غالبًا ما تبدأ المراجعة النموذجية للمشروع بمشكلة تدوين صغيرة. يشير مهندس الأجهزة إلى خط P&ID المميز س = 120 م3/ساعة ، ثم يفتح ورقة بيانات البائع التي تستخدمها V̇ بدلا من ذلك. تصف كلتا الوثيقتين نفس الواجب، لكن أحدهما يستخدم رمز معيار المصنع والآخر يستخدم تدوينًا أكثر رسمية لتدفق الحجم. السؤال الحقيقي ليس أي الحروف تبدو أفضل. يتعلق الأمر بما إذا كانت كلا الوثيقتين تعنيان نفس الحجم، وفي نفس القاعدة الزمنية، وفي ظل نفس الشروط المرجعية.
الإجابة المختصرة بسيطة: رمز معدل التدفق الحجمي هو الأكثر شيوعًا Q بينما V̇ و q V تظهر أيضًا في الكتب المدرسية والمعايير والبرامج الهندسية. بالنسبة لمعظم الوثائق النباتية، Q هو الاختيار العملي. للعمل الأكاديمي أو المعايير الثقيلة، V̇ يوضح أن الحجم يتم تمييزه فيما يتعلق بالوقت. وفي كلتا الحالتين، يكون الرمز مجرد تسمية. تحدد الوحدة ومرحلة السائل والحالة المرجعية ما إذا كان الرقم مفيدًا أم لا.
تشرح هذه المقالة ما يعنيه الرمز، وكيف يختلف عن تدوين التدفق الجماعي، حيث يبدأ الارتباك عادةً، وكيفية حمل الرمز من ورقة الحساب إلى اختيار مقياس التدفق الحقيقي. كما يغطي أيضًا عمليات الفحص المهمة قبل قبول قيمة Q في ورقة البيانات أو أمر الشراء أو تقرير التشغيل. الهدف عملي: يجب أن يجعل الرمز التواصل أسهل، وليس خلق طبقة ثانية من التفسير.
ماذا يعني رمز معدل التدفق الحجمي
معدل التدفق الحجمي هو حجم السائل الذي يمر بنقطة أو مقطع عرضي لكل وحدة زمنية. العلاقة في أبسط صورها هي:
س = الخامس / ر
هنا، V هو حجم و t حان الوقت. للحصول على تدفق ثابت عبر الأنبوب، يمكن كتابة نفس الفكرة بمساحة المقطع العرضي والسرعة المتوسطة:
س = أ × ت
إذا كانت المنطقة الداخلية A بالمتر المربع ومتوسط السرعة v بالمتر في الثانية، والنتيجة هي بالمتر المكعب في الثانية. أنبوب مساحته الداخلية 0.05 متر مربع ومتوسط سرعته 2 م/ث يحمل 0.1 م3/ث، أي 360 م3/ساعة. هذا الحساب بسيط، لكنه يوضح سبب أهمية الرمز: يربط Q حجم الأنبوب المادي بمهمة تعتمد على الحجم، بينما تصف السرعة مدى سرعة تحرك السائل عبره.
يُستخدم الحرف Q على نطاق واسع لأنه قصير، وسهل الكتابة على الرسم، وهو شائع بالفعل في الفيزياء والحسابات الهندسية. انها ليست فريدة من نوعها تماما. في سياقات أخرى، يمكن أن يعني Q واجب الحرارة، أو الشحنة الكهربائية، أو الطاقة التفاعلية. ولهذا السبب فإن الوثيقة الجيدة لا تعتمد على الرسالة وحدها. ويكتب الكمية والوحدة والحالة المرجعية عند الحاجة بجوار الرمز.
يستخدم الترميز V̇ نقطة فوق V لإظهار مشتق زمني. إنه دقيق وشائع في ميكانيكا الموائع والكتابة الأكاديمية. تستخدم بعض المعايير والأدوات البرمجية q V بدلاً من ذلك، حيث يوضح الحرف V أن الكمية تعتمد على الحجم. هذه ليست تعريفات متنافسة. إنها اتفاقيات مختلفة لنفس الكمية الفيزيائية. يلخص الجدول أدناه التدوين الذي يظهر غالبًا في أعمال قياس التدفق.
| الكمية | رمز مشترك | تدوين بديل | وحدة SI النموذجية | ملاحظة عملية |
|---|---|---|---|---|
| معدل التدفق الحجمي | Q | V̇، ف V | م³/ث | الحجم لكل وحدة زمنية؛ بالنسبة للغازات، اذكر الظروف الفعلية أو القياسية |
| معدل التدفق الشامل | ṁ | q m ، W في بعض السياقات | كجم/ثانية | يتطلب الكثافة أو مبدأ قياس الكتلة المباشرة |
| متوسط السرعة | v | u | م / ث | تتعلق بـ Q بواسطة Q = A × v |
| الحجم | V | — | م³ | الحجم الإجمالي خلال فترة ما |
| الكثافة | ρ | — | كجم/م3 | روابط التدفق الحجمي والكتل: ص = ρ × س |
| التدفق الحجمي القياسي | Q n | Q N ، س s | Nm³/h أو Sm³/h | حدد دائمًا قاعدة الضغط ودرجة الحرارة |
الصف الأخير يستحق الاهتمام. معدل تدفق الغاز المكتوب بـ Nm³/h ليس هو نفس معدل تدفق الغاز المكتوب بـ m³/h. يشير الأول إلى معيار محدد أو حالة عادية؛ ويشير الثاني عادةً إلى الظروف الفعلية عند العداد. إذا لم تحدد الوثيقة القاعدة، يكون الرقم غير مكتمل حتى عندما يكون الرمز صحيحًا.
Q، V̇، والتدفق الشامل: ما هي التغييرات في الممارسة؟
يرتبط التدفق الحجمي والتدفق الكتلي، لكنهما يجيبان على أسئلة مختلفة. يخبرك التدفق الحجمي بمقدار المساحة التي يشغلها السائل لكل وحدة زمنية. يخبرك التدفق الجماعي بكمية المواد التي تتحرك في وحدة الزمن. الجسر بينهما هو الكثافة:
ṁ = ρ × Q
س = م / ρ
بالنسبة للسائل، تتغير الكثافة مع درجة الحرارة والتركيب، ولكن في العديد من الحسابات النباتية يكون التغيير متواضعًا. تبلغ كثافة الماء عند 20 درجة مئوية حوالي 998 كجم/م3. وبالتالي فإن التدفق الحجمي الذي يبلغ 100 متر مكعب/ساعة يعادل حوالي 99.8 طن/ساعة. إذا تحركت درجة الحرارة بضع درجات، فإن القراءة الحجمية والقراءة الجماعية لا تنفصلان بشكل كبير. وهذا هو السبب وراء قبول التدفق الحجمي في كثير من الأحيان لمعالجة المياه، ومياه التبريد، والعديد من واجبات العمليات السائلة.
بالنسبة للغاز فالوضع مختلف. تتغير كثافة الغاز بقوة مع الضغط ودرجة الحرارة. يمثل التدفق الكتلي الذي يبلغ 1000 كجم/ساعة في خط هواء مضغوط نفس الكتلة سواء كان الخط عند ضغط 2 بار أو 8 بار، ولكن التدفق الحجمي الفعلي يكون أصغر كثيرًا عند الضغط الأعلى. إذا أبلغت إحدى المستندات عن التدفق الحجمي القياسي وأبلغت أخرى عن التدفق الحجمي الفعلي، فقد تختلف الأرقام بعامل كبير. العملية لم تتغير. الشرط المرجعي لديه.
هذا هو المكان الأول الذي يمكن أن يكون فيه رمز معدل التدفق الحجمي مضللاً. تبدو القيمة 1000 متر مكعب/ساعة والقيمة 1000 متر مكعب/ساعة متشابهتين لأن كلاهما يستخدم نفس الرقم ووحدة الحجم. أنها ليست قابلة للتبديل. في أنظمة الغاز، يجب أن يتبع الرمز حالة مرجعية واضحة، أو يجب أن يستخدم المشروع التدفق الجماعي كلغة مشتركة. بالنسبة لنقل الحضانة، وتغذية المفاعل، والتحكم في الاحتراق، وفواتير الغاز، عادة ما يكون التدفق الكتلي أو التدفق الحجمي القياسي هو الأساس التجاري الأكثر أمانًا.
لا يزال التدفق الحجمي هو الخيار الصحيح للعديد من المهام الهندسية. وهو يدعم بشكل مباشر تحجيم الأنابيب، وفحوصات شفط المضخة، وحسابات وقت البقاء، ونسب التخفيف، وحدود السرعة. إذا كان المصنع يحتاج إلى الحفاظ على سرعة الأنبوب أقل من 2 م/ث لتقليل التآكل، فإن Q ومساحة الأنبوب هي المتغيرات الطبيعية. إذا كان المصنع يحتاج إلى معرفة عدد كيلوغرامات المنتج التي دخلت الخزان، فإن التدفق الكتلي أو الحجم المصحح للكثافة هو المتغير الأفضل. يجب أن يتبع الرمز الغرض، وليس العكس.
مكان ظهور الرمز في المستندات الهندسية
في المشروع، قد تظهر واجبات التدفق نفسها في P&ID، وفهرس الأدوات، وورقة البيانات، وورقة الحساب، وسرد التحكم، وتقرير التشغيل. كل وثيقة لها اتفاقياتها الخاصة. قد يستخدم P&ID Q لأنه مضغوط. قد تستخدم ورقة البيانات q V لأنه يتبع قالبًا قياسيًا. قد يستخدم كمبيوتر التدفق الوحدات الهندسية فقط ويحذف الرمز بالكامل. يجوز أن تستخدم شهادة المعايرة أمتار مكعبة فعلية في الساعة دون الإشارة إلى ما إذا كانت الحالة فعلية أم قياسية.
ولهذا السبب يعد التحكم بالرمز جزءًا من التحكم في المستندات. يمكن أن تؤدي وسيلة الإيضاح البسيطة على الرسم أو الملاحظة في ورقة البيانات إلى منع حدوث أي ارتباك. على سبيل المثال: Q = التدفق الحجمي الفعلي عند ظروف العداد، متر مكعب/ساعة . وهذا السطر الواحد أكثر فائدة من المسرد الطويل. فهو يخبر القارئ بما يتم قياسه، وأين يتم قياسه، وكيف يتم تعريف الوحدة. إذا كان المشروع يستخدم أيضًا التدفق الحجمي القياسي، فامنحه رمزًا مختلفًا وملاحظة مختلفة.
تضيف علامات الأداة طبقة أخرى. قد يتم وضع علامة على جهاز إرسال التدفق FT-101، بينما قد يكون مؤشر التدفق على واجهة HMI هو FQI-101. تحدد العلامة الوظيفة، وليس الوحدة المادية. لا تزال القيمة المعروضة بحاجة إلى وحدة ومرجع. يحتاج المشغل الذي يرى تغيرًا في الرقم من 500 إلى 450 إلى معرفة ما إذا كان التغيير في متر مكعب/ساعة، أو نيوتن متر مكعب/ساعة، أو كجم/ساعة، أو نسبة مئوية من النطاق. إذا كان HMI يستخدم Q بدون وحدة، يُطلب من المشغل أن يتذكر الكثير.
بالنسبة للحسابات، فإن الاتساق مهم أكثر من الأناقة. إذا كان الحساب الهيدروليكي يستخدم Q بالمتر المكعب/ساعة وكان فحص السرعة يستخدم Q بالمتر المكعب/الساعة، فقم بالتحويل مرة واحدة وقم بتسمية النتيجة. لا تحمل نظامين وحدتين في نفس ورقة العمل دون ملاحظة واضحة. العديد من أخطاء التصميم لا تنتج عن صيغة خاطئة. وهي ناتجة عن صيغة صحيحة مطبقة على قيمة ذات قاعدة زمنية خاطئة أو شرط مرجعي خاطئ.
الوحدات والتحويلات التي تسبب معظم الأخطاء
وحدات النظام الدولي للوحدات (SI) واضحة ومباشرة: متر مكعب في الثانية لـ Q، ومتر مكعب للحجم، وثواني للزمن. غالبًا ما تستخدم وثائق المصانع وحدات عملية أكثر: m³/h لخطوط السوائل الكبيرة، L/min لخطوط السوائل الصغيرة، Nm³/h أو Sm³/h للغازات، وجالون أمريكي في الدقيقة لأنظمة المياه. ولا تعتبر أي من هذه الوحدات خاطئة بطبيعتها. الخطر هو خلطهم دون تحويل.
| وحدة | معادلة تقريبية | الاستخدام النموذجي |
|---|---|---|
| 1 م³/ث | 3,600 متر مكعب/ساعة | خطوط كبيرة للمياه والهواء والعمليات |
| 1 م³/ساعة | 16.667 لتر/دقيقة | تدفق السائل العام للنبات |
| 1 لتر/دقيقة | 0.06 م³/ساعة | خطوط جرعات وتبريد سائلة صغيرة |
| 1 جالون أمريكي في الدقيقة | 0.2271 م³/ساعة | أنظمة المياه باستخدام الوحدات العرفية الأمريكية |
| 1 قدم مكعب في الدقيقة | 1.699 م³/ساعة | أنظمة الهواء والغاز باستخدام CFM |
بعض التحويلات تستحق الحفظ لأنها تظهر في الاجتماعات والفحوصات الميدانية. عشرة لترات في الدقيقة 0.6 متر مكعب / ساعة. مائة جالون أمريكي في الدقيقة يساوي حوالي 22.7 متر مكعب/ساعة. ألف قدم مكعب في الدقيقة يساوي حوالي 1,699 متر مكعب/ساعة. وهي عمليات حسابية بسيطة، ولكنها تصبح عرضة للخطأ عندما يختلط المستند بالدقائق والساعات، أو عندما يتم تعيين أداة برمجية افتراضيًا على وحدة مختلفة عن مواصفات المشروع.
خطر التحويل الأكبر لا يقع بين الوحدات المترية والوحدات الأمريكية. إنه بين التدفق الحجمي الفعلي والمعياري. يمكن تصميم خط الغاز بطاقة 1000 نيوتن متر مكعب في الساعة، بينما يعرض العداد 145 متر مكعب في الساعة عند 7 بار (جم) و40 درجة مئوية. يمكن أن يكون كلا الرقمين صحيحين. إذا توقع المشغل ظهور 1000 على الشاشة، فقد يكون منطق الإنذار خاطئًا على الرغم من أن جهاز القياس يعمل بشكل صحيح. الإصلاح ليس عدادًا جديدًا. الإصلاح هو شرط مرجعي واضح واتفاقية عرض متسقة.
الحجم الإجمالي يستحق التحقق الخاص به. معدل التدفق 50 م3/ساعة لمدة ساعتين هو 100 م3. جهاز العرض الذي يعرض 100 متر مكعب ليس هو نفسه جهاز عرض التدفق الذي يقرأ 50 متر مكعب/ساعة. أثناء التشغيل، تأكد مما إذا كان نظام التحكم يتلقى إشارة معدل أو إشارة إجمالية، وتأكد من القياس. يمكن لخطأ عامل 60 بين الدقائق والساعات أن ينجو من اختبار المصنع ولا يظهر إلا عندما يبدأ المصنع في الإنتاج.
كيفية اختيار مقياس التدفق عندما يكون المتطلب س
يخبرك رمز معدل التدفق الحجمي بما تحتاجه العملية. ولا يخبرك بالعداد الذي يجب شراؤه. يمكن لجهازي القياس الإبلاغ عن Q مع الاستمرار في التصرف بشكل مختلف تمامًا لأنهما يستخدمان مبادئ فيزيائية مختلفة، ولهما متطلبات تركيب مختلفة، ويستجيبان بشكل مختلف للسائل. يجب أن يبدأ الاختيار بالسائل والحالة المرجعية، ثم ينتقل إلى مبدأ القياس، وبعد ذلك فقط ينتقل إلى رقم الطراز.
ابدأ بالسائل والحالة المرجعية
بالنسبة للسائل، تأكد من الموصلية واللزوجة ومحتوى المواد الصلبة ودرجة الحرارة والضغط وما إذا كان السائل نظيفًا أو عرضة للطلاء. بالنسبة للغاز، تأكد من التركيب والضغط ودرجة الحرارة وما إذا كانت القيمة المطلوبة هي التدفق الحجمي الفعلي أو التدفق الحجمي القياسي أو التدفق الكتلي. بالنسبة للبخار، تأكد مما إذا كان مشبعًا أو شديد السخونة وما إذا كان تعويض درجة الحرارة والضغط مطلوبًا. هذه الحقائق تقرر أكثر من حجم المتر.
غالبًا ما تكون السوائل الموصلة مناسبة جيدًا لأجهزة قياس التدفق الكهرومغناطيسي لأنها لا تحتوي على أجزاء متحركة في تيار التدفق ويمكنها التعامل مع العديد من المهام القذرة أو الكاشطة. يُنتج المقياس مخرجات حجمية خطية على نطاق واسع، بشرط أن تكون الموصلية كافية وأن يتم تأريض الأنبوب بشكل صحيح. عبر الصناعات التحويلية، هذا المبدأ شائع في المياه ومياه الصرف الصحي واللب والورق والخدمات الكيميائية. مزيد من التفاصيل حول تطبيقات الصناعة النموذجية متاحة في نظرة عامة على الصناعات العملية .
LDG الاقتصاد مقياس التدفق الكهرومغناطيسي للأغراض العامة جهاز قياس مغناطيسي فعال من حيث التكلفة للسوائل الموصلة بدءًا من المياه ومياه الصرف الصحي وحتى المواد الكيميائية، بدون أجزاء متحركة وحجم واسع وخيارات توصيل. عرض المنتج → العدادات الكهرومغناطيسية ليست إجابة عالمية. وهي لا تقيس السوائل غير الموصلة مثل العديد من الهيدروكربونات أو الغازات. كما أنهم بحاجة إلى تأريض دقيق وأنبوب كامل. إذا كان الخط ممتلئًا جزئيًا أو كانت موصلية السائل منخفضة جدًا، فقد يكون هناك مبدأ آخر أفضل. سؤال الاختيار ليس "أي جهاز قياس هو الأفضل؟" إنه "أي جهاز قياس يقوم بالقياس المطلوب بشكل موثوق في هذا الخط؟"
مطابقة المبدأ مع مهمة القياس
تعد أجهزة قياس الدوامة شائعة بالنسبة للبخار والغازات والسوائل منخفضة اللزوجة. يستخدمون جسمًا مخادعًا لإنشاء دوامات، ويرتبط تردد التساقط بالسرعة. يمكن أن تكون مناسبة لخطوط الغاز المتوسطة والكبيرة عندما يكون رقم رينولدز مرتفعًا بدرجة كافية ويتم التحكم في الاهتزاز. بالنسبة لواجب الغاز حيث يختلف الضغط ودرجة الحرارة، يمكن لمقياس الدوامة مع التعويض الإبلاغ عن التدفق الحجمي القياسي أو التدفق الكتلي بدلاً من الحجم الفعلي الخام.
مقياس الجريان الدوامي المعوض من سلسلة MA80T-TP للبخار والغاز مقياس دوامي مزود بتعويض متكامل لدرجة الحرارة والضغط للبخار والغاز المضغوط وقياس طاقة المرافق، مما يؤدي إلى إخراج التدفق الحجمي أو الكتلي القياسي. عرض المنتج → تعد أجهزة القياس التوربينية خيارًا حجميًا آخر، خاصة بالنسبة للسوائل النظيفة منخفضة اللزوجة وبعض الغازات. إنها توفر إمكانية تكرار جيدة وتركيبًا مدمجًا، ولكنها تحتوي على أجزاء متحركة وأقل تحملًا للمواد الصلبة والقاذورات والسرعة الزائدة. تحتوي عدادات الدوامة وعدادات الإزاحة الإيجابية أيضًا على مكان، ولكن لكل منها ملف تعريف التركيب والصيانة الخاص بها. الخطأ الشائع هو اختيار المتر حسب السعر قبل فحص السوائل والترتيب.
عندما تحتاج العملية إلى تدفق جماعي أو كثافة أو تركيز بالإضافة إلى التدفق، فقد يكون مقياس كوريوليس هو الأفضل. فهو يقيس تدفق الكتلة مباشرة ويمكنه أيضًا توفير الكثافة ودرجة الحرارة. وهذا يجعلها مفيدة لنقل الحضانة، والجرعات الكيميائية، والواجبات حيث يتغير تكوين المنتج. يمكن لمقياس كوريوليس أن يسجل التدفق الحجمي أيضًا، لكنه يفعل ذلك من خلال الكثافة. وهذه سلسلة قياس مختلفة عن المقياس الحجمي البحت، ويجب أن يعكسها بيان عدم اليقين.
مقياس الجريان الشامل كوريوليس من سلسلة AC لقياس عالي الدقة قياس التدفق الكتلي المباشر والكثافة ودرجة الحرارة لجرعات المواد الكيميائية والمزج وغيرها من الواجبات التي قد تفشل فيها تغييرات التركيب والعدادات الحجمية. عرض المنتج → التحقق من التثبيت ودورة الحياة، وليس فقط الدقة
كل متر له شروط التثبيت. يحتاج البعض إلى مسارات مستقيمة من المنبع والمصب. بعضها حساس للاهتزاز. البعض يحتاج إلى أنبوب كامل. يتطلب البعض الحد الأدنى من الضغط الخلفي لتجنب التجويف. يتأثر بعضها بالطلاء الموجود على المستشعر. قد يكون أداء المقياس الذي يبدو ممتازًا في ورقة البيانات سيئًا إذا تم إصلاح تخطيط الخط قبل تحديد المقياس. قم بإحضار العداد إلى مراجعة الأنابيب في وقت مبكر بما يكفي ليهم.
دورة الحياة مهمة أيضًا. اسأل عن كيفية معايرة العداد، وكيفية التحقق من الصفر، وما هي قطع الغيار المتوفرة، وكيف يتم قياس الإخراج في نظام التحكم. قد يحتاج المقياس الحجمي ذو خرج 4-20 مللي أمبير وخرج النبض إلى فحصين مختلفين للقياس. قد يحتاج مقياس الكتلة ذو مخرجات الكثافة إلى التحقق بشكل منفصل من تعويض الكثافة. الرمز Q لا يزيل تلك المهام. إنه يذكر فقط الكمية التي تحميها المهام.
بالنسبة لمشتري المشروع، غالبًا ما يكون المورد الأكثر فائدة هو الذي يمكنه تفسير سبب توافق مبدأ ما وعدم توافق مبدأ آخر. يعتبر التحجيم والاختيار القائم على الهندسة أكثر من مجرد بحث في الكتالوج. فهو يربط بيانات العملية والتركيب وإشارة الإخراج وخطة الصيانة. تصف صفحة خلفية الشركة هذا النوع من الدعم الهندسي بمزيد من التفاصيل: التحجيم والاختيار القائم على الهندسة .
تدفق الغاز: لماذا الرمز وحده لا يكفي
تدفق الغاز هو المكان الذي يسبب فيه رمز معدل التدفق الحجمي معظم الارتباك التجاري. الغاز قابل للضغط. ويتغير حجمه مع الضغط ودرجة الحرارة، وبالتالي فإن قيمة التدفق الحجمي بدون شرط مرجعي تكون غير مكتملة. إذا نص العقد على 1000 متر مكعب في الساعة من الغاز الطبيعي، فإن السؤال التالي يجب أن يكون: عند أي ضغط ودرجة الحرارة؟ إذا كانت الإجابة "في الظروف الفعلية"، فإن كتلة الغاز التي يتم توصيلها تعتمد على ضغط الخط. إذا كانت الإجابة "في الظروف القياسية"، يتم تحديد الكتلة بواسطة القاعدة القياسية.
يمكن كتابة العلاقة التقريبية بين التدفق الحجمي الفعلي والمعياري على النحو التالي:
Q n ≈ س a × (ص a / ص n ) × (ت n / ت a ) × (ز n / ز a )
هنا، P هو الضغط المطلق، T هي درجة الحرارة المطلقة، و Z هو عامل الانضغاط. بالنسبة للعديد من حسابات الهواء منخفض الضغط، يمكن معالجة Z على أنها قريبة من 1. بالنسبة للغاز الطبيعي عالي الضغط أو غاز المعالجة، لا ينبغي تجاهل عامل الانضغاط. هذه الصيغة ليست بديلاً عن حاسوب التدفق المناسب، ولكنها تشرح سبب الاختلاف الكبير بين رقمين يبدوان صحيحين.
إن تعويض درجة الحرارة والضغط ليس ترفا في تدفق الغاز. وهو جزء من تعريف القياس. يمكن لمقياس الدوامة أو مقياس الدوامة أو مقياس التوربين أو مقياس الضغط التفاضلي قياس الحجم الفعلي أو متغير ذي صلة، ولكن يجب حساب الحجم القياسي أو تدفق الكتلة من الضغط ودرجة الحرارة وأحيانًا التركيب. إذا كان التعويض مفقودًا أو كانت الشروط الأساسية خاطئة، فسيقوم كمبيوتر التدفق بإنتاج رقم دقيق بالمعنى الخاطئ.
تظهر نفس المشكلة في أنظمة الهواء المضغوط. يمكن تصنيف الضاغط بـ Nm³/min أو CFM في الظروف القياسية، بينما يقرأ عداد المحطة الفعلي m³/h عند ضغط الخط. تقوم فرق الصيانة أحيانًا بمقارنة الرقمين وتستنتج أن أداء الضاغط ضعيف. وفي الواقع قد يكون المقياس صحيحاً وقد تكون المقارنة خاطئة. قبل تغيير جهاز القياس أو إعداد الضاغط، اكتب الحالة المرجعية بجوار الرقمين.
قراءة ورقة بيانات: ستة عمليات فحص قبل قبول قيمة Q
يمكن أن تكون ورقة البيانات صحيحة من الناحية الفنية وتظل خطرة تجاريًا إذا لم يتحقق القارئ من السياق. تعتبر عمليات الفحص التالية طريقة عملية لمراجعة قيمة التدفق الحجمي قبل إدخال أمر الشراء أو فلسفة التحكم أو اختبار القبول.
- التحقق من الوحدة وقاعدة الوقت. تأكد مما إذا كانت القيمة هي m³/h، أو m³/s، أو L/min، أو GPM، أو CFM. من السهل تفويت خطأ قاعدة الوقت لأن الرقم نفسه قد يبدو معقولاً.
- تحقق من الفعلي مقابل القياسي. بالنسبة للغازات، أوجد قاعدة الضغط ودرجة الحرارة. إذا كانت ورقة البيانات تشير إلى Nm³/h أو Sm³/h، فتأكد من التعريف. إذا كانت الرسالة m³/h، فتأكد مما إذا كان هذا هو الحجم الفعلي عند جهاز القياس.
- تحقق مما إذا كانت الكمية حجمًا أم كتلة. قد تستخدم ورقة البيانات Q في عنوان ولكنها تعرض كجم/ساعة في الجدول. هذه ليست مشكلة رمزية؛ إنها مشكلة كمية. قم بتأكيد أساس الكثافة في حالة إجراء التحويل.
- تحقق من النطاق والترتيب. قد يكون المقياس دقيقًا في الجزء العلوي من نطاقه وأقل استقرارًا في الجزء السفلي. التأكد من الحد الأدنى والحد الأقصى للتدفق والتدفق الطبيعي والوحدات المستخدمة لكل منهما.
- التحقق من حجم الإخراج. قد تمثل الإشارة 4-20 مللي أمبير 0-100 متر مكعب/ساعة، أو 0-1000 متر مكعب/ساعة، أو نطاق الكتلة. يمكن تكوين نفس العداد بشكل مختلف. تأكد من القياس في نظام التحكم، وليس فقط في ورقة البيانات.
- التحقق من أساس المعايرة والتثبيت. يمكن إجراء معايرة المصنع بالماء أو الهواء في ظل الظروف المرجعية. قد تتضمن ظروف الموقع الاهتزاز، أو قيود التشغيل المستقيم، أو سائلًا مختلفًا. يجب أن يتطابق بيان عدم اليقين مع التثبيت الحقيقي.
ولا تعد هذه الفحوصات بديلاً عن المراجعة الهندسية الكاملة. إنها طريقة سريعة لاكتشاف الأخطاء التي تستمر حتى مرحلة التشغيل. لا تتم "الموافقة" على قيمة Q لأن الرقم يطابق متطلبات العملية. تتم الموافقة عليه عندما تتوافق الوحدة والحالة المرجعية والكمية والنطاق والإخراج وأساس التثبيت مع متطلبات العملية.
تفاصيل التثبيت والتشغيل التي تؤثر على القراءة
يصف الرمز القياس، لكن التثبيت يحدد ما إذا كان جهاز القياس يمكنه توصيله. العديد من مشكلات التدفق عند بدء التشغيل لا تنتج عن مبدأ المستشعر. وهي ناجمة عن تخطيط الخط، أو حالة السوائل، أو تحجيم الإشارة. التفاصيل التالية تستحق التحقق منها قبل طلب جهاز القياس ومرة أخرى قبل تشغيله.
- تشغيل مستقيم وملف تعريف التدفق. تحتاج بعض العدادات إلى تشغيل مستقيم باتجاه المنبع وأسفله لتطوير ملف تعريف ثابت للسرعة. يمكن أن يؤدي الكوع المقترن أو الصمام المغلق جزئيًا إلى تشويه القراءة حتى إذا تمت معايرة جهاز القياس بشكل صحيح.
- أنبوب كامل وسحب الهواء. تفترض العدادات الحجمية أن الأنبوب ممتلئ بالسائل المقصود. يمكن للهواء المحبوس في خط سائل أن يزيد الحجم الظاهري. يمكن للأنبوب الممتلئ جزئيًا أن يجعل قراءة العداد منخفضة أو يصبح غير مستقر.
- التأريض والبيئة الكهربائية. تحتاج العدادات الكهرومغناطيسية إلى تأريض مناسب لتقليل الضوضاء. يمكن أن تؤدي محركات الأقراص ذات التردد المتغير ومعدات اللحام وتوجيه الكابلات الضعيفة إلى حدوث تداخل. يجب أن يتبع كابل الإشارة تعليمات الشركة المصنعة.
- الاهتزاز والنبض. يمكن أن تتأثر أجهزة قياس الدوامة وبعض أجهزة قياس التوربينات بالاهتزاز أو التدفق النابض. قد تؤدي المضخة أو الضاغط القريب إلى حدوث اضطراب دوري يشبه ضجيج التدفق.
- طلاء وتلوث. سطح المستشعر المتسخ يغير القياس. يمكن أن تتأثر الأقطاب الكهرومغناطيسية ومحولات الطاقة بالموجات فوق الصوتية وأجهزة الاستشعار الحرارية بالطلاء. يجب أن تتضمن خطة الصيانة فترة زمنية للتنظيف والتحقق.
- التصفير والقياس. قد يحتاج جهاز قياس كوريوليس إلى فحص الصفر في ظل ظروف عدم التدفق. قد يحتاج مقياس الضغط التفاضلي إلى تقليم صفري. قد يحتاج خرج النبض إلى فحص عامل K. هذه المهام بسيطة، ولكنها ليست اختيارية.
يجب أن يتضمن التشغيل مقارنة بين القراءة الميدانية وقراءة نظام التحكم والفحص المستقل حيثما أمكن ذلك. قد يكون الفحص المستقل عبارة عن جهاز قياس محمول، أو اختبار ملء الخزان، أو توازن الكتلة. والغرض ليس إثبات أن إحدى الأدوات على حق والأخرى على خطأ. وذلك للتأكيد على توافق الوحدة والشرط المرجعي والقياس عبر سلسلة القياس بأكملها.
إذا كانت القراءة الميدانية تختلف عن قراءة نظام التحكم، فلا تقم بضبط جهاز القياس أولاً. تحقق من القياس، وتحويل الإشارة، وإعدادات الإجمالي. العديد من "أخطاء العداد" هي في الواقع أخطاء في التكوين. معدل التدفق الذي يبلغ 50 م³/ساعة والذي يصبح 3000 م³/ساعة في المؤرخ عادة ما يكون مشكلة في القاعدة الزمنية أو القياس، وليس فشلًا في المستشعر.
مسار القرار العملي لتحديد Q
عندما يحتاج المشروع إلى تدفق حجمي، فإن التسلسل التالي يبقي الرمز متصلاً بالواجب الحقيقي. أولاً، اكتب الكمية بالكلمات: التدفق الحجمي الفعلي، أو التدفق الحجمي القياسي، أو التدفق الكتلي. ثانياً: أكتب الوحدة والشرط المرجعي. ثالثا، قم بإدراج خصائص السوائل ونطاق التشغيل. رابعا، اختيار مبدأ القياس. خامسًا، قم بتأكيد التثبيت وقياس الإخراج. هذا التسلسل بسيط، لكنه يمنع معظم الالتباس الموصوف سابقًا.
بالنسبة لسائل موصل بمتطلبات دقة متوسطة، غالبًا ما يكون مقياس الكهرومغناطيسي نقطة انطلاق عملية. للحصول على سائل نظيف ومنخفض اللزوجة مع الحاجة إلى تكرار عالي، يمكن النظر في استخدام مقياس التوربين. بالنسبة للبخار أو الغاز ذي السرعة الثابتة، قد يكون مقياس الدوامة مناسبًا. بالنسبة لنقل الحضانة على أساس جماعي أو المهام التي تكون فيها الكثافة مهمة، قد يكون مقياس كوريوليس هو الخيار الأقوى. بالنسبة لخط مياه كبير حيث يكون الإدخال غير عملي، يمكن مراجعة الحل بالموجات فوق الصوتية أو الكهرومغناطيسية.
لا يوجد مبدأ يفوز في كل مكان. قد يفشل المقياس الممتاز للمياه في استخدام مذيب غير موصل للكهرباء. قد يواجه المقياس الممتاز للغاز النظيف صعوبة في التعامل مع البخار الرطب. قد يكون المقياس الممتاز للتدفق الشامل كبيرًا جدًا أو مكلفًا للغاية بالنسبة لخط مرافق صغير. يجب أن يعتمد الاختيار على العملية والتركيب وإمكانية الصيانة والغرض التجاري للقياس.
يجب أن يظهر الرمز Q في المواصفات مع سياق كافٍ لتحمل تغيير المورد. رقم الطراز وحده لا يحدد الواجب. معدل التدفق وحده لا يحدد العداد. المواصفات الكاملة تربط الرمز والوحدة والحالة المرجعية والسوائل والنطاق والإخراج والتثبيت. وهذا ما يسمح للمشتري بمقارنة العروض دون مقارنة أرقام لا تضاهى.
رمز معدل التدفق الحجمي صغير، لكنه يقع في قلب محادثة هندسية أكبر. س، V̇، و س V يمكن أن تكون جميعها صحيحة. يعتمد الاختيار على اتفاقية الوثيقة، وليس على الفيزياء. الانضباط الحقيقي هو كتابة الوحدة، ومرحلة السائل، والحالة المرجعية بجوار الرمز، ثم التحقق من مبدأ القياس والتركيب مقابل العملية الفعلية.
إذا كانت القيمة تدخل في P&ID، أو ورقة بيانات، أو نظام تحكم، أو عقد، فاجعلها لا لبس فيها. اذكر ما إذا كان التدفق فعليًا أم قياسيًا. اذكر ما إذا كانت الكمية حجمًا أم كتلة. تأكيد القاعدة الزمنية والقياس. لا ينبغي للقارئ أن يخمن ما يعنيه Q من السياق وحده. الرمز موجود للمساعدة، ومع القليل من الانضباط يفعل ذلك بالضبط.
عربى
English
Español
русский