Quais são as condições a serem consideradas na seleção de um medidor de vazão por pressão diferencial?

Condições de instalação

Para aplicar o documento padrão (GB/T 2624 ou ISO 5167) no coeficiente de vazão e no coeficiente de expansibilidade, é necessário utilizar um dispositivo de estrangulamento padrão que apresente similaridade geométrica e dinâmica com as condições de instalação no local. A obtenção desses dois fatores é crucial e, portanto, a instalação do dispositivo de estrangulamento deve receber atenção especial.

Nas condições de instalação, o comprimento necessário do trecho reto antes e depois do regulador de vazão é frequentemente um desafio para o selecionador, visto que o medidor de vazão no DPF (filtro de partículas diesel) requer um longo trecho reto. Além disso, os tipos de reguladores de vazão de campo são muito mais variados do que os previstos nas normas, especialmente os chamados reguladores de vazão combinados (dois tipos de reguladores de vazão com um intervalo muito curto), que são mais difíceis de solucionar. De acordo com a norma GB/T 2624-93 (ou ISO 5167-1), nesses casos, pode-se adicionar um regulador de vazão para solucionar o problema, mas a adição do regulador de vazão requer um trecho reto muito longo de tubo (cerca de 42D). Nesse caso, as seguintes opções estão disponíveis: o uso de um dispositivo regulador de vazão que requer um trecho reto mais curto, como um venturi clássico ou outro tubo de vazão; ou o uso de calibração de vazão real para determinar o coeficiente de vazão em condições de campo, que pode ser realizada online ou offline.

Já falamos sobre a linha piloto ser o elo fraco do DPF de estrangulamento. Nos últimos anos, o surgimento do DPF de estrangulamento de peça única resolveu melhor esse problema. Por exemplo, na medição da vazão de vapor no inverno do norte da China, a isolação da linha piloto contra congelamento é um problema frequente, e o DPF de peça única resolve essa questão. A maioria dos medidores de vazão possui dois tipos: de peça única e separados, cada um com suas características de uso. A escolha deve ser feita de acordo com a situação real, e com o DPF de estrangulamento não é diferente. O transmissor de pressão diferencial para DPF de peça única deve ser adaptado às condições ambientais adversas do local de instalação. Em alguns casos, como vibração na tubulação ou forte interferência eletromagnética, o tipo separado é mais adequado.

Condições ambientais

As duas partes do DPF, o transmissor de pressão diferencial e o transmissor indicador de fluxo Possuem microprocessadores e componentes eletrônicos, e seus requisitos quanto às condições ambientais são os mesmos que os da instrumentação eletrônica em geral, os quais já foram discutidos em outros capítulos deste livro e não serão repetidos aqui.

Fatores econômicos

Os fatores econômicos incluem custo de aquisição, custo de instalação, custo de operação, custo de calibração, custo de manutenção e peças de reposição.

(1) Custo de aquisição

O custo de aquisição dos componentes de detecção do DPF é relativamente baixo, mas não necessariamente se considerarmos os outros dois componentes: o transmissor de pressão diferencial e o instrumento de exibição de fluxo. Além disso, pode ser necessário adquirir também alguns equipamentos auxiliares, como condensadores, coletores de gás, decantadores e isoladores, que devem ser levados em conta no orçamento.

(2) custos de instalação

A instalação de um DPF do tipo separado é mais trabalhosa, principalmente devido à tubulação de sinal de pressão diferencial e à instalação de equipamentos auxiliares. Para fluidos corrosivos e sujos, como sistemas de isolamento, o custo é mais elevado.

(3) Custos operacionais

Para medições em tubulações de grande diâmetro, o consumo de energia gerado pelos custos operacionais pode ser elevado. Uma alternativa para reduzir custos é a escolha de válvulas de controle com baixa perda de pressão (como as válvulas Venturi clássicas), mas o alto custo de aquisição desses dispositivos deve ser cuidadosamente avaliado.

(4) Taxa de calibração

Uma das vantagens do DPF é a economia com os custos de calibração das peças de teste. Isso livra não só o fabricante, mas também o usuário, do incômodo de calibrar o fluxo real, um ponto de grande importância. É claro que as outras duas partes do custo de calibração do DPF também devem ser consideradas, pois são relativamente convenientes e baratas.

(5) Manutenção

As peças de teste do DPF têm custos de manutenção menores, enquanto as duas peças restantes possuem custos de manutenção específicos.

(6) peças sobressalentes

A versatilidade dos instrumentos de medição e exibição da pressão diferencial do DPF permite que grandes e médias empresas utilizem um número maior de medidores de vazão, concentrando-se na seleção de especificações de modelo específicas para economizar peças de reposição. Nos últimos anos, a popularização de peças de válvulas de controle com valor fixo eliminou a necessidade de quantidade exata para o dispositivo de controle, facilitando a compra de peças de teste e reduzindo o número de peças de reposição.

O cálculo abrangente dos custos acima mencionados pode determinar com mais precisão sua viabilidade econômica.

Princípios de seleção de dispositivos de controle de fluxo padrão

A peça de teste do DPF com restrição de fluxo é, naturalmente, o dispositivo de restrição de fluxo padrão. Para selecionar o dispositivo de restrição de fluxo padrão mais adequado, a seleção deve considerar os seguintes aspectos:

1) Limitações do diâmetro do tubo, relação de diâmetros e faixa do número de Reynolds;

2) Precisão de medição;

3) Perda de pressão admissível;

4) o comprimento mínimo exigido da seção reta do tubo;

5) sensibilidade à erosão, abrasão e incrustação do meio medido;

6) Complexidade e preço da estrutura;

7) a facilidade de instalação;

8) estabilidade de uso a longo prazo.

Considerando os aspectos acima, os princípios padrão para a seleção de dispositivos de aceleração podem ser resumidos da seguinte forma.

Os dispositivos de estrangulamento padrão de vários tipos, aplicados a diferentes diâmetros de tubulação, relações de diâmetro e faixas de número de Reynolds, possuem certas limitações, conforme detalhado na norma nacional GB/T 2624-93 (ou na norma internacional ISO 5167-1). medição de fluxo em placa de orifício Pode ser aplicado a uma gama maior de diâmetros de tubos do que o bocal e o bocal Venturi, sendo que o tubo Venturi clássico apresenta grandes diferenças de diâmetro entre os vários tipos de tubos, e assim por diante.

A precisão dos diversos tipos de dispositivos de estrangulamento padrão é determinada pela incerteza do coeficiente de vazão em relação ao coeficiente de expansibilidade para a mesma precisão de medição de pressão diferencial e densidade. A incerteza do coeficiente de vazão varia bastante entre as diferentes partes do estrangulador; em comparação com a incerteza do coeficiente de vazão da placa de orifício, que é menor, a incerteza das partes do estrangulador com contorno (bocais, venturi) é maior. A razão para os perfis de incerteza maiores nos estranguladores é a baixa qualidade do banco de dados ajustado no qual as equações do coeficiente de vazão fornecidas na norma se baseiam. No entanto, uma calibração individual dos estranguladores com contorno também resulta em um alto grau de precisão.

Na mesma pressão diferencial, a perda de pressão de um venturi clássico com um bocal venturi é cerca de 1/4 a 1/6 da perda de pressão de uma placa de orifício com um bocal, enquanto a perda de pressão de um bocal, com a mesma vazão e o mesmo valor β, é apenas 30 a 50% da perda de pressão de uma placa de orifício.

Para o mesmo tipo de bloqueador de fluxo e relação de diâmetros, o comprimento da seção reta necessária de um venturi clássico é muito menor do que o de uma placa de orifício e de um bocal.

A medição da obstrução, desgaste e deformação do fluido medido pelo meio de aceleração, bem como o contorno da borboleta, são muito mais eficientes do que a medição do fluxo pela placa de orifício .

Em termos de processamento, fabricação e instalação, a diferença de custo entre a placa de orifício mais simples, o bocal, o bocal Venturi e o Venturi clássico mais complexo também aumenta. Quanto maior o diâmetro do tubo, mais significativa é essa diferença.

A placa de orifício é fácil de remover para verificar a qualidade das peças do acelerador (usando um dispositivo de acelerador com placa de orifício substituível), enquanto o bico e o venturi precisam ter o fluxo de fluido interrompido e o tubo removido para verificação, o que é mais trabalhoso.

Dispositivos de estrangulamento de pequeno diâmetro (DN50-DN100), que consideram o tamanho da porta de pressão e o local de impacto da pressão, apresentam vantagens significativas no uso da pressão da câmara anular.