اوریفیس پلیت / orifice plate
المان اولیه ی فلومتر های اوریفیس، یک صفحه فلزی تخت سوراخ شده به نام صفحه اوریفیس(Orifice plate) می باشد.این صفحه یک محدودیت در مقابل عبور جریان خط ایجاد می کند.همانطور که سیال در حال عبور از این سوراخ است، سرعت آن زیاد شده و فشار آن در قسمت پایین دستی (Down Stream) کاهش می یابد.مقدار افت فشار بستگی به نرخ فلو و همچنین سایز سوراخ صفحه اوریفیس دارد .افت فشار در یک اورفیس نشانگر یک اتلاف انرژی است.
صفحه اوریفیس
نصب یک صفحه اوریفیس کاملا ساده است.اما این صفحه بایستی دقیقا به اندازه ابعاد مورد نیاز برای کاربرد خاص سوراخ شود.صفحات اوریفیس با سوراخ های مختلف در جداول ارائه شده برای اندازه گیری موجود می باشند.برای استفاده از جداول و ضرایب با دقت قابل قبول،صفحه ها بایستی مطابق یا محدودیت های زیر ماشین کاری(پرداخت) شوند.
- ضخامت:نباید بیشتر از ۱/۸ قطر سوراخ اوریفیس و یا بیشتر از ۱/۵ قطر لوله باشد.
- لبه بالادستی(Upstream):باید دایره ای و تیز باشد.
- سطح بالادستی:بایستی کاملا صاف و تخت باشد.
- مرکزیت(Concentricity):صفحه بایستی در حدود ۳% قطر داخلی لوله،هم مرکز شود.
– انواع مختلف صفحه اوریفیس در شکل زیر نشان داده شده است.
مادامی که برای جلوگیری از خم شدن و تغییر شکل صفحه اوریفیس ناشی از فشار بیش از حد جریان مجبور به انتخاب صفحه با ضخامت بیشتر هستیم بایستی که قسمت بالادستی مربوط به اوریفیس کاملا دایره ای و تیز بوده و لبه پایین دستی آن نیز تحت زاویه ۴۵ درجه برش خورده باشد.
اوریفیس های خارج از مرکز (Eccentric) و قطعه ای (Segmental) برای غلبه بر مشکلات مربوط به سیالاتی که حاوی ذرات جامد می باشند (سوسپانس) استفاده می شوند.
برای سایز های مختلف صفحات اوریفیس یک رابطه مستقیم بین جریان عبوری از صفحه اوریفیس و افت فشار ناشی از عبور فلو از صفحه اوریفیس وجود دارد.
حال بررسی می کنیم که در نقطه ۱ و ۲ در شکل ذیل چه اتفاقاتی می افتد.
اوریفیس پلیت / orifice plate
در نقطه ۱ سیال به وسیله صفحه اوریفیس آشفته می شود، در این نقطه سرعت فلو برابر با V1 و سطح مقطع A1 می باشد . در نقطه ۲ سیال دارای بیشترین سرعت ممکن V2 و سطح مقطع A2 (که A2 کمتر از A1 است) می باشد.نقطه ۲ به نام Vena Contractaنامیده می شود .Vena Contracta نقطه ای است که در آن سطح مقطع به حداقل و سرعت حداکثر می رسد.
تئوری برنولی(Bernoulli’s Theorem)
با بکار بردن قانون برنولی در مورد شکل بالا خواهیم داشت:
E1=E2=انرژی پتانسیل + انرژی جنبشی + انرژی فشاری
پارامتر های موجود در عبارت بالا عبارتند از:
E1=Energy before orifice………….……….……..انرژی قبل از اوریفیس
V1=Velochty upstream of the orifice…………… سرعت قبل از اوریفیس
P1=Pressure before orifice……………………..…فشار قبل از اوریفیس
Z1=Elevation before orifice…………………..…..ارتفاع قبل از اوریفیس
Rho1=Fluid density ………………………….……….…..……دانسیته سیال
و
E2=Energy before orifice………….……….……..انرژی بعد از اوریفیس
V2=Velochty upstream of the orifice…………… سرعت بعد از اوریفیس
P2=Pressure before orifice……………………..…فشار بعد از اوریفیس
Z2=Elevation before orifice…………………..…..ارتفاع بعد از اوریفیس
Rho2=Fluid density ………………………….……….…..……دانسیته سیال
که برای سیال Rho1=Rho2 و برای لوله افقی Z1=Z2 است.
که با جایگذاری در رابطه بالا و همچنین اینکه دبی عبوری از هر دو سطح مقطع یکسان است و همچننی Q=V*A به رابطه زیر می رسیم:
با توجه به رابطه به دست آمده میبینیم که دبی سیال با جذر اختلاف فشار رابطه مستقیمی دارد.
سایت نقطه کنترل در ادمه نظر شما عزیزان را به مطالعه مطالب گردآوری شده زیر دعوت مینماید.
مطلب شماره یک کلیک نمایید.
مطلب شماره دو کلیک نمایید.
مطلب شماره سه کلیکنمایید.
مطلب شماره چهار کلیک نمایید.
