اوریفیس پلیت 

اوریفیس پلیت یا صفحه روزنه دار، دیسک صاف دایره ای شکل با سوراخ دایره ای در سطح آن و لبه تیز برای عبور جریان سیال است،
همچنین دارای زبانه ای است که مشخصات اوریفیس پلیت بر روی آن نوشته شده است،این فلومتر بر اساس اختلاف فشار سیال عبوری از روزنه آن، میزان دبی جریان را اندازه گیری می نماید.

مشخصات اوریفیس پلیت

مشخصات اوریفیس پلیت را می توان به بخش های ذیل تقسیم کرد که به بررسی آنها میپردازیم:

ضخامت اوریفیس

وابسته به قطر لوله،درجه حرارت فرایند و فشار از “8/1 تا “8/4 متغیر است، اما این ضخامت نباید بیشتر از 8/1 قطر سوراخ اوریفیس و یا بیشتر از 5/1 قطر لوله باشد.

سطح اوریفیس

سطح اوریفیس بایستی کاملا صاف و تخت باشد. لبه بالادستی اوریفیس باید دایره ای و تیز باشد و در مورد صفحات با ضخامت بالاتر لبه پایین دستی آن تحت زاویه ۴۵ درجه برش خورده باشد.

جنس اوریفیس 

جنس این صفحه متنوع است اما اغلب از فولاد ضدزنگ ساخته می شود.

مرکزیت اوریفیس 

صفحه باید با حدود ۳% قطر داخلی لوله هم مرکز شود.

سوراخ vent – Drain

بر روی صفحه اوریفیس علاوه بر روزنه مرکزی شاهد روزنه ی دیگری به سایز “8/1 هستیم،درمورد کیس بخار به منظور خروج مایعات احتمالی ایجاد شده روزنه Went در پایین صفحه قرار می گیرد و در مورد کیس مایع به منظور خروج بخارات احتمالی ایجاد شده روزنه Drain در بالای صفحه قرار می گیرد، در صورتی که روزنه اوریفیس مرکزی بیش از 2.5 میلی متر باشد، وجود روزنه دیگر دراین صفحه ضرورتی نخواهد داشت.

ضریب β در انتخاب قطر روزنه 

مهمترین پارامتر در انتخاب این صفحه نسبت قطر روزنه به قطر خط (β) است که این عدد معمولا بین 0.75-0.2 است، در صورتی که β کمتر از 0.2 شود، افت فشار زیاد باعث ایجاد فلوچوک می گردد، افزایش مقدار β به بیش از 0.75 به معنای نزدیکی قطر روزنه به قطر خط و درنتیجه ایجاد اختلاف کمتر از حد خواهد شد.

طریقه نصب اورفیس پلیت 

محل نصب این اوریفیس بین دو فلنج و بین اتصال دو لوله به صورت عمود بر جهت جریان می باشد، از مزایای این دبی سنج نصب بسیار ساده آن می باشد، اما ابعاد روزنه این صفحه بسته به کاربرد آن بایستی به دقت تنظیم شود.
جهت نصب اوریفیس در خط لوله جریان نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار است،اوریفیس همواره در جهت جریان باید به صورت شیپوری نصب گردد.

جریان سیال ورودی و خروجی اورفیس پلیت 

جریان سیال ورودی و خروجی به صفحه اوریفیس باید کاملا آرام و به صورت خطی باشد، لذا در نظر گرفتن فاصله بالادست و پایین دست در مسیر کاملا مستقیم سیال ضروری است، میزان فاصله بالادست و پایین دست جریان اوریفیس بسته به نوع اتصالات قبل و بعد از آن و ضریب β به ترتیب 6-50 D و 5D می باشد.
با در دست داشتن مقدار β و نوع تجهیز ایجادکننده تلاطم در استاندارد مقدار دقیق فاصله بالادست جریان به دست می آید.
درصورت عدم فضای کافی برای نصب اوریفیس می توان از استرینر در دو حالت دیسکی و استوانه ای بهره جست، با نصب ترانسمیتر اختلاف فشار می توان محدوده جریان بزرگی را تنها با تعویض اوریفیس پوشش داد.

نحوه کالیبراسیون اورفیس پلیت 

برای کالیبراسیون می‌توانیم به کمک یک Hand Pump این کار را انجام دهیم.
رنج فشار صفر تا Max Allowable Pressure drop،را در نقاط صفر،0درصد – 25درصد – 50درصد – 75درصد – 100درصد در دو سمت اریفیس اعمال کرده است.
با استفاده از یک Handheld HART Communicator، رنج جریان خروجی را تنظیم می کند.
در انتها مقدار را در سیستم مانیتورینگ اتاق کنترل تنظیم کنیم.
(به طور مثال اگر ΔP=1000 mbar و فلوی ماکزیمم 25000kg/h می باشد.)
در فشار 250mbar، در اتاق کنترل جریان 20mA (به ازای 4 تا 20 میلی آمپر) و فلوی  12500kg/h را خواهیم داشت.

نحوه اندازه گیری 

صفحه اوریفیس نصب شده بر روی خط جریان موجب کاهش سطح مساحت عبوری جریان و در نتیجه ایجاد اختلاف فشار در جریان عبوری می گردد، با اندازه گیری اختلاف فشار به وجود آمده که بر طبق رابطه برنولی وابسته به سرعت سیال است با استفاده از ترانسمیتر یا گیج اختلاف فشار و مشخص بودن نسبت بتا، میزان فلوی عبوری محاسبه می گردد.

نصب اوریفیس پلیت 

نصب اوریفیس پلیت در مسیر لوله موجب افزایش فشار استاتیک بالا دست می گردد، پس از عبور جریان از روزنه اوریفیس، فشار به شدت کاهش می یابد و در نتیجه سرعت جریان به حداکثر مقدار خود خواهد رسید، بین جریان عبوری از صفحه اوریفیس و افت فشار ناشی از عبور فلو از صفحه اوریفیس یک رابطه مستقیم وجود دارد،با گذشت جریان پس از روزنه اوریفیس و نزدیک شدن فشار به حالت تعادل، دبی جریان کاهش می یابد، با این حال فشار استاتیک پایین دست همیشه به طور قابل ملاحظه ای کمتر از فشار بالا دست می باشد،هم چنین به دلیل اصطحکاک و تلاطم در اوریفیس پلیت مقدار از انرژی فشار به صدا و حرارت تبدیل می شود.

کاربرد اورفیس پلیت 

اندازه گیری در اورفیس پلیت 

اورفیس پلیت کاربرد های متنوعی دارد که ما به نکات کاربردی مورد استفاده از آن می پردازیم :

دبی سنج روزنه ای علاوه بر اندازه گیری جریان سیالات، به منظور کاهش فشار جریان و محدود کردن نرخ جریان عبوری نیز مورد استفاده قرار می گیرد، اوریفیس پلیت به منظور اندازه گیری دبی اغلب سیالات اعم از سیالات بخار و گازی قابل استفاده می باشد و درجه حرارت بالا روی آنها تاثیر گذار نیست، این نوع دبی سنج ها برای سیالات متلاطم و تمیز مناسب هستند،اما در مورد سیالات خورنده و فرسایشی باید دقت لازم را در انتخاب آن مبذول داشت.

دقت اندازه گیری اوریفیس پلیت به چه صورت است؟

دقت اندازه گیری این روش وابسته به کیفیت و نحوه نصب آن و دقت محاسبات و شرایط خود صفحه در نظر گرفته می شود.
در صد خطای حدود یک درصد نسبتا دقیق می باشد.
و برای تمامی سایزها قابل استفاده می باشند، اما برای سایزهای بزرگ به صرفه تر است.
با این تفاوت که در پایپ های با قطر بیش از 24 اوریفیس به جای فلنج بر روی پایپ پیاده سازی می گردد.
استفاده از این روش برای لوله هایی با سایز بالا نسبتا ارزان است.

انواع اریفیس پلیت 

• هم مرکز (Concentric)
  مناسب برای جریان های مایع، گاز و بخار تمیز و سبک.

• مختلف المركز (Eccentric)
  مناسب برای جریان های ویسکوز بالا از قبیل چسب، قیر و عسل.

• قطعه ای  (Segmental)
  مناسب برای جریان های حاوی ذرات جامد و سنگین.

نکات مهم در انتخاب انواع اریفیس پلیت

این نکته را در نظر بگیریم که ذرات جامد موجود درسيالات ویسکوز و سنگین به تدريج درمحل نصب اورفيس و پايين لوله ته نشين شده و با گذشت زمان،باعث کاهش قطر پایپ خواهند شد.

درچنين مواردی باید از اورفيس هاي خارج ازمرکز،نيم دايره ای و يا اوریفیس هایی که دارای يك سوراخ كوچكتر درزير سوراخ اصلي هستند، اين اورفيس ها در مقايسه مدل مهم مركز دقت كمتري داردو لذا امروزه بندرت از اين نوع اورفيس ها استفاده مي شود.

 

مزایا و معایب اوریفیس پلیت 

1. دبی سنج های روزنه ای به راحتی نصب می شوند و امکان اندازه گیری جریان در هر دو جهت را دارا می باشند.
2. این نوع فلومترها برای تمامی سایزها قابل استفاده می باشند و حتی برای سایزهای بزرگ به صرفه تر هستند.
3. عدم وجود بخش های مکانیکی در این دبی سنج فرسایش مکانیکی را کاهش داده است.
4. صفحات دبی سنج فرسایش مکانیکی در معرض سایش و خوردگی ازطرف سیال قرار دارند.
5. ضروری است بصورت دوره ای دبی سنج های فرسایش مکانیکی بازرسی شوند.
6. این صفحات به دلیل ایجاد مانع در مسیر جریان سیال، افت فشار و در نتیجه تلاطم نسبتا زیادی ایجاد می کنند.
7. اوریفیس روش اندازه گیری بسیاری از سایت ها می باشد،اما در صنعت آب و فاضلاب کاربرد ندارند.
8. دقت اندازه گیری دراوریفیس ها با تغییر چگالی، چسبندگی و دمای سیال تحت تاثیر قرار می گیرد.
9. دبی سنج ها باید بصورت دوره ای بررسی و کالیبره شوند.

تجهیز صنعت مشاوره طراحی ساخت انواع اوریفیس پلیت (orifice plate)

لینک های مرتبط:

اریفیس فلنج

فلومتر ورتکس

مس فلومتر

فلومتر اندرس هازر