Kısmi akış tıkanıklığı veya pnömatik şok nedeniyle yüksek arıza olasılığı vardır.
3. Döner sayaçların diğer cihazlara göre yüksek maliyeti.
4. Cihazların büyük boyutları.

Bu yöntemin sayısız avantajı, listelenen dezavantajlardan daha ağır basmaktadır, bu nedenle kurulu sayaç sayısı açısından en yaygın hale gelmiştir.

Bir akış ölçer kullanarak, bir maddenin birim zamandaki hacmini veya kütlesini hesaplayabilirsiniz. Boru hattının eğimli bir bölümüne kurulum ölçüm hatasını azaltacaktır

Bunlar, gaz hacminin doğrudan ölçülmesini, hem girişte hem de çıkışta akış hızı grafiğindeki bozulmalara bağımlılığın bulunmamasını içerir; bu da gaz hacminin azaltılmasını mümkün kılar UUG. Aralık genişliği 1:100'e kadardır. Bu amaçla membranlı ve döner tip cihazlar kullanılmaktadır. Darbeli tip kazanların kurulu olduğu odalarda kullanılabilirler.

Dolaylı ölçüm yöntemleri

Bu yöntemler, örneğin bir maddenin belirli bir kesit alanı boyunca akış hızının hesaplanmasını içerir. En doğru sonuçları elde etmek için gaz hızının eşitlenmesi gerekir.

Fark basıncıyla gaz akışının ölçülmesi

Bir kısıtlama cihazının kullanımına dayanan en yaygın ve incelenen gaz akışı yöntemlerinden biri, hareketi bir içinden akan maddenin basınç düşüşünü ölçmeyi amaçlayan akış dönüştürücü mekanizmasının basitliği de dahil olmak üzere çeşitli avantajlara sahiptir. gaz boru hattında yerel kısıtlama. Hesaplamaya gerek yok akış ölçer duruyor.

Tam bir bilimsel ve teknik temelin varlığına rağmen, bu ölçüm yönteminin birkaç önemli dezavantajı vardır - çok aralıklı basınç sensörleri dikkate alındığında bile 1:10 değerini aşmayan küçük bir ölçüm aralığı.

Standart konik cihazlar, yüksek pürüzlülük gereksinimleri olan özel teknoloji kullanılarak üretilir. Yalnızca pürüzsüz boru hatlarında kullanılabilirler

Hidrolik direnç gaz boru hatları değişiklik takvimine duyarlılığı artırmakortalama Diyaframın girişindeki akışın derinliği veya genişliği boyunca hızlar.Daraltma cihazlarının önündeki düz bölümlerin uzunluğu, boru yapısının en az 10 çapı DN olmalıdır.

Maliyetleri belirlemek için yüksek hızlı yöntem

Bu yöntem için türbin tipi dönüştürücüler kullanılır. Bu cihazların küçük boyutları, ağırlıkları ve kendi kategorilerinde uygun fiyatları gibi birçok avantajı vardır.

Bu cihazlar pnömatik şoklara karşı duyarlı değildir. Akış ölçüm değerlerinin aralığı 1:30'a kadardır ve bu, kısıtlama cihazları için aynı göstergeyi önemli ölçüde aşar.

TPR türbin akış dönüştürücüsü, cihazın agresif olmayan ve tek fazlı kriyojenik sıvılar için kurulması durumunda eksi 200 ila +200 °C arasındaki sıcaklıklardaki bir ortamda kullanılabilir. Agresif sıvılar için gösterge eksi 60 ile +50 °C arasında olacaktır.

Dezavantajları arasında cihazın giriş ve çıkışındaki akış bozulmalarına karşı önemsiz de olsa hassasiyet, titreşimli gaz akışlarının ölçüm sonuçlarının sapması yer alır. Düşük akış hızlarında, 8 ila 10 m aralığında³/h, akış ölçerler çalışmıyor.

Ultrasonik ölçüm yöntemi

Gaz miktarını ölçen akustik akış ölçerlerin popülaritesi, Özellikle ticari muhasebede mikroelektroniğin gelişmesiyle birlikte artış göstermiştir. Akustik akış ölçerlerde hareketli parça veya akışa çıkıntı yapan parça yoktur, bu da güvenilirliklerini önemli ölçüde artırır.

Cihazın dahili güç kaynağından uzun süre çalışabilmesi nedeniyle ölçüm geniş bir değer aralığında gerçekleştirilir. Evsel cihazlar gerekli tüm gereksinimleri karşılamamaktadır, çünkü gaz akışındaki bozulmaların hesaplama sonuçları üzerindeki etkisini önlemek için, yalnızca çok ışınlı ultrasonik akış ölçerlerin kullanılması gerekmektedir.

Debimetrelerin çalışma prensibine göre sınıflandırılması

Akış ölçerler, basınç, kullanılan gaz türü ve sıcaklık koşulları dahil olmak üzere çeşitli parametrelerde farklılık gösterir. Cihaz, kullanım koşullarına ve atanan görevlere bağlı olarak seçilmelidir.

Ölçme cihazları fark basıncından sorumlu transdüser, bağlantı elemanı ve manometre gibi parçalardan oluşur.

Tip #1 - mürekkep püskürtmeli kendi kendine jeneratör akış metre

Doğal gaz akışını ölçmek için de tasarlanan bu tip akış ölçerin birçok ayırt edici özelliği vardır. Cihaz negatif geri besleme ile kaplıdır, jet bağlantılarının sıklığı gaz akışına bağlıdır.

Jet debimetreler esas alınarak üretilen sayaçlar, ön inceleme yapılmaksızın ticari muhasebe için kullanılmaktadır.

1 - jet elemanı; 2 ve 3 - dönüştürücüler; 4 - sinyal izolasyon cihazı; 5 - güç nozulu; 6 - çalışma odası; 7 ve 8 - çalışma odasının duvarları; 9 - ayırıcı; 10 ve 11 - kontrol memeleri; 12 ve 13 - alıcı kanallar; 14 ve 15 - drenaj kanalları; 16 ve 17 — geri bildirim kanalları; 18 - güç nozülünün genişletilmesi; 19 - güç nozülündeki çıkıntı

Jet akış ölçer kendi kendine jeneratör tipi tıkanmaya karşı hassastır; dezavantajları aynı zamanda dönüşüm oranının istikrarsızlığını da içerir.

Bu cihazların vorteks cihazlarına benzer dezavantajları vardır:

• daraltma cihazlarıyla birlikte kullanılması şartıyla hız grafiğinin bozulmasına bağımlılık;
• büyük basınç kayıpları geri döndürülemez;
• akış ölçerin ana kısmı çok büyük boyutlara sahiptir;
• dönüşüm oranında önemli istikrarsızlık.

Avantajları kendi kendine jeneratör debimetrelerin kirli gazlarla çalışabilme özelliği dışında vorteks cihazından hiçbir farkı yoktur.Bu akış ölçerler ticari muhasebede yaygın pratik kullanım alanı bulamadı.

Tip #2 - girdaplı akış ölçerler-sayaçlar

Ölçümlerin doğruluğu, kir ve pnömatik şoklara karşı hassasiyet eksikliği, kullanım kolaylığı gibi cihazların birçok güçlü yönü vardır ve cihazın ayrıca hareketli parçaları yoktur.

Cihazlar en zorlu dış koşullara dayanabilir, göstergelerin doğruluğu 500 santigrat dereceye kadar ortam sıcaklıklarında garanti edilir, maksimum basınç seviyesi 30 MPa'dır

Bu tür akış ölçerlerin kullanılmasının bilinen önemli dezavantajları da vardır - mekanik titreşimlere karşı artan hassasiyet, basınç kaybı. Boru çapı 15-30 cm aralığında olmalıdır.

Tip #3 - ultrasonik akış ölçerler

Akustik cihaz olarak da bilinen cihazın inkar edilemez birçok avantajı vardır:

• hidrolik direncin olmaması;
• cihazın güvenilirliğini artıran hareketli parçaları yoktur;
• mekanizmanın artan gücü;
• Hızlı hareket.

Bu tip akış ölçer, sinyal seyahat süresindeki farkın belirlenmesine dayanır.

Ultrasonik debimetrelerin çalışması sıcaklık, ortam basıncı, viskozite ve elektriksel iletkenlikten bağımsızdır, bu da elde edilen verilerin doğruluğunu garanti eder

Birbirine çapraz olarak yerleştirilmiş ultrasonik sensörler, alıcı ve vericinin işlevlerini yerine getirir. Çoklu kanalların kullanılması akış profilindeki deformasyonu telafi eder.

Tip #4 - varil akış ölçerler

Bu cihaz kategorisi kural olarak laboratuvar araştırmaları için kullanılır. Tamburun dönüşü sırasında oluşan basınç, bölümlerin gazla doldurulmasına ve ardından boşaltılmasına neden olur.

Tambur sayma mekanizmalarının (puls üreteci olmadan) tam çalışması için sabit bir güç kaynağına gerek yoktur, bu da onların yadsınamaz avantajlarıdır.

Tamburun devir sayısı gazın kübik birimleriyle orantılıdır, gösterge sayma yapısının kadranına iletilir. Tamburlu akış ölçerler yüksek ölçüm doğruluğuna sahiptir.

Tip #5 - havaya yükselme cihazlar

Takometre cihazının hareketli kısmı yataklarda döner, hız hacimsel gaz akışına eşittir. Dairesel hareketin hızı, ikincil bir dönüştürücü kullanılarak elektrik sinyaline dönüştürülür ve sonuçlar göstergeye yansıtılır.

Levitasyon ölçüm cihazları -30 ila +50 santigrat derece arasındaki koşullarda çalışır, değerlerin hatası ±% 1,5 aralığındadır

Havaya yükselme Cihazlar, hem evsel hem de kamu hizmeti amaçlı doğal gaz tüketiminin ticari ölçümü için talep görmektedir.

Tip #6 - membran ölçüm cihazları

En yaygın gaz ölçüm cihazlarından birinin üretimi için patent on dokuzuncu yüzyılın ikinci yarısında İngiltere'de verildi.

Mekanik debimetrenin çalışma prensibi, gaz girişi anında hareketli hazne membranlarının konumunun değiştirilmesine dayanmaktadır. Maddenin girişi ve çıkışı sırasında alternatif hareket meydana gelir.

Membran tipi gaz debimetresi, ölçülen maddenin hacmine ve tasarıma bağlı olarak 2 veya 4 odadan oluşabilir.

Sayma cihazı, dişli kutuları ve kollardan oluşan bir sistem tarafından çalıştırılır. Mekanizmalar 1:100'e kadar geniş bir ölçüm değerleri aralığına sahiptir.

Tip #7 - döner cihazlar

Mekanik tip bir cihazda, ölçüm odasında maddenin basıncı altında hareket etmeye başlayan iki rotor bulunur.Dönen parçalar birbirine dik açılarda yerleştirilmiştir, başlangıç ​​konumları senkromeç ​​çarkları kullanılarak sabitlenmiştir.

Gaz miktarı rotorların devir sayısıyla orantılıdır. Manyetik bir kaplin ve dişli kutusu yardımıyla rotorun dönüşü, geçirilen maddenin hacminin birikmesinden sorumlu olan bir sayma cihazına iletilir.

Döner akış ölçer, yüksek üretim kapasitesine sahiptir ve kamu hizmetlerinde, orta ve küçük hacimli gaz tüketimi işletmelerinde kullanılır.

Döner akış ölçerlerin ana avantajları arasında yüksek ölçüm doğruluğu, cihazın kompaktlığı ve geniş bir akış ölçüm aralığı bulunur. Dezavantajları arasında mekanizmanın gürültüsü, yüksek maliyeti ve kirlilik dahil dış etkenlere duyarlılığı sayılabilir.

Tip #8 - türbin debimetreleri

Mekanik tipteki cihaz bir boru parçası şeklindedir, akış ölçerin içinde şaftlı ve hareketli desteklere sahip bir türbin bulunmaktadır. Güç cihazı, ölçüm odasından geçen madde nedeniyle hareket eder.

Mekanizmanın hareket hızı akış hızına ve gaz tüketimine eşittir. Biriken hacim sayma mekanizmasına yansıtılır, ona aktarım bir dişli kutusu veya dişli sistemi kullanılarak mekanik olarak gerçekleştirilir.

Türbin sayacı, katı parçacıklar içermemeleri koşuluyla yalnızca temiz itici maddelerle (gaz, sıvı veya süspansiyon halinde buhar) kullanılabilir.

Listelenenlere ek olarak başka cihazlar da vardır, ancak bunlar kural olarak bilimsel araştırmalarda kullanılır. Pratik olarak ticari alana dahil değiller.

Eviniz için gaz sayacını nasıl seçeceğinizi detaylı olarak anlattığımız diğer yazımızı da okumanızı öneririz. Daha fazla ayrıntı - şu adrese gidin: bağlantı.

Gaz miktarlarını ölçmek için aletler

Gaz akışını ölçen cihazlar, hesaplama yöntemine göre birkaç kategoriye ayrılır. Hız olanlar, incelenen ortamın hacimsel sayısını belirlemek için kullanılır. Bu cihazların ölçüm odaları yoktur. Hassas kısım pervane (teğetsel veya eksenel) maddenin akışıyla dönmeye yönlendirilir.

Hacimsel ölçüm cihazları ürün türüne daha az bağımlıdır. Dezavantajları arasında tasarımın karmaşıklığı, yüksek fiyat ve etkileyici boyutlar yer alıyor. Cihaz birkaç ölçüm odasından oluşur ve daha karmaşık bir tasarıma sahiptir. Bu tip cihazlar çeşitli tiplere ayrılmıştır - piston, bıçak, dişli.

Üç tip cihazı içeren gaz miktarı sayaçlarının başka bir sınıflandırması bilinmektedir: döner, tambur ve valf.

Döner sayaçlar yüksek verime sahiptir. Eylemleri, cihazın içindeki kanatların devir sayısının hesaplanmasına dayanır, gösterge gaz hacmine karşılık gelir. Başlıca avantajları arasında dayanıklılık, elektrikten bağımsızlık ve kısa süreli aşırı yüklere karşı artan direnç sayılabilir.

Tambur tipi gaz sayaçları yer değiştirme prensibine göre çalışır. Sıcaklık, gaz bileşimi ve nem seviyeleri gibi düzeltme göstergeleri dikkate alınmaz

Tambur sayaçları bir mahfaza, bir sayma mekanizması ve ölçüm odacıklı bir tamburdan oluşur. Gaz tüketimini ölçen cihazın çalışma prensibi, basınç farkından dolayı dönen tamburun devir sayısını belirlemektir. Hesaplamaların doğruluğuna rağmen, bu tür aletler hantal boyutları nedeniyle yaygın kullanım alanı bulamamıştır.

Valf sayaçları olarak bilinen son tip sayaçların çalışma prensibi, bir maddenin basınç farkının etki ettiği hareketli bir bölmenin hareketine dayanmaktadır. Cihaz birkaç parçadan oluşur - bir sayma ve gaz dağıtım mekanizmasının yanı sıra bir mahfaza. Büyük boyutlara sahiptir, bu nedenle çoğunlukla günlük yaşamda kullanılır.

Konuyla ilgili sonuçlar ve faydalı video

Vorteks gaz debimetrelerinin nasıl çalıştığı aşağıdaki videoda tartışılacaktır:

Gaz akışının ölçülmesi üretimdeki en önemli görevlerden biridir. Debimetre pazarı, evsel ihtiyaçlara da uygun, farklı tasarım ve çalışma prensiplerine sahip çok sayıda cihaz sunmaktadır. Onların yardımıyla, özel bir kalibrasyon standardı kurulumuna ihtiyaç duymadan hemen hemen her miktarda sıvı veya gazı belirleyebilirsiniz.

Materyalimizi makalenin konusuyla ilgili ilginç bilgilerle destekleyebilir, sorular sorabilir veya tartışmaya katılabilirsiniz. Yorumlarınızı aşağıdaki blokta bırakın.