المشاكل التي يجب الانتباه إليها عند قياس تدفق البخار باستخدام مقياس تدفق الدوامة

يُستخدم مقياس تدفق الدوامة بشكل أكثر شيوعًا في مقاييس تدفق البخار حاليًا، مع تعويض درجة الحرارة والضغط، وتكون النتيجة المُقاسة هي تدفق الكتلة. ومع ذلك، نظرًا لاختلاف البيئات، يُقسّم البخار إلى بخار مُحمّى وبخار مُشبع. وهذه كلها تغيرات محتملة في كثافة البخار، والتي ستؤثر على نتائج القياس.

1. البخار الساخن جدًا

في حاسبة التدفق، يُمكن حساب معدل تدفق الكتلة بناءً على درجة حرارة وضغط البخار المُحمّى. ولكن عند نقل البخار المُحمّى لمسافات طويلة، أو بسبب سوء عزل خط الأنابيب، غالبًا ما تنخفض درجة حرارته بسبب فقدان الحرارة. يدخل البخار المُحمّى حالة التشبع الحرجة، ويتكثف جزء منه ويتغير طوره ويتحول إلى قطرات ماء. في هذه الحالة، يتحول إلى بخار مُشبع رطب.

إن خرج مقياس تدفق الدوامة يتناسب فقط مع معدل تدفق السائل المتدفق عبر أنبوب القياس. عند قياس البخار المشبع الرطب، يكون تأثير قطرات الماء على خرج مقياس تدفق الدوامة ضئيلاً، لذلك يمكن اعتبار أن خرج مقياس تدفق الدوامة يتكون بالكامل من أنه ناتج عن ترطيب الجزء الجاف (الجزء المشبع) لكل بخار، ويمكن الكشف عن كثافة الجزء الجاف بدقة عن طريق تعويض الضغط أو تعويض درجة الحرارة. عند قياس البخار، إذا اتفق الطرفان على تسوية الرسوم وفقًا للجزء الجاف من البخار، ولم يتم فرض رسوم على الماء المكثف، فإن التأثير على القياس النسبي يكون ضئيلاً ويمكن تجاهله؛ إذا تم فرض رسوم على الماء المكثف أيضًا وفقًا للبخار، تكون نتيجة قياس مقياس الدوامة منخفضة.

2. البخار المشبع

عندما يتم تثبيت مقياس تدفق غاز الدوامة خلف صمام تخفيض الضغط، فإن البخار المشبع ينضغط فجأة بشكل كبير، ويتمدد السائل بشكل ثابت، وتتبخر قطرات الماء جزئيًا، وفي الوقت نفسه يمتص حرارة التبخر من الطورين السائل والبخاري، مما يقلل من درجة حرارة الطورين البخاري والسائل. إذا لم تنخفض درجة الحرارة كثيرًا أو كانت الرطوبة أعلى قبل التبخر، فسوف تنخفض درجة الحرارة بسرعة إلى درجة حرارة التشبع المقابلة للضغط الجديد، وسيتم إنشاء توازن جديد. في هذا الوقت، لا يزال البخار بخارًا مشبعًا. إذا انخفض الضغط كثيرًا أو كانت الرطوبة قبل التبخر إذا كانت درجة الحرارة أقل، فإن درجة الحرارة لا تزال أعلى من درجة حرارة التشبع المقابلة للضغط الجديد بسبب تبخر قطرات الماء، ويصبح البخار بخارًا شديد السخونة.

بعد حدوث التبخر المذكور أعلاه، لا يؤثر الأول على التعويض، بل يزداد الجزء الجاف من البخار، ويزداد الجفاف تبعًا لذلك. أما الثاني فيعني أن البخار المشبع يتحول إلى بخار شديد الحرارة. في هذه الحالة، ينقسم التأثير على مقياس التدفق إلى ثلاثة أنواع:

(1) تم الأخذ في الاعتبار في التصميم أن البخار يصبح ساخنًا جدًا، أو من الصعب تحديد الحالة التي يكون فيها، أو يكون أحيانًا ساخنًا جدًا وأحيانًا مشبعًا، لذلك يتم اعتماد تعويض درجة الحرارة والضغط، ولا يؤثر التغيير الطوري أعلاه على نتائج القياس.

(2) مع الأخذ في الاعتبار البخار المشبع في التصميم، واعتماد تعويض الضغط، فإن تغيير الطور المذكور أعلاه سيؤدي إلى خطأ صغير، أي خطأ التعويض الناجم عن فرق الكثافة المقابل للفرق بين درجة حرارة البخار المسخن ودرجة حرارة البخار المشبع.

(3) يعتمد التصميم على البخار المشبع، ولكن يتم استخدام تعويض درجة الحرارة، أي يتم استخدام درجة حرارة البخار المسخن كدرجة حرارة تشبع للتحقق من جدول الكثافة، مما يؤدي عمومًا إلى حدوث أخطاء كبيرة.

هناك ثلاث طرق لحل المشكلة المذكورة أعلاه:

(1) قم بتثبيت مقياس تدفق البخار الكلي قبل صمام تخفيض الضغط. نظرًا لعدم ضغط البخار المذكور أعلاه، فلا توجد مشكلة في تغيير الطور، لذا قم بتثبيت مقياس التدفق قبل صمام تخفيض الضغط، واستخدم طريقة تعويض البخار المشبع لضمان دقة القياس.

(2) إذا كان من الممكن تركيب مقياس التدفق خلف صمام تخفيض الضغط فقط، فيمكن إضافة جهاز إرسال ضغط للتعويض عن درجة الحرارة والضغط.

(3) إذا كانت استقرار صمام تخفيض الضغط جيدًا، فيمكن ضبط قيمة الضغط العلوي لمقياس التدفق كقيمة ثابتة في أداة العرض للتعويض عن درجة الحرارة والضغط.