Water hammer در فلومترهای ورتکس

در این مقاله قصد داریم با پرسش و پاسخ Water hammer در فلومترهای ورتکس را بررسی کنیم.

🔹ارائه دهنده: تیم تولید محتوای میراکنترل

پرسش و پاسخ Water hammer در فلومترهای ورتکس

ســـوال :

ما برخی از فلومترهای ورتکس در اندازه های مختلف لوله داریم. به نظر می رسد که آن ها به درستی نصب شده اند (راه اندازی لوله های بالادست و پایین دست خوب است)، اما لوله های روی سرویس آب گرم بسیار نادرست هستند. در این خطوط هم چکش آب داریم. توصیه شما برای رفع این مشکل چیست؟

پـــاسخ 1 :

Water hammer زمانی اتفاق می افتد که جریان یک ستون آب به طور ناگهانی مسدود شود و تکانه آن ستون متوقف شود. این می تواند باعث آسیب شود زیرا باعث افزایش فشار در نزدیکی انسداد می شود. این می تواند به دلیل بسته شدن ناگهانی یک شیر برگشتی باشد که می توان با جایگزین کردن آن با یک طرح با بسته شدن کندتر آن را اصلاح کرد. هنگامی که Water hammer رخ می دهد، ممکن است صدای انفجار را بشنوید و لوله ممکن است ارتعاش کند، اما هیچ یک از این موارد به دلیل استفاده از فلومتر ورتکس رخ نمی دهد. در مورد شما، آنچه احتمالاً اتفاق می افتد، کاویتاسیون یا فلاشینگ به دلیل فشار بخار بالای آب داغ است.

قبل از پرداختن به چگونگی حل مشکل خود، اجازه دهید ابتدا به شما بگویم که این فلومترها چگونه کشف شدند. بچه ای به نام کارمان تودور در یک چشمه در حومه زیبای مجارستان/ترانسیلوانیا (رومانی امروز) ماهیگیری می کرد. او متوجه شد که در آب پایین دست صخره ها، چرخش هایی ایجاد شده و با فواصل مساوی بین آن ها حرکت می کند. آن فاصله بدون توجه به جریان آب از چشمه ثابت ماند. بنابراین، تودور کوچک می‌توانست جریان آب از چشمه را با شمارش تعداد چرخش‌هایی که در هر دقیقه می‌گذرد اندازه‌گیری کند.

وقتی بزرگ شد، او تبدیل به تئودور فون کارمان شد، اما این خاطره برایش ماندگار شد و به او کمک کرد تا موتور موشک JATO را به عنوان رئیس آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا توسعه دهد و بعدها پدر سفرهای فضایی و شناخته‌شده‌ترین نظریه‌پرداز آیرودینامیکی قرن بیستم شد. برای من، تجربه او ثابت می‌کند که وقتی علائم پیچیده‌ای را می‌بینیم – مانند تغییرات آب و هوایی یا استفاده نادرست از هوش مصنوعی برای جمع‌آوری باج از طریق خاموش کردن خطوط لوله – باید با چشمان باز زندگی کنیم و همیشه سعی کنیم بفهمیم «چرا این اتفاق می‌افتد؟» درست همانطور که تودور کوچک با دیدن آن گرداب ها انجام داد.

حالا بیایید به فلومتر ورتکس شما نگاه کنیم. در جریان مایع، انرژی کل ثابت است، بنابراین وقتی انرژی جنبشی (سرعت) بالا می رود، انرژی ساکن کاهش می یابد (فشار). در فلومتر ورتکس ، حداکثر سرعت در ناحیه بدنه بلوف، جایی که سطح مقطع حداقل است (VC)رخ می دهد. کاویتاسیون زمانی اتفاق می افتد که فشار VC به زیر فشار بخار (PV) می رسد زیرا تبخیر شروع می شود و حباب های بخار در آن نقطه تشکیل می شوند (شکل 1). زمانی که آب جاری سرد است (خط سبز) این اتفاق نمی‌افتد، زیرا PV کم است، اما اگر PV بالاتر از فشار VC باشد، با آب گرم (خط قرمز) اتفاق می‌افتد.

در پایین دست VC، فشار باز می گردد و حباب های بخار به شدت متراکم می شوند. این فروپاشی باعث ایجاد میکرو جت های فرسایشی، سر و صدا (غرش)، لرزش و از دست دادن دقت اندازه گیری می شود.

با افزایش فشار بخار، تبخیر افزایش می یابد و باعث می شود سرعت در VC افزایش یابد، تا زمانی که به سرعت صوتی (1 ماخ) برسد. همانطور که در آن نقطه، سرعت جریان نمی تواند بیشتر افزایش یابد و “خفگی” رخ می دهد. فشار مربوط به این حالت را فشار خفگی (PCH) می گویند. در این شرایط، اگر فشار پایین دست (P2) بیشتر کاهش یابد (یا اگر دمای مایع افزایش یابد و PV افزایش یابد)، ناحیه ای از جریان مافوق صوت درست در پایین دست گلوی فلومتر تشکیل می شود. به این حالت «فلاشینگ» می گویند. جریان بخار حاصله با قطرات آب در آن با دور شدن از گلو شتاب می گیرد و با افزایش مساحت بخش واگرا، این شتاب مافوق صوت با یک موج ضربه ای خاتمه می یابد و به حالت مافوق صوت باز می گردد. این موج ضربه ای را می توان با Water hammer اشتباه گرفت. هرکدام که باشد (کاویتاسیون، خفگی یا امواج شوک)، اندازه گیری بی فایده می شود.

در مورد اینکه چه کاری باید انجام دهید، می توانید:

1. از فلومتر نوع دیگری استفاده کنید.
2. جریان را در جایی که دما کمتر است اندازه گیری کنید.
3. دبی را در جایی که فشار بیشتر است با حرکت کنتور به بالادست اندازه گیری کنید.
4. اندازه فلومتر را افزایش دهید.
5. طرح فلومتری را انتخاب کنید که ضریب بازیابی فشار کمتری دارد.

A2: من مشکوکم که در آن فلومترها کاویتاسیون دارید. Water hammer چیز دیگری است. در نقطه افت فشار، آب به بخار تبدیل می‌شود و در جایی که فشار دوباره افزایش می‌یابد، جریان دوباره به آب می‌ریزد که همراه با جت‌های آب با سرعت بالا است. این ها بسیار آسیب رسان هستند و احتمال خرابی لوله کنتور وجود دارد. هیچ راه حل ساده یا ارزانی وجود ندارد. کنتور در جای اشتباهی قرار گرفته است. جابجایی به موقعیتی با فشار بالاتر یا دمای کمتر، یا جایگزینی با یک کنتور بزرگتر با افت فشار کمتر کمک خواهد کرد. هر کنتور آبی که آب خیلی نزدیک به جوش باشد مشکل ساز است.

برای سفارش و یا خرید انواع محصولات ابزار دقیق و همچنین کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره رایگان با شماره های 88341674-021 | 88341172-021 تماس حاصل فرمایید.

منبع:

controlglobal.com