מד זרימת מסת אוויר דחוס

מהו מד זרימת מסת אוויר דחוס?

במילים פשוטות, מד זרימת מסת אוויר דחוס הוא מכשיר המודד ישירות "כמה קילוגרמים של אוויר זורמים דרך הצינור", עם יחידות קצב זרימה כמו ק"ג/שעה, טון/שעה. זה לא כמו מד זרימת מערבולת מסורתי או מדי זרימת פתח, המודדים "זרימה נפחית" (מ"ק/שעה). זה משתנה מאוד במערכות אוויר דחוס - מכיוון שנפח האוויר הדחוס משתנה באופן דרמטי עם לחץ וטמפרטורה, אך המסה נשארת קבועה. לדוגמה, "המטרים המעוקבים (מ"ק)" הנצרכים על ידי אותו מכשיר תחת לחצים שונים עשויים להיות שונים פי כמה, אך "קילוגרמים (ק"ג)" שהם זרימת מסה הם יציבים בעיקרון. לכן, בתרחישים שבהם תנודות לחץ נפוצות באוויר דחוס, מדידה עם קצב זרימת מסה משקפת באמת את צריכת האנרגיה והשימוש בפועל.

מדוע מדידת זרימת האוויר הדחוס שלי תמיד אינה מדויקת?

הסיבות הנפוצות ביותר למדידה לא מדויקת של מערכות אוויר דחוס הן כדלקמן. ראשית, ישנן תנודות לחץ וטמפרטורה. אתרים רבים מתקינים מד לחץ רק ביציאת מד הזרימה, תוך התעלמות משינויי הצפיפות הנגרמים משינויי לחץ במעלה הזרם, במיוחד במערכות בהן מחוברים מספר מדחסים במקביל או נטענים ונפרקים לעתים קרובות. השפעת הטמפרטורה חשובה באותה מידה, שכן קריאות של צינורות פנימיים וחיצוניים עשויות להיות שונות ביותר מ-10% בין קיץ לחורף.

הבא בתור הוא מערבולת בצנרת. הבעיה הנפוצה ביותר באתר היא התקנת מדי זרימת אוויר דחוס מיד לאחר מרפקים, שסתומים או מפחיתים. לאחר המעבר דרך רכיבים אלה, האוויר ייצור מערבולות אלימות, הדורש קטע צינור ישר וארוך מספיק (בדרך כלל דורש פי 10 מקוטר הצינור במעלה הזרם ופי 5 מקוטר הצינור במורד הזרם) כדי להשיב את הזרימה החלקה. מפעלים רבים מתקינים חיישני זרימת אוויר במרחק של מטרים ספורים מיציאת מדחס האוויר כדי לחסוך זמן, אך הקריאות קופצנו בחדות.
יתר על כן, ישנם מי עיבוי וערפל שמן. אוויר דחוס נושא באופן בלתי נמנע שמן ומים, ואם זיהומים אלה נדבקים לחיישן, במיוחד לחיישן של מד הזרימה התרמי, הם ישפיעו קשות על מאפייני פיזור החום, מה שיוביל לסחיפת הקריאה או אפילו נזק. אתרים רבים מתקינים מסננים רק בצינור הראשי, תוך הזנחת סינון משני מול ענפים או מכשירים.

כיצד לבחור את מד זרימת מסת האוויר הדחוס הנכון?

טווח זרימת אוויר דחוס וגודל צינור, טמפרטורת פעולה ולחץ

הבחירה דורשת תחילה לספק את קוטר הצינור וטווח הזרימה. טווח הזרימה צריך לספק שלושה ערכים: מינימום, משותף ומקסימום, במיוחד את הזרימה המינימלית - חיישני זרימת אוויר דחוס רבים חווים ירידה חדה בדיוק בקצבי זרימה נמוכים. שנית, יש לקחת בחשבון לחץ עבודה וטמפרטורה לא רק על סמך ערכים קונבנציונליים, אלא גם תנאי עבודה קיצוניים.

איכות האוויר לרוב מתעלמים ממנה.

כדי להבהיר את נקודת הטל בלחץ ותכולת השמן של המערכת, רוב מדי הזרימה יכולים להתמודד עם אוויר מתחת לתקן ISO 8573-1 Class 2 (נקודת טל בלחץ -40°C, תכולת שמן ≤ 0.1 mg/m³); אם האוויר לח או שומני יותר, יש צורך לבחור חיישן זרימת אוויר עם עיצוב נגד זיהום.

אוויר דחוס דיגיטלי עם יציאות אנלוגיות או תקשורת דיגיטלית

אות הפלט נקבע בהתאם למערכת הבקרה: פלט אנלוגי של 4-20mA הוא האוניברסלי ביותר, Modbus RTU מתאים לאיסוף נתונים, ו-HART נוח לאיתור שגיאות באתר. אין צורך לשאוף באופן עיוור לדיוק - עבור ניטור צריכת אנרגיה, חזרתיות של ± 1.5% היא לרוב מעשית יותר מדיוק של ± 1%.

מד זרימה תרמי למדידת זרימת מסת אוויר דחוס

מד זרימת מסה תרמית לאוויר דחוס

עִקָרוֹן

מדי זרימת מסה תרמיים מתאימים במיוחד לאוויר דחוס מכיוון שהם מודדים ישירות את קצב זרימת המסה. העיקרון פשוט: ישנם שני חיישני טמפרטורה על הגשושית, אחד מחומם והשני חש את טמפרטורת זרימת האוויר. כאשר אוויר זורם דרכו, הוא סופח חום, וככל שקצב הזרימה גדול יותר, כך פיזור החום מהיר יותר. ניתן לחשב את קצב זרימת המסה על ידי שינוי עוצמת החימום.

יתרונות

היתרון הגדול ביותר שלו הוא שהוא אינו דורש פיצוי לחץ וטמפרטורה (בתרחישים שבהם הלחץ יציב יחסית), והוא רגיש ביותר לקצבי זרימה נמוכים, יחס הזרימה יכול להגיע ל-100:1, לוכד מהירות רוח עדינה של 0.1 מטר לשנייה, דבר מועיל מאוד לגילוי דליפות. אבל הוא אכן עדין - מפחד ממים, שמן ואבק. אם איכות האוויר ירודה, הגשושית נוטה להתלכלך ויש לנקות אותה או אפילו להחליפה באופן קבוע. בנוסף, יש לה דרישות התקנה גבוהות ושגיאות משמעותיות כאשר קטע הצינור הישר אינו מספיק.

איזה סוג אוויר מתאים למד זרימת מסה תרמית

לכן, מד זרימת מסה תרמית מתאים למערכות אוויר דחוס יבשות, נקיות ויציבות בלחץ, כגון מקורות אוויר נקיים במפעלי אלקטרוניקה ותרופות. אך הוא אינו מתאים לסביבות לחות ושמנוניות עם תנודות לחץ חמורות, כגון תחנות דחיסת אוויר ישנות או מערכות סיכה של שמן.

מד זרימה של מערבולת עם פיצוי טמפרטורה ולחץ הוא גישה מעשית למדידת מסת אוויר דחוס.

מד זרימת וורטקס עם פיצוי טמפרטורה ולחץ

עִקָרוֹן

העיקרון שלה הוא "מערבולת מספרית" - כאשר זרימת האוויר עוברת סביב הגשושית, נוצרת עמודת מערבולת, והתדירות פרופורציונלית למהירות הזרימה. אבל מה שנמדד הוא קצב הזרימה הנפחי בתנאי עבודה, בעוד שנפח האוויר הדחוס משתנה באופן דרמטי עם הלחץ והטמפרטורה. לכן, הליבה טמונה בפיצוי: חיישן זרימת המערבולת צריך לאסוף אותות לחץ וטמפרטורה בזמן אמת, להמיר את קצב הזרימה הפעיל לקצב זרימה סטנדרטי (Nm³/h) או קצב זרימת מסה (kg/h), והנתונים משמעותיים.

יתרונות

היתרונות ברורים: בהשוואה לסוג מד זרימת המסה התרמי, הוא עמיד יותר בפני לכלוך ופחות רגיש לערפל שמן רגיל ומים מעובה באוויר דחוס; ללא חלקים נעים, יציב ועמיד; והיעילות החסכונית שלו יוצאת דופן בספיקות בינוניות עד גבוהות.

חסרונות

גם חסרונות ברורים: פחד מקצבי זרימה נמוכים, הדיוק בדרך כלל יורד או אפילו לא ניתן למדוד אותו כאשר קצב הזרימה נמוך מ-2-3 מטר לשנייה, מה שמקשה על לכידת דליפות קטנות; אני גם חושש מרעידות בצנרת. אם תדר הרעידות קרוב לתדר המערבולת, זה יגרום להפרעות.

לכן, הוא מתאים להתקנה בצנרת ראשית, עם לחץ יציב וקצבי זרימה בינוניים עד גבוהים, כגון ביציאה של תחנות דחיסת אוויר וצנרת ראשית של סדנות, לצורך חישוב אנרגיה כולל אמין. הוא מספק נתונים מפוצים, יציבים וניתנים להשוואה, מה שהופך אותו לבחירה הכלכלית למדידת מערכת.

מד זרימת מסה בהחדרה או מד זרימת מסה בתוך הקו?

מד זרימת מסת אוויר דחוס מוטבע או מוכנס?

זה מתמקד בעיקר בניטור גודל הצינור והתקציב. עלות ההתקנה של מד זרימת מסת אוויר להחדרה נמוכה, ואין צורך להפסיק את הייצור ולחתוך צינורות. ניתן להתקין אותו תוך שעתיים על ידי צוות אחד, דבר המתאים מאוד לשיפוץ צינורות בקוטר גדול בקוטר DN80 ומעלה. אך הדיוק שלו הוא בדרך כלל סביב ± 2% עבור מד זרימת מערבולת להחדרה והוא מושפע מאוד מהתפלגות מהירות הזרימה. החדשות הטובות הן שלמד זרימת מסת תרמית להחדרה ומד זרימת מסת תרמית מוטבע יש את אותו דיוק.

לסוג המוטבע יש דיוק גבוה יותר (עד ± 1%) ויציבות טובה, אך הוא יקר, קשה להתקנה ודורש חיתוך בצנרת. הוא מתאים לפרויקטים חדשים או לאירועים עם דרישות דיוק מדידה גבוהות בעת התקנת מד זרימת מערבולת (כגון יישוב עסקי). עיקרון פשוט: עבור DN200 ומטה, סוג חתך הצינור עדיף, בעוד שעבור DN300 ומעלה, סוג התקע בעל יעילות עלות גבוהה יותר.

מה אם אין מספיק צינור ישר למדידת זרימת מסת אוויר דחוס?

אם אין מספיק קטעי צינור ישרים באתר (כגון מקום מוגבל בחדר המחשבים), ישנם מספר פתרונות חלופיים: ראשית, התקנת מתקן צינור לפיזור המערבולת ולהפחתת הדרישה לקטעי צינור ישרים מ-10D ל-5D; שנית, הזזת מד הזרימה במורד הזרם, גם אם נעשה שימוש בכמה עשרות מטרים של צינור, הקריאה תהיה יציבה הרבה יותר.

יחידות מדידה של זרימת אוויר דחוס

המרת יחידות היא הפתרון הקל ביותר לבלבול. ניוטון מטר ³/שעה הוא קצב הזרימה הסטנדרטי (0 מעלות צלזיוס, אטמוספרה אחת), מטר ³/שעה הוא קצב הזרימה התפעולי (בטמפרטורה ובלחץ בפועל), ו- SCFM הוא רגל מעוקב לדקה הסטנדרטי האמריקאי (21 מעלות צלזיוס, אטמוספרה אחת). חוזי אוויר דחוס מחושבים לרוב ב-Nm ³/שעה, אך מד הזרימה מפיק ק"ג/שעה או מטר ³/שעה בפועל, שיש להמיר על סמך לחץ וטמפרטורה בזמן אמת. גישה אמינה היא שמד הזרימה מפיק ישירות ניוטון מטר ³/שעה עם פיצוי כדי למנוע שגיאות חישוב מאוחרות יותר.

בסופו של דבר, מדידת זרימת מסת אוויר דחוס אינה דבר שניתן לפתור על ידי קניית מכשיר מדויק. זוהי הנדסת מערכת, החל מבחירה, התקנה ועד תחזוקה, כל חוליה עשויה להכניס שגיאות. הבנת עקרונות, זיהוי תנאי הפעלה וסטנדרטיזציה של ההתקנה חשובים יותר מאשר רק חתירה לדיוק המכשיר. באתר, מכשיר מדויק המותקן כראוי הוא לעתים קרובות אמין הרבה יותר ממד זרימת מסת אוויר מדויק המותקן באופן אקראי.
צרו קשר עם sales@silveinstruments.com כדי לבחור מד זרימת מסת אוויר דחוס מתאים ובעלויות נמוכות עבורכם.