מד זרימת דיזל מכאני

מהו מד זרימת דיזל מכאני?

מד זרימת דיזל מכני מודד את נפח הסולר העובר דרכו באמצעות חלקים נעים כמו גלגלי שיניים אובליים. הוא מספק מדידה ישירה ופיזית ללא רכיבים אלקטרוניים או אספקת חשמל, המשמש לעתים קרובות בשל עמידותו ופשטותו ביישומי ניהול דלק שונים. דלק יכול להיות בנזין, פטרו, דיזל, נפט, גפ"מ, דלק ביולוגי וכן הלאה.

עקרון מד זרימת סולר מכאני

מד זרימה מכני של דיזל פועל כמד זרימה חיובי. הוא מודד את זרימת הדלק על ידי לכידה ועקירה של נפח קבוע של דלק עם כל מחזור של הרכיבים הנעים שלו. כאשר הרכיבים הפנימיים נעים, הם מחליפים נפח קבוע של נוזל, וקצב זרימת הדלק הכולל נקבע על ידי ספירת מספר התזוזות.

כל מחזור של האלמנט הנע מחליף נפח . אם הרכיב הנע יסתיים מחזורים, הנפח הכולל של הדלק שעבר דרך מד הזרימה מחושב על ידי:

התנועה המכנית של הרכיב מועברת באמצעות מנגנון הילוכים אל מחוון, אשר לאחר מכן מזיז את המצביע על חוגה. חוגה זו מציגה את נפח הדלק הכולל שעבר דרך מד הזרימה.

יתרונות וחסרונות של מד זרימת דלק מכני

מד זרימת גלגלי שיניים אובלי הוא סוג של מד זרימה בעל תזוזה חיובית שהוא מד זרימת דלק מכני בשימוש נרחב המודד את זרימת המזוט על ידי לכידה חוזרת של נפח קבוע. ידוע בזכות הזרימה החד-כיוונית שלו, הוא מכונה "מד זרימה תזוזה חיובית" באזורים שונים. הוא מתהדר בהיסטוריה ארוכה ובישימות רחבה, עם יתרונות בולטים:

1. דיוק מדידה גבוה: משיג שגיאה יחסית של ±0.1% עד ±0.5%. דיוק מד זרימת הילוכים הסגלגל לא מושפע מסוג המזוט, צמיגות, צפיפות, מספר ריינולדס או אורך קטעי הצינור הישרים במעלה הזרם ומורד הזרם.

2. טווח מדידה רחב: מד זרימת ציוד סגלגל מסוגל להשיג דיוק של 0.5 בטווח של 10. הוא מספק מדידות מזוט מצטברות מדויקות, מה שהופך אותו למתאים ליישומי מדידת חומרים.

3. יעיל במספרים נמוכים של ריינולדס: מודד דלק בצמיגות גבוהה ובקצב זרימה נמוך עם דיוק גבוה, אפילו בתנאים של מספר ריינולדס נמוך, יכול לשמש כמד זרימת דלק בצמיגות גבוהה.

4. קטע צינור ישר קצר בעת התקנת זרימת דלק מכני: מתפקד ביעילות באתר עם דרישות מינימליות לקטעי צינור ישרים במעלה הזרם ומורד הזרם.

חסרונות של מד זרימת דלק מכני

עם זאת, ישנם מספר חסרונות הקשורים למדדי זרימת דלק מסוג תזוזה חיובית שיש לקחת בחשבון:

1. תפזורת ומורכבות: עבור אותה קיבולת זרימה, מדי זרימה בעלי תזוזה חיובית נוטים להיות מגושמים יותר בשל נפחם הגדול יותר ומספר רב יותר של רכיבים מכניים. תהליך ההרכבה מורכב יותר, מה שמוביל לעלויות ייצור גבוהות יותר.

2. רגישות למזהמים: מדי זרימת דלק אלו רגישים בדרך כלל לחלקיקים ומזהמים בדלק. התקנת מסנן במעלה הזרם עלולה להגביר את אובדן הלחץ. בנוסף, רכיבים כמו הרוטור והבית דורשים ניקוי תקופתי, מה שמוסיף למאמצי התחזוקה.

3. רגישות לשינויים בקצב הזרימה: שינויים תכופים בקצב הזרימה עלולים לפגוע בחלקים המסתובבים. חיוני להימנע מפתיחה או סגירה פתאומית של שסתומים ליד מד הזרימה של הסולר, שכן פעולות כאלה עלולות להוביל לנזק למכשיר אם לא מנוהלות כראוי על ידי המפעיל.

למרות מגבלות אלו, מדי זרימת תזוזה חיובית נותרו מכשיר מדידת זרימת דלק בשימוש נרחב ואמין בשל הדיוק הגבוה וחיי השירות הארוכים שלהם. הם מועסקים בדרך כלל בתעשיות כמו מדידת נפט ומסחר, ייצור קל, עיבוד מזון ומגזרים אחרים.

מפרט טכני של מד זרימת דלק מכני

• הפרמטרים הטכניים העיקריים של מדי זרימה נפחיים כוללים: קוטר נומינלי, נוזל מדיד, טווח זרימה, דיוק, לחץ נומינלי, טווח טמפרטורת פעולה וכו'
• גודל מד זרימת דלק מכני: מ-DN10 עד DN250.
• דיוק: אפשרות 0.5% (סטנדרטית) עם 0.2%
• טווח טמפרטורת דלק: -20 ~ 120 ℃
• הצמיגות המקסימלית לדלק היא 4000 cp
• חומר מד זרימה: ברזל יצוק, פלדה יצוקה, אפשרויות נירוסטה.
• דירוג לחץ: סטנדרטי 232 psi, לחץ דלק מקסימלי הוא 914 psi.
• החיוג יכול להיות עם פונקציית סה"כ מצטברת, או אפשרות עם פונקציית סה"כ הניתנת לאיפוס כפי שמראה התמונה למטה.

ניתוח שגיאות של מד זרימת דלק מכני

כדי לבצע ניתוח שגיאות מדויק של מדי זרימת דלק מכניים, יש לקחת בחשבון מספר גורמים קריטיים. בהנחה שדיוק העיבוד וההרכבה מתקיימים, המקורות העיקריים לטעות שיטתית כוללים דליפה או החלקה, הנובעת מהמרווח בין אלמנט המדידה (כגון רוטור, מגרד או בוכנה) לבין החלל הפנימי של הבית. גורם משמעותי נוסף הוא השינוי בנפח תא המדידה, שיכול להתרחש עקב דפורמציה של הדיור הנגרם מלחץ נוזלים, מתח מכני ותנודות טמפרטורה.

הדליפה מושפעת מגודל הרווח, צמיגות הנוזל והפרש הלחץ בין הכניסה והיציאה של מד הזרימה (הקשור להתנגדות התנועה של אלמנט המדידה, מנגנון ההולכה והתנגדות הזרימה של הנוזל בתוך הבית). בעוד שצמצם את הפער יכול להפחית את הדליפה, זה גם מגביר את מורכבות הייצור ומסכן את חסימת הרכיבים הנעים, או לכל הפחות, להעלות את ההתנגדות. לפיכך, לא ניתן למזער את הפער ללא הגבלת זמן. התנגדות הרוטור לסיבוב, שעליה מתגבר הפרש הלחץ בין הכניסה והיציאה, יחד עם אובדן הלחץ הנגרם מצמיגות הנוזל בתוך תא המדידה, תורם להפרש הלחץ הכולל שמניע את דליפת הנוזל דרך הרווח. גורמים כמו הגדלת הפער, ירידה בצמיגות, הגדלת הפרש הלחץ, הגדלת הצפיפות והתנגדות סיבובית מוגברת, כולם מחמירים את הדליפה. עבור מדי זרימה נפחיים בעלי דיוק גבוה, מזעור דליפה חיוני, המחייב את הרוטור להסתובב בחופשיות עם מומנט התנגדות מינימלי, הבטחת הפרש לחץ קטן, שמירה על מרווח קטן כראוי, ובחירת נוזל עם צמיגות מתונה.

כדי למזער את שינוי הנפח של תא המדידה עקב דפורמציה של המעטפת, ניתן לאמץ מספר אסטרטגיות: הגברת קשיחות המעטפת להפחתת עיוות הנגרם על ידי לחץ, בחירת חומרים עם מקדמי התפשטות תרמית נמוכים ותואמים היטב הן למעטפת והן לרוטור, והבטחת תקין התקנה כדי למנוע עיוות הנגרם על ידי מתח התקנה.

אם צמיגות הנוזל הנמדד חורגת משמעותית מזו של נוזל הכיול, מרווח השגיאה של מד הזרימה יגדל. כדי למתן זאת, כיול מד הזרימה עם נוזלים בעלי צמיגות משתנות - הן נמוכות וגבוהות מהנוזל בפועל - מאפשר תיקונים בשיטת אינטרפולציה במהלך הפעולה בפועל.

שיקול בחירת מד זרימת דלק מכני

בעת בחירת מדי זרימה נפחיים, במיוחד עבור יישומים כמו מדידת מוצרי מזוט, סחר וחשבונאות חומרים, יש לשקול היטב כדי להבטיח ביצועים ודיוק מיטביים. יש להקפיד על ההנחיות הבאות:

• 1. דרישות דיוק גבוה: עבור יישומים הדורשים דיוק גבוה, חיוני לבחור מד זרימת דלק בדיוק מתאים. אם הנוזל מכיל זיהומים, יש להתקין מסנן במעלה הזרם של חיישן הזרימה. בנוסף, רצוי להתקין מד לחץ או מד לחץ דיפרנציאלי הן בכניסה והן ביציאה של המסנן. הגדרה זו מאפשרת ניקוי בזמן של המסנן כאשר מזוהה עלייה משמעותית בהפרש הלחץ. בחירה נכונה של ציוד עזר, כגון פילטרים, מחלימי אוויר ושסתומי סימון, חשובה לא פחות מהבחירה הנכונה של מד זרימת הדלק המכני עצמו.
• 
  
• 2. שיקולי כיוון זרימה ומעקף: מדי זרימת דלק מכניים מסוג תזוזה חיובית מאפשרים בדרך כלל זרימת נוזלים בכיוון אחד בלבד. לכן, כאשר נדרשת זרימה הפוכה (למשל, במהלך טאטוא קו), יש להפעיל צינור עוקף כדי למנוע נזק למד זרימת הדלק כתוצאה מזרימה הפוכה. כדי להקל על התחזוקה, כמו ניקוי המסנן או מד הזרימה מבלי לשבש את זרימת הנוזלים או ייצורו, מומלץ להתקין צינור עוקף מקביל הניתן לפתיחה לפי הצורך. יש לבחור ולרכוש בקפידה את האביזרים המתאימים.

• 3. מניעת סתימה ומיתוג אוטומטי: זיהומים בדלק עלולים לחסום את הרוטור של מד הזרימה הנפחי, ועלול לעצור את זרימת הנוזל ולהוביל לשיבושים בתהליך. במקרים כאלה, יש לשלב מערכת מיתוג אוטומטית. התקנת אזעקת לחץ דיפרנציאלי בין הכניסה והיציאה של מד הזרימה יכולה להתריע למפעילים כאשר הרוטור חסום, ולהפעיל את צינור העוקף כדי להבטיח זרימת שמן מזוט רציפה. על המתכננים לשלב מערכת מיתוג אוטומטית בעת ציון מד הזרימה.
• 4. קצב זרימה ושלמות מכנית: בהתחשב בכך שסוג זה של מד זרימה מורכב ממספר חלקים נעים, פעולה במהירויות גבוהות מדי עלולה לגרום לנזק מכני. לכן, בעת בחירת המפרט של מד זרימת המזוט, חשוב לא להפעיל את חיישן זרימת הדלק בקצוות העליונים או התחתונים של טווח הזרימה שלו, שכן הדבר עלול לפגוע ברמת הדיוק. טווח הפעולה המומלץ הוא בין 20% ל-80% מגבול הזרימה העליון של המונה. אם זה מאתגר לאזן בין קוטר מד זרימת דלק וטווח זרימה, יש לתת עדיפות לשמירה על טווח העבודה האופטימלי של הזרימה, עם התאמות של קוטר קטע המדידה במידת הצורך (למשל, שימוש במפרק מפחית).
• 5. טיפול במדיה מיוחדת: עבור מדיה מיוחדת, כגון זרימות דו-פאזיות או נוזלים קורוזיביים, יש לבחור מד זרימה נפחי מיוחד. עם זאת, יש לציין כי המפרטים הזמינים עבור מונים כאלה מוגבלים לעתים קרובות. במקרים בהם אפשרויות סטנדרטיות אינן מספיקות, ייתכן שיהיה צורך להתייעץ עם היצרן כדי לדון בפתרונות מותאמים אישית.

התקנה, שימוש ותחזוקה של מד זרימת דלק מכני

בעת התקנה ותחזוקה של מדי זרימת שמן מזוט מסוג נפח, במיוחד עבור יישומים הכוללים מדידות מדויקות כגון סחר או משלוח סטנדרטי, הקפדה על ההנחיות הבאות חיונית כדי להבטיח ביצועים מדויקים ואריכות ימים:

1. בחירת אתר ההתקנה: אתר ההתקנה צריך להתאים להנחיות התפעול של מד זרימת הדלק, באופן אידיאלי להיות בתוך הבית. אם יש צורך בהתקנה חיצונית, יש להשתמש במתחם מגן כדי להפחית את ההשפעות של חשיפה סביבתית. עבור אתרים עם דרישות חסינות פיצוץ, בחר מד זרימה שעומד בדירוג ההגנה הנדרש לפיצוץ.

2. אמצעי זהירות בהתקנה: ודא שכיוון הזרימה המצוין על מד זרימת הדלק מתיישר עם זרימת הנוזל בפועל, כגון בנזין, סולר. במידת הצורך, התקן שסתום סימון כדי למנוע זרימה הפוכה, למעט מקרים שבהם מד זרימה דו-כיווני תוכנן במיוחד למטרות כאלה. לפני ההתקנה, יש לנקות היטב את הצנרת במעלה הזרם, ולאחר מכן להתקין מסנן ומד הזרימה. במקרים מסוימים, ייתכן שיהיה צורך במסיר אוויר. השסתום המשמש לוויסות זרימת הסולר צריך להיות ממוקם במורד מד הזרימה כדי לשמור על צינור מלא במלואו במהלך הפעולה. בעת חיבור מד הזרימה לצנרת, הימנע מהפעלת לחץ מכני על בית המד שעלול לגרום לעיוות. יש לתמוך היטב בצינור כדי למנוע תנועה, ויש לספק מרווח מספיק סביב מד הזרימה לגישה לתחזוקה.

3. בדיקה לפני התקנה: עבור מדי זרימת דלק המשמשים ביישומי מסחר או מדידה מדויקת, יש לוודא את הביצועים המטרולוגיים לפני ההתקנה. יש להתקין את מד זרימת הסולר רק לאחר אישור דיוקו והבטחת פעולתו בטווח הזרימה האופטימלי, כפי שמצוין בתעודת הכיול.

4. הפעלה: בעת הפעלת מד זרימת הדלק מסוג PD, פתח וסגור את השסתומים בהדרגה כדי למנוע תנודות לחץ פתאומיות שעלולות לפגוע במכשיר המדידה. במהלך השימוש הראשוני, ודא שקצב זרימת הדלק בפועל נמצא בטווח שצוין עבור מד הזרימה, והתאם את מפרטי התקן מד הזרימה במידת הצורך.

5. פיצוי עבור תנאים סטנדרטיים: מדי זרימה נפחיים מודדים את זרימת נפח הדלק בתנאי הפעלה בפועל (לחץ וטמפרטורה). עם זאת, לעתים קרובות יש לדווח על מדידות כזרימת נפח או מסה בתנאים סטנדרטיים. זה דורש מדידה בו זמנית של טמפרטורה ולחץ, כאשר האותות מוזנים למכשיר תצוגה מפצה כדי לחשב ולהציג את ערכי הזרימה המתוקנים בתנאים סטנדרטיים (בדרך כלל 20 מעלות צלזיוס ואווירה סטנדרטית אחת). על המשתמשים להיות זהירים במיוחד כאשר מפרשים קריאות מד זרימה עבור גזים, מכיוון שהדיוק נפגע ללא פיצוי טמפרטורה ולחץ.

6. תחזוקה: בשל נוכחותם של חלקים נעים רבים, שימון קבוע של מיסבים ונקודות חיבור גלגלי שיניים חיוני לשמירה על הגמישות, הדיוק וחיי השירות של מנגנון ההילוכים. לאורך זמן, יש לנקות מסננים ומסלקי אוויר מפסולת ומשקעים כדי לשמור על יעילותם.

7. כיול וניטור: כדי לשמור על דיוק המדידה ולאתר בעיות פוטנציאליות מוקדם, יש לכייל את מד הזרימה באופן קבוע בהתאם לדרישות רשות המדידה או לתקופת התוקף של תעודת הכיול. אם זה אפשרי, נקה את פנים מד הזרימה מעת לעת כדי להבטיח שהוא יישאר במצב עבודה אופטימלי.

8. ניטור רוטור: מרכיבי הרוטור של מדי זרימה נפחיים נמצאים במגע ישיר עם הנוזל ומסתובבים במהירויות גבוהות, מה שהופך אותם לרגישים לחסימה, זיהום, חסימה ובלאי. כדי לנטר תנאים אלה, יש להתקין מד לחץ דיפרנציאלי בכניסה וביציאה של מד הזרימה. השתמש בקריאת הלחץ ההפרש בזרימה מקסימלית במהלך פעולה רגילה כבסיס לניטור. אם הלחץ ההפרש הופך מוגזם בזרימה מקסימלית, מד זרימת הדלק עשוי לדרוש בדיקה.

9. תמיכת יצרן מדי זרימת דלק: בהתחשב במגוון העיצובים של מדי זרימה נפחיים ומצבי כשל פוטנציאליים, חיוני לעיין ביסודיות במדריך למשתמש. במקרה של תקלה לא מזוהה, פנה ליצרן מד זרימת הדלק לקבלת סיוע בתיקונים וכיול.

10. מניעת סכסוכי מדידה: ביישומי מדידת סחר, כדי למנוע מחלוקות, על המחלקה המטרולוגית לאבטח את מנגנון התאמת השגיאות של מד הזרימה עם אטימה או מנעול. יש להגדיר בבירור את תקופת האימות, ויש לכייל את המונה באופן קבוע כנגד תקן דיוק גבוה יותר, אולי בתחנת מדידה מוסמכת.