Đo lưu lượng theo kiểu chênh áp là nguyên lý đo lưu lượng lâu đời nhất. Dùng để đo khí, chất lỏng, hơi nước …
Nguyên lý này cũng được áp dụng để đo vận tốc máy bay. Để hiểu rõ hơn nữa, mời bạn tiếp tục đọc bài viết
Xem Nhanh Nội Dung
Nguyên lý hoạt động
Hầu hết các thiết bị đo lưu lượng bằng chênh áp dựa vào định luật Bernoulli. Định luật Bernoulli phát biểu rằng năng lượng của chất lỏng bao gồm ba loại: cột áp tĩnh, áp suất và vận tốc.
Nếu một chất lỏng buộc phải đi qua một vùng giới hạn, thì vận tốc sẽ tăng lên trong vùng giới hạn đó. Vì tổng năng lượng phải giữ nguyên nên áp suất của chất lỏng sẽ giảm khi vận tốc tăng. Độ giảm áp suất có thể được đo để tính toán lưu lượng, nhưng độ giảm áp suất tăng theo bình phương của lưu lượng, vì vậy nếu lưu lượng tăng gấp đôi qua đồng hồ DP, độ sụt áp suất sẽ tăng BỐN lần.
Để hiểu rõ mối tương quan giữa áp suất và lưu lượng, mời bạn tham khảo bài viết: “Công thức tính lưu lượng dòng chảy theo áp suất”
Độ chênh áp có thể được tạo ra theo một số cách. Một tấm Orifice là phổ biến nhất, nhưng có thể sử dụng Nozzloe, averaging pitot tubes, wedge meters, venturis và nhiều loại khác. Thậm chí có thể đo chênh lệch áp suất bên trong và bên ngoài khuỷu ống (elbow) để xác định tốc độ dòng chảy.
Cấu tạo Bộ đo lưu lượng theo chênh áp
Đo lưu lượng chênh áp gồm 3 thành phần chính:
- DP elements
- DP transmitter (variable)
- Impulse line
1. DP Elements
DP Elements hay còn gọi là Primary Elements, là bộ phận lắp trực tiếp vào đường ống để tạo giới hạn dòng chảy, bao gồm các loại sau: Orifice plate, Nozzle, Venturi, Wedge, V cone, Pitot tube
2. DP transmitter
Đo chênh lệch áp suất, từ đó thông qua các tham số của DP Elements mà máy phát tự tính lưu lượng
Đối với đo khí, nên chọn transmitter có tích hợp bù nhiệt độ, và áp suất để tính lưu lượng tiêu chuẩn (Nm3/h, lưu lượng khối lượng)
Đối với đo hơi bão hoà, chỉ cần bù nhiệt hoặc áp suất, (do 2 tham số này có mối quan hệ với nhau)
3. Impulse line
Đây bao gồm các ống nối để nối từ điểm cần đo (DP elements) đến DP transmitter
Đối với đo chất lỏng/ hơi nước: đường xung lấy nằm ngang hoặc lệch 45 độ phía dưới, và đường xung dốc xuống
Đối với đo khí/ gas: đường xung phía trên cùng, hoặc 45 độ phía trên , đường xung dốc lên
Ưu và nhược điểm của Đo lưu lượng theo chênh áp
Ưu điểm
- Đo được các chất khí, hơi nước và chất lỏng.
- Không nhạy cảm với độ dẫn của chất lỏng.
- Việc lắp đặt Orifice được thiết kế tốt có thể cực kỳ chính xác. Những đồng hồ như vậy thường được sử dụng cho các ứng dụng mua bán (custody transfer)
- Nozzle, pitot và averaging pitot tube có thể tạo ra mức giảm áp suất vĩnh viễn rất thấp. (Lưu ý rằng độ trễ của các đồng hồ này cũng có thể khá hạn chế.)
- Averaging pitot tube có thể đo chính xác lưu lượng khí trong các ống dẫn có hình dạng kỳ lạ với yêu cầu đoạn ống thẳng tối thiểu.
- Nếu kích thước ống lớn (lớn hơn 6”), ưu tiên DP flowmeter hơn đồng hồ đo dòng xoáy (Vortex flowmeter). Ống pitot, ống pitot trung bình và một số vòi phun kiểu chèn có thể được sử dụng trong các đường ống cực lớn với chi phí tương đối thấp.
- Orifice flowmeter KHÔNG có giới hạn lưu lượng thấp như Vortex flowmeter. Nếu yêu cầu Turndown cao, một DP transmitter phạm vi cao và thấp có thể đo DP trên cùng một tấm lỗ để cung cấp phép đo lưu lượng liên tục thông qua một loạt các tốc độ dòng chảy.
- Wedge flowmeter có thể được kết hợp với các màng ngăn và ống mao dẫn để cung cấp khả năng đo lưu lượng của chất lỏng nhớt, dính như hắc ín và bùn, và cũng có thể đo một số chất rắn.
- Bởi vì DP transmitter thường được lắp đặt rời, tách khỏi đường, lưu lượng kế DP có thể được sử dụng trong nhiều dải nhiệt độ và áp suất.
- Các Orifice flowmeter tích hợp có thể đo tốc độ dòng chảy cực thấp, thấp hơn nhiều so với tốc độ dòng chảy có thể đo được bằng máy đo xoáy.
Nhược điểm
- Mối quan hệ bình phương giữa chênh lệch áp suất và lưu lượng hạn chế đáng kể turndown của hầu hết các đồng hồ đo DP meter. Áp suất giảm nhanh chóng khi lưu lượng tăng.
- Sự sụt giảm áp suất vĩnh viễn của hầu hết các Orifice là khoảng hai phần ba áp suất chênh lệch đo được. Chi phí năng lượng có thể là đáng kể trong suốt tuổi thọ của đồng hồ.
- DP Flowmeter rất nhạy cảm với lắp đặt. Độ dài của đoạn ống thẳng vị trí của transmitter, phương pháp chạy các đường xung (Impulse line) và một số mục khác có thể ảnh hưởng lớn đến độ chính xác của chúng.
- Các đường xung trên đồng hồ đo chất lỏng và hơi nước thường yêu cầu bảo vệ đóng băng. Nhiều ứng dụng có thể gây tắt nghẽn các dòng xung.
- Giống như đồng hồ đo xoáy, Orifice yêu cầu đoạn ống thẳng trước và sau DP Elements để thiết lập cấu hình dòng chảy tốt. Một đường chạy như vậy thường phải có ít nhất 25D phía trước và 10D phía sau. (Lưu ý rằng những khoảng cách này phụ thuộc vào loại máy đo DP cụ thể được sử dụng.)
- Đối với các đường ống nhỏ hơn 6″, đồng hồ đo xoáy thường là lựa chọn kinh tế hơn nếu đáp ứng tốc độ dòng chảy tối thiểu của Vortex flowmeter.
Cảm ơn bạn đã đọc bài chia sẻ
Chúc Bạn thành công!
Tam Mr. – Admin
Bài viết cùng chuyên mục:
- Công thức tính lưu lượng dòng chảy theo áp suất
- Nguyên lý đo lưu lượng với Orifice Plate
- Công dụng của lỗ thoát nước và lỗ thoái khí của Orifice Plate
- Hệ số Beta (Beta Ratio) của Orifice là gì?
- Restriction Orifice là gì? Phân loại và ứng dụng
- Đo lưu lượng với Averaging Pitot Tube
- Nguyên lý đo lưu lượng với Flow Nozzle
- Nguyên lý hoạt động của Wedge Flow Meter
- Nguyên lý đo lưu lượng với V Cone Flow meter
- Condensate Pot là gì? Ứng dụng trong phép đo lưu lượng hơi nóng
- Vortex Flowmeter – Nguyên lý hoạt động, Ưu và nhược điểm
- Rotameter – Nguyên lý hoạt động, ưu và nhược điểm
- Coriolis Meter đo lưu lượng khối lượng và tỉ trọng như thế nào?
- Ultrasonic Flow Meters – Nguyên lý hoạt động, Ưu nhược điểm
- Thermal Mass Flow Meter – Nguyên lý hoạt động
- Oval Gear Flow meter – Nguyên lý hoạt động
- Nguyên lý hoạt động của Turbine Flow Meter
- Đồng hồ đo lưu lượng điện từ (Electromagnetic Flow Meter) là gì? Cấu tạo, Nguyên lý và ứng dụng
- 7 loại đồng hồ đo lưu lượng hơi (Steam flowmeter) thường dùng trong nhà máy
- Thiết Bị Đo Lưu Lượng Kênh Hở là gì? Nguyên lý, Ưu, nhược điểm
- Tại sao “Turndown Ratio” là quan trọng khi lựa chọn đồng hồ đo lưu lượng
- Reynolds number là gì? Ý nghĩa của Re trong phép đo lưu lượng
