I misuratori di portata a piastra con orifizio sono ampiamente utilizzati in vari settori per misurare la portata di liquidi, gas e vapore. Tra i componenti chiave di questi misuratori di portata, gli orifizi svolgono un ruolo cruciale. Esistono due tipi principali di orifizi calibrati: calibrati concentrici ed eccentrici. In qualità di fornitore di misuratori di portata a piastra con orifizio, approfondirò le differenze tra questi due tipi per aiutarti a fare una scelta informata per le tue esigenze di misurazione del flusso.
1. Progettazione strutturale
Piastre con orifizio concentrico
I diaframmi concentrici sono il tipo più comune. Presentano un'apertura circolare centrata esattamente all'interno della piastra. L'orifizio è tipicamente un cerchio perfetto e la piastra è progettata simmetricamente attorno a questa apertura centrale. Questo design garantisce che il flusso del fluido sia uniformemente limitato mentre passa attraverso l'orifizio. La semplicità del design concentrico lo rende facile da produrre ed è adatto per un'ampia gamma di applicazioni in cui il fluido è pulito e privo di particelle o detriti di grandi dimensioni.
Piastre con orifizio eccentrico
Al contrario, gli orifizi eccentrici hanno un'apertura circolare decentrata. L'orifizio è posizionato verso un lato della piastra, solitamente nella parte inferiore. Questo design è specificamente progettato per gestire fluidi che contengono solidi, fanghi o gas con liquidi intrappolati. Posizionando l'orifizio sul fondo, eventuali particelle solide o gocce di liquido possono passare attraverso l'orifizio senza rimanere intrappolate, riducendo il rischio di intasamento e garantendo una misurazione del flusso più affidabile.
2. Caratteristiche del flusso
Piastre con orifizio concentrico
Quando il fluido passa attraverso un orifizio concentrico, subisce una contrazione improvvisa e uniforme in corrispondenza dell'orifizio. Ciò si traduce in una caduta di pressione ben definita attraverso la piastra, che è direttamente correlata alla portata. Il profilo di flusso a valle dell'orifizio concentrico è relativamente stabile e prevedibile, rendendo più semplice il calcolo della portata in base alla differenza di pressione. Tuttavia, i diaframmi concentrici sono più sensibili ai cambiamenti nel profilo del flusso, come la turbolenza o la distribuzione non uniforme della velocità. Se il flusso del fluido non è completamente sviluppato o presenta un elevato grado di turbolenza a monte dell'orifizio calibrato, ciò può portare a misurazioni del flusso imprecise.
Piastre con orifizio eccentrico
Il design decentrato degli orifizi eccentrici fa sì che il fluido abbia uno schema di flusso più complesso. Quando il fluido si avvicina all'orifizio, è costretto a cambiare direzione, il che può creare ulteriore turbolenza. Questa turbolenza può rendere la caduta di pressione sulla piastra meno prevedibile rispetto alle piastre con orifizio concentrico. Tuttavia, la capacità degli orifizi eccentrici di gestire fluidi con solidi o liquidi trascinati li rende una scelta migliore nelle applicazioni in cui il mantenimento di un flusso continuo è più importante che avere un rapporto pressione-flusso altamente accurato e stabile.
3. Perdita di pressione
Piastre con orifizio concentrico
Le piastre con orifizi concentrici generalmente causano una perdita di pressione relativamente elevata. L'improvvisa contrazione del fluido nell'orifizio porta ad una significativa dissipazione di energia, con conseguente grande caduta di pressione attraverso la piastra. Questa perdita di pressione può rappresentare un problema nelle applicazioni in cui l'efficienza energetica è fondamentale, poiché potrebbe richiedere ulteriore potenza di pompaggio per mantenere la portata desiderata. Tuttavia, in alcuni casi, anche l'elevata perdita di pressione può rappresentare un vantaggio, in quanto può fornire un segnale di pressione più distinto per una misurazione accurata del flusso.
Piastre con orifizio eccentrico
Gli orifizi eccentrici hanno tipicamente una perdita di pressione inferiore rispetto agli orifizi concentrici. Il design decentrato consente al fluido di fluire più agevolmente attraverso l'orifizio, riducendo la quantità di energia dissipata. Questa minore perdita di pressione può essere vantaggiosa nelle applicazioni in cui la minimizzazione del consumo energetico è una priorità. Tuttavia, la caduta di pressione ridotta può anche comportare un segnale di pressione più piccolo, che può rendere la misurazione del flusso meno precisa, soprattutto a portate basse.
4. Requisiti di installazione
Piastre con orifizio concentrico
Gli orifizi concentrici richiedono tubazioni a monte e a valle relativamente diritte e lisce per garantire una misurazione accurata del flusso. La tubazione a monte deve essere libera da curve, valvole o altri elementi che disturbano il flusso per una certa distanza (solitamente 10 - 20 diametri di tubo) per consentire il completo sviluppo del flusso del fluido. A valle, in genere è necessario un tratto rettilineo più corto (solitamente 5 - 10 diametri di tubo). Anche l'installazione di piastre con orifizio concentrico richiede un attento allineamento per garantire che l'orifizio sia centrato correttamente all'interno del tubo.
Piastre con orifizio eccentrico
Gli orifizi eccentrici sono più tolleranti in termini di requisiti di installazione. Possono tollerare un certo grado di turbolenza a monte e profili di flusso non uniformi. Tuttavia, è comunque importante garantire che l'orifizio sia installato con l'orientamento corretto (solitamente con l'orifizio nella parte inferiore) per consentire il passaggio di solidi o goccioline di liquidi. I requisiti di lunghezza rettilinea a valle per gli orifizi eccentrici sono simili a quelli degli orifizi concentrici.
5. Scenari applicativi
Piastre con orifizio concentrico
Gli orifizi concentrici sono comunemente utilizzati in applicazioni in cui il fluido è pulito e privo di solidi o liquidi trascinati. Sono adatti per misurare la portata di gas, vapore e liquidi puliti in settori quali la lavorazione chimica, la produzione di energia e la raffinazione di petrolio e gas. Ad esempio, in un gasdotto, è possibile utilizzare un orifizio concentrico per misurare con precisione la portata del gas, a condizione che il gas sia privo di contaminanti.
Piastre con orifizio eccentrico
Gli orifizi eccentrici sono la scelta preferita per le applicazioni in cui il fluido contiene solidi, fanghi o gas con liquidi intrappolati. Sono ampiamente utilizzati negli impianti di trattamento delle acque reflue, nelle cartiere e nelle cartiere e nelle industrie di trasformazione alimentare. In un impianto di trattamento delle acque reflue, è possibile utilizzare un orifizio eccentrico per misurare la portata delle acque reflue, che possono contenere varie particelle solide e detriti.
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Riferimenti
- Miller, RW (1996). Manuale di ingegneria della misurazione della portata. McGraw-Hill.
- Spitzer, DW (2001). Misurazione della portata: guida pratica alla misura e al controllo. ISA - Società di strumentazione, sistemi e automazione.
- ISO 5167-1:2003. Misura della portata di fluidi mediante dispositivi differenziali di pressione inseriti in condotti a sezione circolare funzionanti a pieno campo - Parte 1: Principi generali e requisiti.
