תוֹכֶן הָעִניָנִים
מה זה מד זרימת טורבינה והיסטוריה של TUF
זרימת טורבינה מדידת יישומים רחבים ברחבי העולם
עדכון טכנולוגיית הזרימה של מד זרימת טורבינה כל הזמן
עקרון עבודה של מד זרימת טורבינה
מהי הנוסחה לחישוב טורבינה?
איך מחשבים מקדם/מקדם מד זרימת טורבינה?
יתרונות וחסרונות של מד זרימת טורבינה
סוגי מדי זרימת טורבינות
מבנה חיישן זרימת טורבינה
דיוק של מד זרימת טורבינה
בחירת טווח זרימה של מד זרימה טורבינה
רמת דיוק מד זרימה עבור יישומים שונים
אילו נוזלים ניתן למדוד על ידי מד זרימת טורבינה?
דרישות מד זרימת טורבינה לצמיגות נוזל
דרישות לצפיפות גז למד זרימת טורבינת גז
המרה של זרימת נפח לזרימת מסה
יישום איזה מד זרימת טורבינה אינו מתאים
עלות בעת בחירת מד זרימת טורבינה
שלבים לבחירת מד זרימת טורבינה
אמצעי זהירות בהתקנה
תקנים ונהלי אימות

Turbine flow meter construction
|
1-Fastener; |

עקומה אופיינית של מד זרימת טורבינה
גורם חיישן זרימת הטורבינה מאומת על ידי מכשיר כיול הזרימה. הוא מתעלם לחלוטין ממנגנון הזרימה של הנוזל בתוך החיישן. הוא מתייחס לחיישן כאל קופסה שחורה וקובע את מקדם ההמרה שלו בהתבסס על הקלט (קצב הזרימה) והפלט (אות הדופק בתדר). זה יישום מעשי נוח. עם זאת, יש לציין כי מקדם המרה זה (מקדם מכשיר) הוא מותנה, ותנאי הכיול שלו הם תנאי ייחוס. אם הוא יחרוג ממקדם מותנה זה במהלך השימוש, המקדם ישתנה. השינוי תלוי בסוג חיישן זרימת הטורבינה, בתנאי התקנת הצינור ובפרמטרים הפיזיים של הנוזל.
חוקרים בסין ומחוצה לה הציעו משוואות זרימה תיאורטיות רבות, אשר ישימות למבנים שונים של חיישני זרימת טורבינות ותנאי עבודה נוזליים. עד כה, המאפיינים ההידרודינמיים של מאפייני מד זרימת טורבינה עדיין אינם ברורים במיוחד, ויש להם קשר מורכב עם תכונות פיסיקליות של נוזל ומאפייני זרימה. לדוגמה, כאשר לשדה הזרימה יש מערבולות וחלוקת מהירות אסימטרית, המאפיינים ההידרודינמיים מורכבים מאוד. לא ניתן לגזור את גורם הזרימה של מד הטורבינה על ידי נוסחה תיאורטית, ועדיין יש לקבוע את מקדם זרימת הטורבינה על ידי אימות זרימה בפועל. עם זאת, למשוואת הזרימה התיאורטית יש משמעות מעשית רבה. זה יכול לשמש כדי להנחות את התכנון של פרמטרים של מבנה החיישן ואת החיזוי וההערכה של חוק השינויים במקדם המכשיר כאשר תנאי השימוש בשטח משתנים.






באופן כללי, מד זרימת טורבינה נבחר בעיקר בשל הדיוק הגבוה שלו עדיין במחיר נמוך. נכון לעכשיו, הדיוק של מד זרימת טורבינת TUF הוא בערך כדלקמן: עבור מדידת נוזלים במד זרימת טורבינות, השוק הבינלאומי הוא ±0.5%R ו-±1%R, עבור מכשירי מדידת זרימת גז, הוא ±1%R ו-±1.5 %R. הדיוק לעיל מתייחס לטווח של 6:1 או 10:1. פרמטרים אופייניים של חיישני זרימת טורבינה מ-Silver Automation Instruments מוצגים בטבלה למטה. בנוסף להיותו קשור לאיכות המוצר עצמו, הדיוק קשור קשר הדוק גם לתנאי השימוש.
אם הטווח מצטמצם, ניתן לשפר את הדיוק; במיוחד עבור מדי זרימה סטנדרטיים המשמשים כמכשירי זרימה סטנדרטיים, אם משתמשים בהם בנקודות קבועות, ניתן לשפר מאוד את הדיוק.
ככל שהדיוק של מד הזרימה גבוה יותר, כך הוא רגיש יותר לשינויים בתנאים במקום. על מנת לשמור על הדיוק הגבוה שלו, נדרש עיבוד מיוחד של מקדם המכשיר. שיטת עיבוד אחת היא מה שנקרא שיטת עיבוד צף מקדם מכשירים. כלומר, התנאים הבאים באתר מעובדים בזמן אמת: א) הצמיגות מושפעת מהטמפרטורה; ב) הצפיפות מושפעת מלחץ וטמפרטורה; ג) יתירות אות חיישן (חיישן מוציא שני אותות, והיחס ביניהם מנוטר); ד) יציבות ארוכת טווח של המקדם (נקבע על ידי טבלת בקרה) וכו'.
למדידת אחסון סחר ומסירת הובלה, מכשירי אימות מקוונים מצוידים לעתים קרובות כדי להקל על אימות קבוע.
דיוק המכשיר המופיע במדריך ההוראות של יצרן מד הזרימה של מד הטורבינה הוא השגיאה הבסיסית. יש להעריך את השגיאה הנוספת באתר, והשגיאה באתר צריכה להיות השילוב של השניים.
לבחירת טווח הזרימה של מד זרימת טורבינה יש השפעה רבה על הדיוק וחיי השירות שלו. בדרך כלל, המהירות התואמת לזרימה המקסימלית במהלך הפעולה לא צריכה להיות גבוהה מדי. תנאי השימוש מחולקים לפעולת מדידת זרימה רציפה ופעולת מדידת זרימה לסירוגין. פעולה רציפה פירושה שזמן העבודה עולה על 8 שעות ביום, והפעלה לסירוגין פירושה שזמן העבודה הוא פחות מ-8 שעות ביום. עבור פעולה רציפה, יש לבחור את הזרימה המקסימלית בגבול התחתון של זרימת הגבול העליון של מכשיר הזרימה, בעוד עבור פעולה לסירוגין; ניתן לבחור חיישן זרימת טורבינה בגבול הגבוה יותר. בדרך כלל, עבור מדידת זרימה רציפה, הזרימה המקסימלית בפועל מוכפלת ב-1.4 כזרימת הגבול העליון של טווח הזרימה, בעוד שבפעולה לסירוגין, היא מוכפלת ב-1.3.
אם הקוטר של חיישן זרימת הטורבינה אינו עולה בקנה אחד עם קוטר צינור התהליך, יש לשנות את הצינור עם מפחית וצינור ישר בקוטר שווה.
עבור צינורות תהליכים עם קצבי זרימה נמוכים, קצב הזרימה המינימלי הופך לנושא הראשון שיש לקחת בחשבון בעת בחירת גודל חיישן זרימת הטורבינה. בדרך כלל, קצב הזרימה המינימלי בפועל כפול 0.8 משמש כקצב הזרימה הגבול התחתון של טווח הזרימה, מה שמותיר מרווח מסוים. אם משדר זרימת הטורבינה מצויד בפונקציית ליניאריזציה מפולחת, כאשר ערך הגבול התחתון של זרימת החיישן אינו יכול לעמוד בקצב הזרימה המינימלי בפועל, יש לדרוש מיצרן מד זרימת הטורבינה לבצע כיול זרימה בקצב הזרימה המינימלי בפועל ובקרבתו. והזן את מקדם המכשיר הנמדד במשדר זרימת הטורבינה, כך שניתן להפחית את ערך הגבול התחתון של הזרימה של המכשיר תוך שמירה על דיוק המדידה.
הדרישות לרמת הדיוק של המכשיר צריכות להיות זהירות ויש לשקול אותן מנקודת מבט כלכלית. לדוגמה, למכשיר הסדר הסחר לצינורות נפט (גז) בקוטר גדול יש משמעות כלכלית רבה, ומשתלם להשקיע יותר במכשיר. באשר לנפח השידור הקטן או בקרת התהליך, נדרשת רק רמת דיוק בינונית, ואין לשאוף בצורה עיוורת אחר דיוק גבוה. החיישן הבטוח בפני פיצוץ תואם לדגם וליצרן מחסום הבטיחות, והרמה חסינת הפיצוץ ומספר האישור נבדקים. אם ברצונך להציג זרימת מסה (או זרימת נפח בתנאים סטנדרטיים), עליך לבחור חיישן לחץ, טמפרטורה או מד צפיפות או לבחור במד זרימת מסה ישירות. מכשיר התצוגה של מד הזרימה הטורבינה כלול כעת במחשב הזרימה המבוסס על מיקרו-מעבד שיכול לתקשר עם המחשב המארח. המכשיר עדיף בהרבה על תצוגת זרימת הטורבינה הישנה מבחינת פונקציות המכשיר והיקף ישים. נכון להיום, כל סוגי מדי הזרימה המשמשים למדידת סחר נוטים להיות מצוידים בהתקני תצוגה לקריאה ישירה. לא רק שיש תצוגה של מדידה כוללת, אלא שניתן להוסיף גם מפצה (מחשב זרימה מתפקד במלואו) כדי להוציא אותות שידור מרחוק.
מד זרימת טורבינה דורש שהנוזל חייב להיות נקי (או ביסודו נקי), חד פאזי ובעל צמיגות נמוכה. דוגמאות לנוזלים נפוצים הם כדלקמן: כולל מד זרימת טורבינה למים, סולר, אוויר, חמצן, מימן בלחץ גבוה, חלב, קפה וכו'; פטרוכימיקלים: בנזין, נפט קל, דלק סילוני, דיזל קל, נפטא, אתילן, פוליאתילן, סטירן, גז נוזלי, פחמן דו חמצני וגז טבעי; פתרונות כימיים: אמנול, וכו'; נוזלים אורגניים: אלכוהול, אתר, בנזן, טולואן, קסילן, בוטאדיאן, פחמן טטרכלוריד, מתילאמין, אקרילוניטריל וכו'; נוזלים אנאורגניים: פורמלדהיד, חומצה אצטית וכו'. עבור מדיה קורוזיבית, יש לשים לב לבחירת החומרים המשמשים. לא מומלץ להשתמש בחומר עם זיהומים רבים או בחומר שוחק.
מד זרימה של טורבינת נוזלים הוא מד זרימה רגיש לצמיגות. האיורים למטה מציגים את הקשר בין הצמיגות למקדם המכשיר של נוזלי הלהב הישר והלהב הספירלי TUF, בהתאמה. ניתן לראות מהאיור שכאשר צמיגות הנוזל עולה, האזור הליניארי של מקדם המכשיר הופך צר יותר וקצב הזרימה הגבול התחתון קטן יותר.


עבור נוזלים, משתמשים בדרך כלל במים כדי לכייל את חיישן זרימת הטורבינה. כאשר הדיוק הוא 0.5, ניתן להשתמש בו עבור נוזלים מתחת ל-5×10-6mm²/s מבלי להתחשב בהשפעת הצמיגות. כאשר צמיגות הנוזל גבוהה מ-5×10-6mm²/s, ניתן לכייל אותו עם נוזל בעל צמיגות שווה מבלי לבצע תיקוני צמיגות. בנוסף, ניתן לנקוט באמצעים מסוימים כדי לפצות על השפעת הצמיגות, כגון צמצום טווח השימוש, הגדלת הגבול התחתון של קצב הזרימה, או הכפלת מקדם המכשיר במקדם תיקון מספר ריינולדס וכו'.
השפעת הצמיגות על מקדם המכשיר קשורה לסוג מבנה החיישן ולפרמטרים, לגודל הצמצם וכו'. ישנן מספר דרכים לבטא את השפעת הצמיגות על מקדם המכשיר: הקשר בין מקדם המכשיר למספר ריינולדס, הקשר בין מקדם המכשיר ותדירות הפלט במספר צמיגות והקשר בין מקדם המכשיר ליחס תדר הפלט חלקי הצמיגות הקינמטית וכן הלאה. לחלק מיצרני מדי הזרימה של טורבינות יש את המידע הזה, אבל לא לכל היצרנים יש את זה.
ביישום של תעשיית הנפט, TUF כבר מקודם והשתמשו בגלל כמה מאפיינים בהשוואה למד זרימה נפחי.
המאפיינים העיקריים הם קל משקל, מבנה פשוט וקומפקטי, יכולת זרימה גדולה, תחזוקה קלה, סובלנות לזיהומים מסוימים מבלי לחסום את תעלת הזרימה ובטיחות מעולה. כבר בשנות ה-60, שדה הנפט של הים הצפוני בבריטניה השתמש ב-TUF למדידת נפט גולמי, וגם טוקיקו היפנית השיקה TUF מסוג Porter עם צמיגות רחבה למדידת נפט כבד.
מד זרימת טורבינת גז מתייחס בעיקר להשפעה של צפיפות הנוזל על גורם המכשיר. השפעת הצפיפות היא בעיקר באזור הזרימה הנמוכה, כפי שמוצג באיור למטה. הגדלת הצפיפות (כלומר עליית לחץ) גורמת לחלק הקו הישר של העקומה האופיינית להתרחב לאזור הזרימה הגבול התחתון, טווח החיישן מורחב, והלינאריות משתפרת. אם מד הזרימה של טורבינת הגז מכויל באוויר בלחץ רגיל, לחץ העבודה של המדיום הנמדד שונה במהלך השימוש, וזרימת הגבול התחתון שלו מחושבת לפי הנוסחה הבאה


לחץ גז ויחס שגיאת גורם
מד זרימת טורבינה מודד את זרימת הנפח בפועל. בין אם זה איזון חומרים או מדידת אנרגיה, יש צורך למדוד את זרימת המסה (כלומר זרימה סטנדרטית). יש להמיר את קצב זרימת הנפח בתנאי זה) על ידי הנוסחה הבאה: 
בנוסחה
qv,qvn – זרימת נפח בלחץ פעולה ולחץ סטנדרטי, m3/h
P,T,Z-בתנאי פעולה לחץ מוחלט (Pa), טמפרטורה תרמודינמית (K) ומקדם דחיסות הגז
Pn,Tn,Zn- הם בהתאמה הלחץ המוחלט (Pa), הטמפרטורה התרמודינמית (K) ומקדם דחיסות הגז בתנאים סטנדרטיים.


כאחד ממדדי הזרימה העיקריים ליישוב סחר במדידת אנרגיה, מד זרימת טורבינות מייחס חשיבות רבה לגיבוש מסמכים משפטיים בכל העולם, מכיוון שהוא מהווה בסיס חשוב להסדרת הקשר בין היצע וביקוש. ארגון התקינה הבינלאומי (ISO) מפרסם תקנים בינלאומיים ISO 2715, ISO 9951, והארגון הבינלאומי למטרולוגיה משפטית (OIML) מפרסם המלצות בינלאומיות R6, R32.
ISO 2715 הוא המפרט למדידת TUF נוזלית של פחמימנים נוזליים. הוא קובע את בחירת מדי זרימה וציוד עזר, תנאי זרימה, התקנת צנרת וחיבורי חשמל, וכן ביצועים, שימוש ותחזוקה של מדי זרימה.
ISO 9951 הוא תקן TUF הבינלאומי לגז, המפרט את מבנה המכשיר, בדיקת הלחץ, מאפייני מד הזרימה, מכשיר הקריאה, כיול שדה, אובדן לחץ, דרישות התקנת קטעי צינור וכו'. בפרט, כדי לענות על הצרכים של התקנת שטח, מד זרימה נדרש להתקין ללא קטע צינור ישר ארוך תחת הפרעות זרימה חמורות, מה שמציב דרישות גבוהות ביותר לביצועי מוצר מד הזרימה, דבר נדיר יחסית בקרב מדי זרימה.
OIML R6, R32 הן המלצות בינלאומיות לגז TUF. מנקודת המבט של מכשירי מדידה, בנוסף לתקנות מבנה מדי זרימה כלליות ותקנות ביצועים, הם גם קובעים הוראות ברורות לאישור סוג, כיול ראשוני וכיול שלאחר מכן.
התקנים של מדינות תעשייתיות מפותחות כגון API 2534, AGA NO7, JIS Z8765, JIS B7501 וכו' ב-TUF הם סיכומים של שנים רבות של שימוש מעשי. הם מעשיים מאוד ומוכרים ברמה בינלאומית.
סין מייחסת חשיבות רבה גם לגיבוש תקנים ותקנות TUF. כבר בשנות ה-80 הוכרז תקן התעשייה TUF. התקן קובע מינוח, סיווג, דרישות טכניות, שיטות בדיקה וכללי בדיקה, ומציג דרישות התקנה, השפעת טמפרטורת הנוזל, שינויי לחץ וצמיגות על מקדמי המכשיר בנספח. התקן תוקן בשנת 1999. סין פרסמה את תקנות האימות בתחילת שנות ה-80, והוא תוקן מספר פעמים. בנוסף, TUF, כמונה הסטנדרטי של התקן תקני זרימה בשיטת מד, גיבש תקנת אימות מיוחדת.
מד זרימת טורבינה נוזלית2017/04/12מד זרימת טורבינה נוזלית הוא מעין מד זרימה דיגיטלי בעלות נמוכה לסולר, בנזין, מים ושמן דקלים. זה נוזל נקי, צמיגות נמוך, שאינו מאכל.צפה
מד זרימת טורבינת גז2017/04/12מד זרימת גז חזק לגז טבעי, גפ"מ, מדידת זרימת ביוגז. חקירת גז מד זרם TUF עם EVC ישירות מייצור סין.צפה
מד זרימה של טורבינה נוזלית היגיינית סניטרית2018/11/21מד הזרימה היגייני לטורבינה מיועד למים נקיים, חלב, שמן דקלים, שמן מאכל, שמן צמחי, מדידת זרימת שמן דגים, הוא משמש בתעשיית החלב, המשקאות, עיבוד המזון והתרופות.צפה
מד זרימה של טורבינה נוזלית נמוכה2018/11/22מד זרימה מיני למדידת קצב זרימה נמוך מ- 0.035 ליטר / דקה ל -3 ליטר / דקה למדידת זרימת נוזלים נקייה ולא מאכלת.צפה
חיישן זרימת טורבינה נוזלית SLW-N2019/06/01חיישן זרימת טורבינה SLW-N הוא בחירה בעלות נמוכה למדידת זרימת נוזלים נקייה, נמוכה ומקורוזיבית נמוכה. זה יכול לשמש למים נקיים, מים חמים, סולר, חלב, ממכר כימי. זה קי ...צפה
מד זרימת טורבינה נוזלית המופעל באמצעות סוללה2019/05/27מד זרימת טורבינה נוזלית בסדרת SLW-B מיועד לניקוי, צמיגות נמוכה ומדידת נוזלים מאכלת נמוכה כאשר אספקת החשמל העיקרית היא בלתי אפשרית. חיישן זרימה מסוג טורבינה יכול להתאים ...צפה
מד זרימת טורבינת נוזלים רקיק2019/08/07מד זרימת טורבינה נוזלית מסדרת SLW נועד למדוד את זרימת הנפח של נוזלים בעלי צמיגות נמוכה בצינורות סגורים. מד הזרימה של הטורבינה הוא מד מהירות שיכול למדוד מדיה כגון: בנזין ...צפה
מד זרימת טורבינת גז בגודל גדול2019/07/30DN350 (14 אינץ ') \ DN400 (16 אינץ') מטר זרימת טורבינת גז בגודל גדול יכול למדוד את זרימת הגז או האוויר בצינור סגור. זה יכול למדוד לחץ נמוך או גז בלחץ גבוה. הוא נמצא בשימוש נרחב עבור ...צפה
מד זרימת טורבינת גז טבעי2019/08/14גז טבעי הוא סוג של אנרגיה וחומר גלם כימי איכותי; אנו זקוקים למדידה מדויקת של גז טבעי. המרכיב העיקרי של הגז הטבעי הוא מתאן; מד זרימת טורבינת גז הוא טבע טוב מאוד ...צפה