Hvernig mælir DP sendir flæði? Meginregla, formúla og hagnýt leiðarvísir

Mikilvægasta sambandið er:

ΔP ∝ Q², svo Q ∝ √ΔP

Með öðrum orðum, mismunaþrýstingur breytist um það bil með veldi flæðis. DP sendir mælir því þrýsting fyrst; flæði er ályktað af þeim þrýstingsmun. Ef þú vilt víðtækari kynningu á hljóðfærinu sjálfu, skoðaðu þetta yfirlit yfirþrýstisendingarog þettamismunaþrýstingssendirsíðu.

Hvað mælir DP sendir í raun?

DP sendir hefur há-þrýstingshlið og lágþrýstingshlið. Það mælir muninn á þessum tveimur þrýstingi:

ΔP = P1 − P2

Ef sendirinn er tengdur yfir rétt hönnuð frumrennsliseiningu hefur mældur mismunaþrýstingur þekkt tengsl við flæði.

Þessi aðgreining skiptir máli vegna þess að sendirinn einn og sér býr ekki til flæðismælingu. Fullkomið DP flæðiskerfi inniheldur venjulega:

• aðalþáttur sem skapar mismunaþrýstinginn;
• þrýstikranar sem skynja andstreymis og niðurstreymisþrýsting;
• straumlínur eða beint-festingarfyrirkomulag sem flytur þennan þrýsting til sendisins;
• DP sendir sem mælir þrýstingsmuninn; og
• sendir, PLC, DCS eða flæðistölva sem breytir DP í nauðsynlega flæðisbreytu.

Fjallað er um víðtækara samband milli þrýstings og flæðis í þessari handbókflæði-hraða og þrýstingssamband.

Hvernig DP flæðismæling virkar skref fyrir skref

1. Aðalþátturinn breytir flæðisvæðinu

Íhugaðu hefðbundna opnaplötu. Hola þess er minni en þvermál pípunnar, þannig að tiltækt flæðissvæði minnkar þegar vökvinn fer í gegnum takmörkunina.

Sömu almennu mælingarreglu er hægt að útfæra með öðrum frumþáttum. Rúmfræðin er mismunandi, en hvert tæki er hannað til að framleiða þrýstingsmun sem hægt er að tengja við flæði við tilteknar aðstæður.

2. Vökvahraði eykst og kyrrstöðuþrýstingur fellur

Þegar vökvi flýtur í gegnum takmarkaða svæðið eykst hraði hans og stöðuþrýstingur minnkar. Þrýstingur framan við takmörkunina er því hærri en þrýstingur á viðeigandi aftöppunarstað.

Þetta er mismunaþrýstingur sem sendir mælir.

3. Sendirinn mælir háan-hliðarþrýsting og lágan-hliðarþrýsting

Uppstreymistappið er venjulega tengt við háþrýstitengið- og niðurstreymistappið við lágþrýstingsgáttina. Sendirinn skynjar muninn frekar en að meðhöndla þrýstingana tvo sem sjálfstæðar flæðismælingar.

Þegar flæði eykst framleiðir takmörkunin stærri mismunaþrýsting. Sambandið er hins vegar ólínulegt.

4. Mismunadrifsþrýstingur er breytt í flæði

Fyrir hefðbundna mismuna-þrýstingsflæðismælingu:

ΔP ∝ Q²

Því:

Q ∝ √ΔP

Kvaðratrótarútreikninginn er hægt að framkvæma inni í sendinum eða í DCS, PLC eða flæðistölvunni. Tæknilegar leiðbeiningar Yokogawa umferninga-rótarútdráttur í DP flæðisforritumbendir á að hægt sé að nota aðra hvora staðsetningu, en útreikningspunkturinn ætti að vera skýrt skilgreindur.

Af hverju veldi-rótarsambandið skiptir máli

Það er auðvelt að gera ráð fyrir að 50% mismunaþrýstingur þýði 50% flæði. Það er rangt fyrir hefðbundið DP flæðissamband.

Ef mæld DP er 25% af hönnunarDP er samsvarandi rennsli um það bil 50% af hönnunarflæði, að því gefnu að aðrar breytur í útreikningnum haldist óbreyttar.

Þetta samband útskýrir einnig hvers vegna lægsti endi DP flæðisviðs á skilið athygli. Við 25% flæði er sendirinn nú þegar að mæla aðeins 6,25% af fullum-DP. Þegar flæði nálgast núll verða þrýstingshávaði, núlljöfnun, litlar ferlisveiflur og áhrif -impulslínu sífellt marktækari miðað við mælda merkið.

Lágt-flæðisskerðing er ekki bara skjástilling

Útdráttur ferninga-rótar hefur mikla aukningu nálægt núlli mismunaþrýstingi. Litlar DP sveiflur geta því skapað sýnilega óstöðugt reiknað flæði. Yokogawa lýsir þessari hegðun í leiðbeiningum sínum umlágt-skera úttak fyrir DP flæði, en Emerson mælir einnig með lágri-flæðisskerðingu í viðeigandi sendistillingum til að koma á stöðugleika í úttakinu við mjög lítið eða ekkert-flæðisskilyrði.

Afmörkun ætti ekki að vera valin af geðþótta. Það ætti að endurspegla sendi, frumeiningu, vinnsluhávaða, áskilið rekstrarsvið og þörf forritsins til að greina raunverulegt lágflæði frá núllflæðishljóði.

Hvað er DP Flow Formúlan?

Gagnleg hugtakatjáning er:

Q = K × √(ΔP / ρ)

hvar:

• Qer rúmmálsrennsli;
• ΔPer mismunaþrýstingur;
• ρer vökvaþéttleiki; og
• Ktáknar viðeigandi eiginleika frumþáttarins og útreikningsins.

Þetta er huglægt samband, ekki alhliða stærðarjöfnu.

Raunverulegur mismunadrifs-þrýstingsflæðisútreikningar geta einnig falið í sér rúmfræði frum-einingarinnar, holuþvermál, pípuþvermál, þvermálshlutfall, losunarstuðul, Reynolds-tölu, fyrirkomulag þrýstitöppunar og, fyrir samþjappanlega vökva, stækkanleikastuðul.

EmbættismaðurinnISO 5167-1:2022staðallinn skilgreinir almennar meginreglur fyrir flæðismælingar með þrýstings-mismunabúnaði, þar á meðal opplötum, stútum, Venturi slöngum, keilumælum og fleygmælum. Það skilgreinir einnig kröfur um uppsetningu og óvissu. Uppgefið gildissvið hennar á við um fulla leiðslu, undirhljóðflæði í gegnum mælihlutann, vökva sem hægt er að meðhöndla sem einfasa og ó-púlsandi flæði.

Fyrir opnaplötur sérstaklega,ISO 5167-2:2022fjallar um rúmfræði, uppsetningu, notkunarskilyrði og tilgreinda þrýstings-tilhögun.

Einfalt DP-til-flæðisdæmi

Segjum sem svo að kerfi sé hannað þannig að hámarksflæði sem krafist er samsvari 100 þrýstieiningum mismunaþrýstingi. Sendirinn mælir nú 36 þrýstieiningar.

Staðlað DP er:

36 / 100 = 0.36

Staðlað flæði er:

√0.36 = 0.60

Tilgreint rennsli er því um það bil 60% af stilltu hámarksrennsli, að því gefnu að áætluð vökva- og rekstrarskilyrði haldist í gildi.

Þetta dæmi sýnir aðeins fermetrarótar-viðskiptin. Það kemur ekki í staðinn fyrir stærð aðal-eininga eða staðlaðan-flæðisútreikning.

Hvaða frumefni ætti að nota?

Sendirinn mælir DP, en aðalþátturinn ákvarðar hvernig þessi DP er mynduð. Að velja aðalþáttinn er því hluti af hönnun flæðimælis, ekki sérstakur eftirhugsun.

Venturi getur verið aðlaðandi þegar varanlegt þrýstingstap skiptir máli. Fyrir frekari upplýsingar um þann valkost, sjá leiðbeiningar tilVenturi flæðimælir kostir og gallar. Núverandi Venturi uppsetningar geta einnig þróað forrita-sérstök vandamál, sem fjallað er um í þessu yfirliti yfirVenturi metra vandamál og lausnir.

Besti frumþátturinn fer eftir vökvaeiginleikum, pípustærð, flæðisviði, þrýstingi, hitastigi, leyfilegu varanlegu þrýstingstapi, uppsetningarrými, viðhaldsskilyrðum og viðeigandi mælistaðli.

Hvernig vökvar, lofttegundir og gufa breyta mælingu

Vökvi

Fyrir tiltölulega stöðuga-þéttleika vökva getur DP-til-flæðissambandið verið tiltölulega einfalt. Uppsetning er þó enn mikilvæg. Gas sem er fast í straumlínu, stíflaðar þrýstikranar að hluta, leki eða hækkunarójafnvægi getur leitt til falsks mismunaþrýstings.

Vökvinn ætti einnig að passa við forsendurnar sem notaðar voru þegar aðalþátturinn var stærðaður. Merkingarmikil þéttleikabreyting breytir sambandinu milli mælds DP og reiknaðs flæðis.

Lofttegundir

Gasþéttleiki getur breyst verulega með rekstrarþrýstingi og hitastigi. Tiltekið DP táknar því ekki alltaf sama massaflæði þegar gasaðstæður breytast.

Forrit sem krefjast jöfnuðs flæðis kunna að nota mismunaþrýsting ásamt upplýsingum um stöðuþrýsting, hitastig og-vökvaeiginleika. Nánar er fjallað um greinarmuninn á rúmmáls- og massamælingu í þessumassaflæði á móti rúmmálsflæðisleiðbeiningum.

Ef bein gasmassamæling er heppilegri en DP kerfi, agasmassaflæðismælirgæti verið þess virði að bera saman fyrir viðeigandi forrit.

Gufa

Steam DP uppsetningar krefjast sérstakrar athygli á straumpípum og þéttiskilyrðum. Ójafnir vökvahausar á háu og lágu hliðum geta skapað gervi mismunaþrýsting sem sendirinn getur ekki greint frá ferli DP.

Eðlismassi breytist einnig með gufuskilyrðum, þannig að bætt massaflæði getur krafist upplýsinga um þrýsting og hitastig. Þar sem önnur mælingarregla er til skoðunar, agufuflæðismælirbyggt á hvirfilmælingu gefur einn gagnlegan samanburð.

Hvar ætti að reikna kvaðratrótina?

Hægt er að framkvæma fermetra-rótarbreytingu á nokkrum stöðum:

• inni í DP sendinum;
• í PLC eða DCS; eða
• inni í sérstakri flæðistölvu.

Það er enginn ávinningur af því að nota það tvisvar. Ef sendir sendir þegar úttak í réttu hlutfalli við flæði og stjórnkerfið beitir annarri fermetra-rótaraðgerð, verður lokagildið rangt.

Öfug villa kemur einnig fram: sendir sendir línulega DP á meðan móttökukerfið meðhöndlar það merki sem línulegt flæði.

Við gangsetningu skal skjalfesta hvort hver send breyta táknar óunna mismunaþrýsting eða reiknað flæði. Emerson4051S flæðisstillingarskjölgefur dæmi um-fermetra-rótarbreytingu sendis sem byggir á sendanda og stillingu fyrir lága-flæðisskerðingu.

Kvörðun er ekki það sama og að sannreyna flæðisnákvæmni

Þessi greinarmunur er einn sá mikilvægasti í DP flæðislykkju.

Tæknimaður getur beitt þekktum mismunaþrýstingi og staðfest að sendirinn mæli þá rétt. Það staðfestir þrýstingsmælinguna. Það sannar ekki að allt uppsett kerfi sé að reikna út rétt flæði.

Fullkomin sannprófun ætti að íhuga:

• aðal-einingategund og stærðargögn;
• rétta holu og pípumál;
• þrýstings-tappafyrirkomulag;
• skyndi-línuskilyrði;
• sendandi núll og DP svið;
• ferningur-rótarstillingar;
• DCS eða PLC mælikvarði;
• vökvaþéttleiki og bótainntak;
• verkfræðieiningar; og
• uppsett lagnaskilyrði í kringum frumeininguna.

Farið er yfir almennar kvörðunaraðferðir í þessumBestu starfsvenjur við kvörðun flæðimælis. Fyrir venjubundna umhirðu hljóðfæra, leiðbeiningar síðunnar umviðhald þrýstisendaveitir viðbótar viðhaldssamhengi.

Af hverju nákvæmur DP sendir getur samt gefið rangt flæði

Nákvæmni sendis er aðeins einn hluti af afköstum flæðis-kerfisins. Endanlegt útreiknað flæði veltur einnig á gæðum frum-þáttagagnanna, forsendum-ferliseignar, uppsetningu og merkjauppsetningu.

Til dæmis mun nákvæmur kvarðaður sendir enn tilkynna villandi flæði ef ein hvatlína er að hluta til stífluð. Sömuleiðis getur fullkomin DP mæling ekki leiðrétt rangt innslátt aðal-holastærð frumefnis eða vökvaþéttleika.

Þetta er ástæðan fyrir því að ekki ætti að meðhöndla sendiforskrift sem nákvæmniforskrift fyrir heildar DP flæðiskerfið. ISO 5167 felur beinlínis í sér ákvörðun á mælióvissu sem hluta af víðtækari mæliaðferðinni, frekar en að meðhöndla þrýstiskynjarann ​​sem eina óvissugjafann.

Algeng vandamál með DP flæði og hvað á að athuga fyrst

Impuls-línubilanir verðskulda sérstaka athygli vegna þess að sendirinn þekkir aðeins þrýstinginn sem berst til portanna. Það getur ekki sjálfkrafa vitað að þrýstilína leki eða hindri nema tiltekinn sendir hafi viðeigandi greiningu.

Hvenær er DP flæðismæling góður kostur?

DP mælingar eru enn hagnýtar fyrir margar iðnaðarvökva-, gas- og gufuþjónustur, sérstaklega þar sem ferlið notar nú þegar staðlaða frumþætti og starfsmenn verksmiðjunnar þekkja þrýstibúnað.

Það er ekki sjálfkrafa besta tæknin fyrir hverja þjónustu. Bera saman valkosti þegar forritið setur mikinn forgang á mjög lágt varanlegt þrýstingstap, beina massamælingu, erfiða leiðandi vökva, ó-uppáþrengjandi mælingar eða víðtækari nothæfri niðurfellingu en fyrirhugað DP kerfi getur skilað.

Gagnlegar samanburðarpunktar eru mahvirfilflæðismælarfyrir viðeigandi gufu- og vinnslu-vökvaþjónustu,varmamassastreymismælarfyrir viðeigandi lofttegundir, ografsegulstreymismælarfyrir leiðandi vökva.

Valið ætti að byrja á ferlisskilyrðum og mælingarmarkmiði, ekki með valinni senditækni.

Algengar spurningar

Mælir DP sendir flæði beint?

Nei. Hann mælir mismunaþrýsting beint. Rennslishraðinn er ályktaður af DP sem framleitt er af frumefni og útreikningsbreytum sem mælikerfið notar.

Hvers vegna er kvaðratrót DP notuð fyrir flæði?

Vegna þess að mismunaþrýstingur yfir hefðbundið frumefni breytist um það bil með veldi flæðishraða. Ef ΔP er í réttu hlutfalli við Q², þá er Q í réttu hlutfalli við √ΔP.

Jafnar 50% DP 50% flæði?

Nei. Undir grunnsambandi-rótarrótar samsvarar 25% af hönnunar-DP um það bil 50% af hönnunarflæði. Aftur á móti samsvarar 50% DP um 70,7% flæði.

Getur DP sendir mælt bæði vökva og lofttegundir?

Já, að því gefnu að aðal-einingin og sendikerfið henti forritinu. Gasmælingar krefjast oft frekari athygli á þrýstingi, hitastigi, þéttleika og þjöppunarhæfni.

Er hægt að nota DP sendi án opnaplötu?

Já. Opplötur eru aðeins ein tegund af frumefni. Einnig er hægt að nota venturí rör, stúta, keilumæla, fleygmæla, meðalþrýstibúnað og aðra viðeigandi DP-framleiðandi þætti, allt eftir hönnuninni.

Ætti ferningsrótarútdráttur- að fara fram í sendinum eða DCS?

Hvort tveggja getur verið gilt. Það sem skiptir máli er að staðsetning útreikningsins sé skjalfest og að fermetra-rótarútdráttur sé framkvæmdur einu sinni, ekki bæði í sendinum og móttökukerfinu.

Af hverju verður DP flæðismerki óstöðugt við lítið flæði?

Vegna þess að mismunadrifsþrýstingurinn sem myndast verður mjög lítill og ferningur-rótarútdráttur hefur mikla ávinning nálægt núlli. Ferlishávaði, litlar DP sveiflur og núllvillur geta því skapað tiltölulega miklar breytingar á reiknuðu flæði.

Er nákvæmni sendis jöfn flæðisnákvæmni?

Nei. Óvissa um flæðismælingar getur einnig falið í sér aðalþáttinn, mál, losunareiginleika, ferliþéttleika, þrýsting og hitastig, uppsetningu, þrýstikrana, högglínur og útreikningsstillingar.

Niðurstaða

DP sendir mælir flæði með því að skynja þrýstingsmuninn sem myndast yfir frumflæðishluta og umbreyta þeirri mælingu í flæði í gegnum fermetra-rótarsamband.

Mikilvæga mælingarkeðjan er:

Rennsli → frumefni → mismunadrif → DP sendir → flæðisútreikningur

Sendirinn er aðeins einn hluti af þeirri keðju. Áreiðanleg DP flæðismæling fer eftir réttri stærð frum-eininga, viðeigandi þrýstitöppun, hljóðstraumpípum, nákvæmum forsendum fyrir ferli-eiginleika, réttri fermetra-rótarstillingu og réttri gangsetningu.

Fyrir verkfræðivinnu, notaðu einfaldaða fermetra-rótartengslin til að skilja meginregluna, en notaðu viðeigandi staðal, samþykkt stærðargögn, sendandaskjöl og raunveruleg ferlisskilyrði þegar þú hannar eða staðfestir mælilykkju. Þessi greinarmunur á því að skilja meginregluna og staðfesta allt kerfið er það sem kemur í veg fyrir að virðist rétt DP merki verði rangt flæðisgildi.