Разница между дроссельным отверстием и ограничительным отверстием

Как дроссельные, так и ограничительные дроссельные пластины основаны на принципе регулирования потока через отверстие, но имеют существенные различия в функциональном расположении, принципах работы, сценариях применения, конструктивных особенностях и стандартах/спецификациях. Подробное сравнение приведено ниже:

1. Функциональная ориентация​​

·    Дроссельная диафрагма : является основным компонентом системы измерения расхода при перепаде давления и должна использоваться совместно с датчиками перепада давления, устройствами для отбора проб давления и т. д. Ее основная функция заключается в точном измерении расхода жидкости за счет разницы давлений, создаваемой диафрагмой , устанавливая функциональную зависимость расхода от разницы давлений на основе уравнения Бернулли и принципа непрерывности потока (например, в соответствии со стандартом ISO 5167). Она подходит для измерения расхода однофазных жидкостей (жидкостей, газов, пара) и широко используется в мониторинге технологических процессов, измерении энергии и экспериментальных исследованиях в таких отраслях, как нефтяная, химическая и энергетическая промышленность.

·   Ограничительная диафрагма : выполняет функцию устройства регулирования расхода/давления , используемого для ограничения скорости потока жидкости или снижения давления , а не для точного измерения. Типичные области применения включают: снижение давления технологических жидкостей, где высокая точность не требуется, уменьшение эрозии при больших перепадах давления на клапанах, обеспечение непрерывного низкого расхода (например, линии промывки насосов, байпасы резервных насосов, линии отбора проб для анализа), а также снижение шума и износа в системах вентиляции.

2. Принцип работы

·    Пластина дроссельного отверстия: Когда жидкость проходит через диафрагму, локальное сопротивление вызывает сужение потока, увеличивая скорость и уменьшая статическое давление, создавая таким образом разницу давлений. Этот сигнал перепада давления передается по импульсным трубам к датчику перепада давления, преобразуется в стандартный электрический сигнал (например, 4-20 мА ) и, наконец, рассчитывается индикатором расхода для определения мгновенного/накопительного расхода. Для обеспечения точности измерений необходимо строгое соблюдение параметров трубопровода (например, отношение диаметров β = d/D ) и спецификаций установки (длина прямых участков трубы до и после него).

·   Ограничительная диафрагма :

Прямое ограничение потока или снижение давления за счет сопротивления отверстия, без опоры на точную зависимость разности давлений от расхода. Конструкция должна исключать кавитацию (давление в суженном участке потока не должно падать ниже давления насыщенного пара). В случаях значительного падения давления часто используются многоступенчатое снижение давления (падение давления уменьшается геометрически на каждой ступени) или многоканальные конструкции (например, одноканальная для DN≤150 мм , многоканальная для DN>150 мм ), либо оптимизация достигается за счет диаметра отверстия и количества тарелок (распространенные диаметры отверстий включают 12,5 мм, 20 мм, 25 мм, 40 мм).

3. Сценарии применения

·    Дроссельная заслонка : подходит для задач, требующих точного измерения расхода , таких как мониторинг потока технологических материалов, учет энергии и экспериментальные исследования. Должна соответствовать международным/национальным стандартам (например,ISO5167, GB2624 Жидкость должна быть однофазной, однородной, без фазовых переходов, а поток должен быть параллелен оси трубопровода.

Ограничительная диафрагма : предназначена для ограничения потока и регулирования давления , например:

1. Пластины, расположенные последовательно поперек клапанов, подверженных значительным перепадам давления, для уменьшения эрозии клапана жидкостью.

2. Снижение давления и шумоподавление в системах вентиляции.

3. Сценарии, требующие непрерывного низкого расхода, такие как линии байпаса насоса (защита от низкого расхода), промывочные линии для резервных насосов, работающих в горячем режиме.

4. Ситуации, когда необходимо снизить давление обрабатываемого материала и требования к точности невысоки.

4. Структура и дизайн

·    Дроссельная диафрагма : Стандартизированные конструкции (например, стандартная диафрагма, сопло, трубка Вентури). Требует строгого соответствия параметрам трубопровода (соотношение диаметров, длина прямых участков трубы). Более высокая точность (обычно от ±0,5% до ±5%). Требует периодической калибровки. Распространенные методы отбора проб давления включают отбор проб через углы (камеру, отверстие) и через фланцы.

·    Ограничительное отверстие   Пластина : Гибкая конструкция (одноотверстная/многоотверстная, одноступенчатая/многоступенчатая). Более низкие требования к точности (например, в пределах ±10%). Влияние температуры и числа Рейнольдса на коэффициент расхода часто можно игнорировать. Необходимо обеспечить, чтобы давление на выходе не было ниже 55% от давления на входе (во избежание дросселирования потока). При проектировании необходимо учитывать распределение перепада давления, выбор диаметра отверстия и многоступенчатую конструкцию (например, использовать несколько ступеней при перепаде давления >2,5 МПа).).

5. Стандарты и технические условия

·    Дроссельная заслонка : соответствует международным/национальным стандартам (например,ISO5167, GB2624 Для обеспечения точности измерений требуется калибровка.

·    Ограничительное отверстие   Пластина : Разработана в соответствии с отраслевыми стандартами (например,HG/T 20570, GD2000 Некоторые влияющие факторы (например, влияние температуры на диаметр трубы) можно игнорировать. Необходимо обеспечить, чтобы давление на выходе не было ниже 55% от давления на входе, чтобы избежать кавитации и избыточного давления.

6. Особые соображения

·    Дроссельная заслонка :   Требуется защита от кавитации (например, падение давления в суженном участке трубопровода ниже давления насыщенного пара вызывает схлопывание пузырьков, что приводит к вибрации трубопровода и коррозии материала). В условиях значительного падения давления может потребоваться многоступенчатая конструкция или использование антикавитационных материалов.

·    Ограничительное отверстие   Пластина : Также требует предотвращения кавитации, но больше ориентирована на экономичность и надежность, например, распределение перепада давления в многоступенчатых дроссельных узлах и выбор диаметра отверстия.

Краткое описание : Дроссельная диафрагма — это устройство для измерения расхода , ориентированное на точное дозирование и соответствующее международным стандартам. Регулировочная диафрагма — это устройство для регулирования расхода/давления , ориентированное на ограничение или регулирование, с упором на практическую применимость и экономичность. Хотя оба устройства основаны на принципе дросселирования, их функциональное позиционирование, логика проектирования и сценарии применения существенно различаются. Выбор подходящего решения должен основываться на конкретных требованиях (точность измерения, цели управления, бюджет).