Elementy spiętrzające przepływ i powodujące powstanie statycznego ciśnienia różnicowego noszą ogólną nazwę zwężek pomiarowych. Pomiar przepływu przy ich użyciu to dokładna metoda o bardzo szerokim zastosowaniu, nadająca się do dowolnych cieczy, gazów i par, przy dowolnym ciśnieniu i temperaturze panujących w rurociągach.
Praktyczne zastosowanie zwężek do dokładnego pomiaru przepływu stało się możliwe dzięki znormalizowaniu samych zwężek oraz warunków pomiaru. Aktualna norma PN-EN ISO 5167 precyzuje metody i zasady pomiaru zwężkowego. Istnieją więc trzy znormalizowane rodzaje zwężek przepływowych: kryza, dysza i zwężka Venturiego. Poniżej krótka charakterystyka zalet i wad każdego z typów.
KRYZA POMIAROWA
Zalety:
• najbardziej popularna i najczęściej stosowana w przemyśle,
• najmniejsza niepewność standardowa (dokładność pomiaru 0,5%),
• wysoka liczba Reynoldsa zgodnie z normą.
Wady
• ostra krawędź wlotowa, jeśli wymóg ostrości krawędzi nie zostanie spełniony, przepustowość lub niepewność jest niepoprawna. Ostrość krawędzi może mieć decydujący wpływ na wytrzymałość mechaniczną oraz odporność na czynniki korozyjne, zanieczyszczenia,
• wymagane najdłuższe odcinki proste do uzyskania poprawnego pomiaru,
• najwyższe stałe straty ciśnienia,
• przy dużych prędkościach przepływu i zdefiniowanej różnicy ciśnienia, stosunek średnicy może być większa od wartości dozwolonej przez standard, czyli nie jest możliwe zastosowanie kryzy,
• krótka żywotność ze względu na ostrą krawędź.
Zastosowanie:
• kryzy stosujemy przy czystych i nieagresywnych mediach,
• gdy mamy do dyspozycji długi prosty odcinek rury,
• kiedy strata ciśnienia nie ma znaczenia.
DYSZA ISA
Zalety:
• długotrwała dokładność pomiaru,
• niewiele gorsza niepewność standardowa (dokładność pomiaru 0,8%),
• przy zastosowaniu kalibracji można osiągnąć dokładność pomiaru na poziomie 0,15%.
• wymagane krótsze odcinki proste niż w przypadku kryzy,
• mniejsze spadki ciśnienia w porównaniu do kryzy.
Wady
• droższa w stosunku do kryz,
• liczba Reynolds’a ograniczona normą do 107.
Zastosowanie:
• uniwersalne zastosowanie, brak ograniczeń materiałowych, co pozwala na pomiar medium w dowolnych warunkach (temperatura, ciśnienie).
ZWĘŻKA VENTURIEGO
Zalety:
• wymagane najkrótsze odcinki proste w porównaniu do kryzy i dyszy,
• niewielkie straty ciśnienia,
• duża odporność na zanieczyszczenia.
Wady
• najdroższy rodzaj zwężki,
• standardowa dokładność 1% (najgorsza w porównaniu do dyszy i kryzy), choć przy zastosowaniu kalibracji można osiągnąć dokładność pomiaru na poziomie 0,15%-0,25%,
Zastosowanie:
• uniwersalne zastosowanie, brak ograniczeń materiałowych, co pozwala na pomiar każdego medium
w dowolnych warunkach (temperatura, ciśnienie),
• aplikacje, w których wymagane są niskie spadki ciśnienia oraz takie, w których brak jest długich
odcinków prostych.
Na koniec o zastosowaniu, czyli dla kogo
Wybierając tę metodę pomiarową, należy pamiętać o tym, ze zwężki pomiarowe nadają się do zastosowania
w przypadkach, w których nie ma konieczności regularnej inspekcji. . Miejsca stosowania zwężek muszą także
spełniać następujące warunki:
• całkowicie wypełniony przez medium odcinek pomiarowy,
• zabudowanie w ciągu rurociągu zgodnie z normą,
• zapewnione odcinki proste przed i za zwężką,
• zwężka pomiarowa powinna być wbudowana w rurociągu w takim położeniu, w którym warunki przepływu w obszarze bezpośrednio przed zwężką pomiarową w wystarczającym stopniu będą zbliżone do warunków występujących w obszarze o profilu w pełni ukształtowanego przepływu, tzn. przy całkowitym braku zaburzeń.
Elementy spiętrzające można stosować na każdą niemal aplikację, głównie ze względu na brak ograniczeń materiałowych. Najczęściej wykorzystuje je przemysł energetyczny przy pomiarze wody kotłowej, pary wodnej o krytycznych parametrach, ciśnieniach sięgających nawet do 280 bar i temperaturze ponad 600°C. W przemyśle naftowym zwężki pracują praktycznie na każdym etapie produkcji – przetwarzanie, transport, przechowywanie, rafinacja, dystrybucja, zarówno dla płynnych produktów naftowych, jak i gazu ziemnego. Zwężki znajdują też zastosowanie w przemyśle chemicznym przy pomiarze związków organicznych i nieorganicznych, podstawowych chemikaliów, polimerów czy nawozów.
Zwężki oraz inne metody pomiarowe można znaleźć na stronie:
Przepływomierze przemysłowe
Autor:
Przepływu-entuzjasta
