• วาล์วแก๊ส (โซลินอยด์วาล์ว วาล์วปิดนิรภัย วาล์วระบายความปลอดภัย วาล์วปิด และบล็อควาล์ว)
• หน่วยตู้ที่มีเส้นลดขนาดและบายพาสหนึ่งเส้น
• หน่วยตู้ที่มีเส้นลดหลักและสำรอง

อุปกรณ์ความปลอดภัยเกี่ยวกับแก๊ส รวมถึงสัญญาณเตือนแก๊ส

หมายถึงการวัดและควบคุมความดัน

• เกจวัดแรงดัน เกจวัดสุญญากาศ เกจวัดแรงดัน และเกจวัดสุญญากาศ แสดงและส่งสัญญาณ
• เกจวัดแรงดัน เกจวัดแรงดัน และเกจวัดแรงดันแสดงและส่งสัญญาณ
• อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง (ตัวแยกสื่อเมมเบรน ตัวดูดซับการเต้น ตัวกำหนดตำแหน่ง ฯลฯ)

หมายถึงการวัดและควบคุมอุณหภูมิ

• เครื่องวัดอุณหภูมิ เครื่องวัดอุณหภูมิ และเครื่องควบคุมอุณหภูมิ
• อุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิในระบบทำความร้อน
• อุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิ มิเตอร์หลายช่องสัญญาณ และตัวควบคุม

หมายถึงการวัดและควบคุมระดับ

• อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องสำหรับอุปกรณ์วัดและควบคุมระดับ

วาล์วปิดและวาล์วปิดและควบคุม

• วาล์วควบคุม การผสม ปิดและควบคุม และอุปกรณ์ควบคุมแรงดันน้ำ
• อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง (เครื่องตรวจจับการรั่วไหล, KOF, ฝาครอบความร้อน ฯลฯ)

เครื่องทำความร้อนด้วยแก๊สอุตสาหกรรม, เครื่องทำความร้อนด้วยรังสีอินฟราเรดด้วยแก๊ส

• ตัวปล่อยอินฟราเรดก๊าซอุตสาหกรรมชนิดเบา
• ตัวปล่อยก๊าซอินฟราเรดชนิดมืดอุตสาหกรรม
• ม่านอากาศ, เครื่องทำความร้อนด้วยแก๊ส, เครื่องกำเนิดความร้อน
• แผงอินฟราเรดแบบเพดาน ผนัง (ผนัง) และแถบระบบทำความร้อนอินฟราเรด

ใบสมัครของคุณ

ซื้อสินค้าที่คุณต้องการ หากต้องการทำสิ่งนี้ ให้ไปที่หน้าพร้อมคำอธิบายแล้วคลิกปุ่ม
"เพิ่มสินค้าที่ต้องการ"

การสูบจ่ายไอน้ำ การผจญภัยของวิศวกรเครื่องมือวัดหรือเครื่องวัดอัตราการไหลแบบวอร์เท็กซ์ซึ่งเป็นทางเลือกที่แท้จริงแทนอุปกรณ์ควบคุม

ฉบับ: การวิเคราะห์พลังงานและประสิทธิภาพพลังงาน ฉบับที่ 6

15.10.2006

ปัจจุบันประเด็นเรื่องการบัญชีทรัพยากรพลังงานกำลังได้รับความสนใจเพิ่มขึ้นอย่างถูกต้อง สิ่งนี้ถูกกำหนดโดยข้อเท็จจริงที่ว่าในแง่หนึ่งหากไม่มีข้อมูลที่เชื่อถือได้เกี่ยวกับทรัพยากรที่ใช้ไปก็เป็นไปไม่ได้ที่จะดำเนินมาตรการประหยัดพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพซึ่งในบริบทของราคาพลังงานที่สูงขึ้นอย่างต่อเนื่องมีความสำคัญสำหรับทั้งองค์กรแต่ละแห่งและ แต่ละอุตสาหกรรมและเศรษฐกิจของประเทศโดยรวม ในทางกลับกัน ในบริบทของจำนวนอุปกรณ์สูบจ่ายที่เพิ่มขึ้นหลายเท่า ปัญหาเรื่องค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาหรือการบำรุงรักษาอุปกรณ์ให้อยู่ในสภาพใช้งานได้ก็มาถึงเสียก่อน

เนื่องจากลักษณะเฉพาะของสภาพแวดล้อมนี้ การวัดการไหลของไอน้ำจึงแยกออกจากขอบเขตของปัญหาการสูบจ่ายก๊าซ สิ่งนี้ถูกกำหนดโดยอุณหภูมิและความดันสูงในท่อไอน้ำเป็นหลักรวมถึงการมีอยู่ของท่อเหล่านี้รวมถึงผลจากการสึกหรอของท่อที่เพิ่มขึ้นภายใต้สภาวะที่รุนแรงเหล่านี้ของการรวมทางกลต่าง ๆ (ผลิตภัณฑ์การกัดกร่อนขนาด ฯลฯ ) เนื่องจาก รวมทั้งคอนเดนเสท ดังนั้น ด้วยวิธีการต่างๆ ในการวัดการไหล จึงมีเพียงสองทางเลือกเท่านั้นในการแก้ปัญหาการสูบจ่ายไอน้ำ:

• มิเตอร์วัดการไหลขึ้นอยู่กับวิธีการลดแรงดันแปรผันบนอุปกรณ์จำกัด (SU)
• เครื่องวัดการไหลวน (VR)

1. คุณควรเลือกเครื่องวัดอัตราการไหลโดยพิจารณาจากต้นทุน ช่วงไดนามิก (DR) ความแม่นยำ และช่วงการสอบเทียบ (CTI) เท่านั้นหรือไม่
2. ลักษณะทางเทคนิคของเครื่องวัดอัตราการไหลที่ผลิตในรัสเซียนั้นสอดคล้องกับอะนาล็อกต่างประเทศที่ดีที่สุดหรือไม่?

นักมาตรวิทยาโดยเฉลี่ยมีลักษณะเฉพาะต่อไปนี้ในใจของเขาเกี่ยวกับวิธีการวัดการไหลที่กำลังพิจารณา:

ดังนั้นข้อสรุปนั้นง่ายมาก: หากคุณมีวิธีการก็ควรซื้อเครื่องวัดอัตราการไหลแบบวอร์เท็กซ์ดีกว่าเนื่องจากมีความแม่นยำมากกว่าและมีการสอบเทียบไม่บ่อยนัก หากเงินทุนมีจำกัด ก็จะเหลือเพียงไดอะแฟรม "เก่าที่ดี" เท่านั้น

บทความนี้อาจจบด้วยข้อสรุปนี้ หากไม่ใช่ประเด็นสำคัญที่ระบุไว้ในคำนำ ดังนั้น เราขอแนะนำให้ลืมภาพและจำนวนวิธีการวัดที่กำลังศึกษา และเริ่มการเลือกมิเตอร์วัดการไหลของไอน้ำตั้งแต่เริ่มต้น

ขั้นแรก เรามาจำไว้ว่าเครื่องวัดการไหลบนระบบควบคุมและเครื่องวัดอัตราการไหลแบบวอร์เท็กซ์คืออะไร

อันแรกประกอบด้วยอุปกรณ์จำกัดบางอย่างที่ติดตั้งในไปป์ไลน์ โดยทั่วไปแล้วสิ่งที่เรียกว่าไดอะแฟรมจะถูกใช้เป็นอุปกรณ์รัด: ดิสก์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายในเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของไปป์ไลน์ เนื่องจากการตีบแคบเฉพาะจุด ไดอะแฟรมจึงสร้างความแตกต่างของแรงดัน ซึ่งค่าดังกล่าวจะวัดโดยเซ็นเซอร์แรงดันส่วนต่าง ความดันไอน้ำสัมบูรณ์ในท่อและอุณหภูมิไอน้ำจะถูกวัดพร้อมกัน หากทราบค่าสัมประสิทธิ์การไหลของไดอะแฟรม ข้อมูลนี้จะเพียงพอที่จะคำนวณอัตราการไหลของก๊าซหรือไอน้ำ และเพื่อกำหนดปริมาณของผลิตภัณฑ์ที่ใช้ในระหว่างรอบระยะเวลารายงาน

หลักการวัดกระแสน้ำวนขึ้นอยู่กับผลของวอน คาร์มาน ซึ่งประกอบด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อการไหลของของเหลวหรือก๊าซไหลไปรอบๆ ตัวที่มีหน้าผาไม่ดี จะเกิดการก่อตัวของกระแสน้ำวนเป็นประจำ กล่าวคือ การก่อตัวและการไหลเวียนของกระแสน้ำวนแบบสลับกันทั้งสองด้านของลำตัวที่ระบุ และความถี่การเกิดซ้ำของกระแสน้ำวนจะแปรผันตามความเร็วการไหล การก่อตัวของกระแสน้ำวนนี้มาพร้อมกับแรงดันและความเร็วการไหลที่เต้นเป็นจังหวะเป็นระยะๆ ด้านหลังลำตัวหน้าผา ดังนั้น ด้วยการวัดความถี่ของการเต้นเป็นจังหวะเหล่านี้ จึงเป็นไปได้ที่จะกำหนดความเร็วหรืออัตราการไหลของก๊าซหรือไอน้ำภายใต้สภาวะการทำงาน ในการกำหนดปริมาณไอน้ำที่ไหลผ่าน จำเป็นต้องวัดความดันและอุณหภูมิของไอน้ำเพิ่มเติม เช่นเดียวกับในกรณีของ SU

ในบทความเราจะพิจารณาลักษณะของเครื่องวัดอัตราการไหลวน (VR) สองประเภทย่อยซึ่งแพร่หลายในรัสเซียซึ่งมีวิธีการตรวจจับกระแสน้ำวนที่แตกต่างกัน:

1. ความดันหรือจังหวะความเร็วจะถูกบันทึกโดยเซ็นเซอร์ที่อยู่บนพื้นผิวของส่วนที่ไหล
2. การเต้นเป็นจังหวะของแรงดันส่งผลต่อองค์ประกอบที่ละเอียดอ่อน (ปีก ท่อ เพียโซไมโครโฟน ฯลฯ) ด้านหลังตัวเครื่อง ซึ่งส่งไปยังเซ็นเซอร์ที่ซ่อนอยู่ลึกในอุปกรณ์

กลับไปที่งานที่ทำอยู่ - เราต้องติดตั้งหน่วยวัดปริมาณไอน้ำ

เป็นไปได้มากที่อัตราการไหลของไอน้ำจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของปี ปริมาณการผลิต และปัจจัยอื่นๆ ดังนั้นจึงจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าช่วงการวัดของเครื่องวัดการไหลนั้นเพียงพอ

อัตราส่วนมาตรฐานของอัตราการไหลสูงสุดและต่ำสุดที่วัดโดยใช้ระบบควบคุมคือ 1:3 แต่สามารถสูงถึง 1:10 ได้ (หากคุณใช้เซ็นเซอร์ความดันต่างแบบ "อัจฉริยะ" หลายช่วง แต่ยังมีราคาแพงมากด้วย) นี่เป็นสิ่งที่ดีอยู่แล้ว แต่ต้นทุนของโหนดในกรณีนี้จะถูกตั้งค่าไว้ที่ค่าสูงสุดของ "ช่วงไดนามิก" ด้วย

ช่วงไดนามิกกว้างเป็นข้อได้เปรียบอย่างไม่ต้องสงสัยของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบวอร์เท็กซ์ ตัวเลขนี้จะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 1:20 ถึง 1:40 น. แต่ไม่ใช่ทุกอย่างจะราบรื่นที่นี่เช่นกัน ท้ายที่สุดแล้ว ค่าสัมประสิทธิ์การแปลงของมิเตอร์กระแสน้ำวน (นั่นคือ อัตราส่วนของความถี่ของการก่อตัวของกระแสน้ำวนต่ออัตราการไหลทันทีของตัวกลางที่วัดได้ผ่านส่วนการวัดของอุปกรณ์) จะเสถียรในช่วงอัตราการไหลที่จำกัดมากซึ่งกำหนดโดย หมายเลข Reynolds Re (เกณฑ์ความคล้ายคลึงกันของอุทกพลศาสตร์) เพื่อให้ได้ความแม่นยำสูงสุด จำเป็นต้องแนะนำปัจจัยการแก้ไขแต่ละตัวเพื่อให้แน่ใจว่าการวัดมีความแม่นยำตลอดช่วงทั้งหมด การใช้อาร์เรย์ของค่าสัมประสิทธิ์ต้องใช้พลังการประมวลผลที่ดีของโปรเซสเซอร์ ดังนั้นเครื่องวัดอัตราการไหลแบบวอร์เท็กซ์อัจฉริยะสมัยใหม่จึงต้องมีโปรเซสเซอร์รุ่นล่าสุด น่าเสียดายที่ไม่ใช่ว่าอุปกรณ์ในประเทศทั้งหมดจะใช้การประมวลผลสัญญาณดิจิทัลพร้อมการแก้ไขการพึ่งพา Karman ดังนั้นข้อผิดพลาดในการวัดในอุปกรณ์ดังกล่าวจึงเพิ่มขึ้นตามช่วงไดนามิกที่เพิ่มขึ้น

สิ่งที่น่าสนใจคือการใช้การประมวลผลสัญญาณสเปกตรัมดิจิทัลทำให้สามารถเอาชนะข้อบกพร่องที่น่ารำคาญอีกอย่างหนึ่งของ VR ในอดีตได้ ความจริงก็คือ หลักการวัดเกี่ยวข้องกับการตรวจจับการเต้นเป็นจังหวะของการไหล ในกรณีนี้ การสั่นสะเทือนภายนอกอาจทับสัญญาณที่มีประโยชน์และยังปิดกั้นสัญญาณนั้นได้อย่างสมบูรณ์อีกด้วย การรบกวนทำให้ความแม่นยำในการวัดลดลงและความเป็นไปได้ที่สัญญาณเอาท์พุตจะปรากฏขึ้นหากไม่มีการไหลในไปป์ไลน์ ปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "ตัวขับเคลื่อน"

VR อัจฉริยะสมัยใหม่วิเคราะห์สเปกตรัมของสัญญาณ ตัดเสียงรบกวน และขยายฮาร์โมนิกที่เป็นประโยชน์ จึงรับประกันความแม่นยำในการวัด ในขณะเดียวกัน ตัวบ่งชี้ความต้านทานการสั่นสะเทือนก็เพิ่มขึ้นตามลำดับความสำคัญโดยเฉลี่ย

คุณลักษณะของการวัดปริมาณไอน้ำที่ควรคำนึงถึงเมื่อเลือกเครื่องมือวัด ได้แก่ อุณหภูมิสูงของตัวกลาง การอุดตันของท่อใกล้กับเครื่องวัดการไหล ความเป็นไปได้ที่คราบสกปรกจะปรากฏบนพื้นผิวภายในของเครื่องวัดการไหล ตลอดจน ความเป็นไปได้ที่จะเกิดค้อนน้ำและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันเป็นระยะ พิจารณาอิทธิพลของปัจจัยเหล่านี้

อุณหภูมิไอน้ำอาจแตกต่างกันตั้งแต่ 100 0C ถึง 600 0C ในกรณีนี้ สามารถใช้มิเตอร์วัดอัตราการไหลบน CS ได้ตลอดช่วงที่กำหนดทั้งหมด อย่างไรก็ตามความแม่นยำในการวัดของมิเตอร์วัดการไหลบนระบบควบคุมจะลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นซึ่งสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงของเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของท่อและเส้นผ่านศูนย์กลางของไดอะแฟรมตลอดจนข้อผิดพลาดอุณหภูมิเพิ่มเติมของเซ็นเซอร์ความดัน อิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงขนาดทางเรขาคณิตมีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อทำการวัดบนท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 300 มม. และข้อผิดพลาดอุณหภูมิเพิ่มเติมของเซ็นเซอร์ความดัน (เช่น Metran-100) คือ 0.9% ต่อ 100 C

ช่วงอุณหภูมิการทำงานของ VR สามารถอยู่ที่ 150, 200, 350, 450 0C ขึ้นอยู่กับรุ่นและผู้ผลิต นอกจากนี้สองค่าสุดท้ายยังสอดคล้องกับลักษณะของอุปกรณ์ที่นำเข้า เราหวังว่าผู้อ่านจะมีความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างแนวคิด "อุปกรณ์ทำงานและแสดงบางสิ่งบางอย่าง" และ "อุปกรณ์ทำงานตามคุณลักษณะที่ระบุไว้" บ่อยครั้งที่ผู้ผลิต VR เงียบเกี่ยวกับข้อผิดพลาดของอุณหภูมิเพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงมิติทางเรขาคณิตขององค์ประกอบของส่วนการไหล เครื่องวัดการไหลแปลกปลอมจะแก้ไขการอ่านค่าการไหลโดยอัตโนมัติตามอุณหภูมิ ซึ่งบางครั้งอาจสูงถึง 0.2% ทุกๆ 100 0C VR อัจฉริยะในประเทศยังทำการแก้ไขอุณหภูมิด้วย ดังนั้นอย่าลืมตรวจสอบกับผู้ผลิตเกี่ยวกับความพร้อมในการแก้ไขข้อผิดพลาดดังกล่าวเมื่อเลือกเครื่องวัดการไหล

การอุดตันของไปป์ไลน์และการปรากฏตัวของคราบสกปรกในองค์ประกอบหลักของตัวแปลงการไหลเมื่อเวลาผ่านไปอาจทำให้ความพยายามของคุณในการเลือกและติดตั้งหน่วยวัดแสงเป็นโมฆะ เหตุผลนั้นง่าย: การออกแบบเครื่องวัดอัตราการไหลบนระบบควบคุมจะถือว่ามีการก่อตัวของคราบสกปรกที่ด้านล่างของท่อใกล้กับผนังด้านหน้าของไดอะแฟรม เมื่อการอุดตันเพิ่มขึ้น อิทธิพลต่อระบบควบคุมข้อผิดพลาดก็จะเพิ่มขึ้น ซึ่งบางครั้งอาจสูงถึงหลายสิบเปอร์เซ็นต์ การยึดเกาะของสารกับพื้นผิวของไดอะแฟรมตลอดจนการสึกหรอของขอบ จะช่วยเปลี่ยนหน่วยสูบจ่ายให้เป็นเซ็นเซอร์เพื่อดูการไหลในท่อ เพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้น จำเป็นต้องทำความสะอาดมิเตอร์วัดการไหลบนชุดควบคุมเป็นระยะ (ทุกสองเดือน)

แล้ววีอาร์ล่ะ? สารปนเปื้อนมีผลกระทบต่อกระบวนการสร้างกระแสน้ำวนน้อยกว่าอย่างมีนัยสำคัญต่อแรงดันตกคร่อมชุดควบคุม ยิ่งกว่านั้น ไม่มีช่องว่างและช่องที่คราบสะสมสามารถสะสมในชุดควบคุมได้ ดังนั้นการอ่านค่าอย่างหลังจึงมีเสถียรภาพ สูงขึ้นมาก นอกจากนี้ยังได้รับการพิสูจน์จากการทดลองแล้วว่าการก่อตัวของกระแสน้ำวนนำไปสู่การทำความสะอาดตัวเองไม่เพียง แต่ตัวหน้าผาเท่านั้น แต่ยังรวมถึงส่วนของท่อที่ระยะห่างประมาณ 1 เส้นผ่านศูนย์กลางเล็กน้อยของไปป์ไลน์ (DN) ก่อนและ 2- 4 DN หลังตัวทู่ การใช้รูปร่างและขนาดพิเศษของตัวบลัฟฟ์ทำให้สามารถลดอิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ในมิติทางเรขาคณิตของส่วน VR flow ได้อีก

ปัจจุบันผู้ผลิตใช้ตัวไม้หน้าผาที่มีรูปร่างพิเศษ ได้รับการออกแบบในลักษณะที่การเปลี่ยนแปลงส่งผลต่อความแม่นยำในการวัดน้อยกว่าระบบควบคุมและ VR ที่มีหน้าผาเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าหรือโดยเฉพาะทรงกระบอก อย่างไรก็ตาม ควรจำไว้ว่าบางครั้งผ้าขี้ริ้ว ประแจ และ "สิ่งเจือปนทางกล" ประเภทอื่น ๆ สามารถ "ขนส่ง" ในท่อของเราพร้อมกับไอน้ำได้ ดังนั้นหากไม่ได้ติดตั้งตัวกรอง (อย่างน้อยตาข่ายขนาดใหญ่) ก่อนสถานีวัดแสง คุณก็ควรให้ความสนใจ VR พร้อมตัวเรือเหาะที่ถอดออกได้- อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถทำความสะอาดได้โดยไม่ต้องรื้อและตรวจสอบภายหลัง

ตัวบ่งชี้ที่สำคัญของความน่าเชื่อถือของหน่วยวัดไอน้ำคือความต้านทานต่อแรงกระแทกของไฮดรอลิกซึ่งมักเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากความผิดปกติของแหล่งความร้อนและ "ความคิดริเริ่มส่วนบุคคล" ของเจ้าหน้าที่ปฏิบัติการ เพื่อให้ผู้อ่านเคารพปรากฏการณ์นี้ เราทราบว่าค้อนน้ำและโดยปกติแล้วแรงดันที่เพิ่มขึ้นตามมาจะนำไปสู่การแตกของแบตเตอรี่ทำความร้อน และมักเป็นสาเหตุหลักของความล้มเหลวของเซ็นเซอร์

เครื่องวัดอัตราการไหลบนระบบควบคุมไม่กลัวค้อนน้ำ แต่ VR แบ่งออกเป็นสองค่าย ใน VR ตามจังหวะแรงดัน องค์ประกอบที่ละเอียดอ่อนจะอยู่ใต้เมมเบรนบางๆ ดังนั้นจึงไม่ได้รับการปกป้องจากค้อนน้ำ ตามกฎแล้วผู้ผลิตเตือนอย่างจริงใจเกี่ยวกับเรื่องนี้โดยเตือนว่าการรับประกันอุปกรณ์ในกรณีนี้ไม่ถูกต้อง ใน VR ขึ้นอยู่กับความเค้นดัด องค์ประกอบการตรวจจับจะถูกแยกออกจากตัวกลางที่กำลังวัดดังนั้นเขาจึงไม่รู้อะไรเกี่ยวกับค้อนน้ำเลย

เมื่อไอน้ำถูกส่งผ่านท่อระบายความร้อน อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และองค์ประกอบที่ละเอียดอ่อนของเซ็นเซอร์จะร้อนมากจากด้านในและเย็นลงด้านนอก อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นนี้เรียกว่าการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน และด้วยเหตุนี้จึงเป็นเช่นนั้นด้วย อันตรายเฉพาะกับจังหวะแรงดัน VR เท่านั้นองค์ประกอบที่มีความละเอียดอ่อนซึ่งอยู่ใกล้กับสื่อที่วัดได้

ทีนี้ลองจินตนาการถึงไปป์ไลน์ที่เราจะติดตั้งหน่วยวัดแสง หากติดตั้งหน่วยวัดแสงบนถนนหรือในห้องที่ไม่มีเครื่องทำความร้อนระบบควบคุมจะต้องได้รับการดูแลเพิ่มขึ้น: เส้นแรงกระตุ้นที่เชื่อมต่อเซ็นเซอร์ความดันกับท่ออาจแข็งตัวดังนั้นจะต้องได้รับความร้อนและไล่ออก

เครื่องวัดอัตราการไหล Vortex ติดตั้งง่ายและไม่ต้องการการบำรุงรักษา เราขอแนะนำให้คุณตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์นั้นสอดคล้องกับสภาพอากาศเวอร์ชัน C3 ตั้งแต่ (-40 ถึง +70) 0C และตรวจสอบให้แน่ใจว่าคอมพิวเตอร์อยู่ในที่อบอุ่น

การพูดของคอมพิวเตอร์ อัตราการไหลของไอน้ำตามปริมาตรซึ่งเป็นค่าที่กำหนดโดยมิเตอร์วัดการไหลนั้นไม่มีค่าในทางปฏิบัติ คุณจำเป็นต้องรู้มวลของไอน้ำหรือพลังงานความร้อนที่ไอน้ำถ่ายโอน เพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้ จะใช้เครื่องคำนวณความร้อนเพื่อคำนวณพารามิเตอร์ที่ต้องการโดยอิงตามข้อมูลจากเซ็นเซอร์การไหล ความดัน และอุณหภูมิ ฟังก์ชั่นที่จำเป็นและบังคับของคอมพิวเตอร์รวมถึงการดูแลรักษาพารามิเตอร์ที่วัดได้ตลอดจนการตรวจสอบและบันทึกสถานการณ์ฉุกเฉิน

คุณสามารถเชื่อมต่อเครื่องวัดอัตราการไหลเข้ากับคอมพิวเตอร์โดยใช้สัญญาณกระแส 4-20 mA ซึ่งสามารถใช้ได้ในเครื่องวัดอัตราการไหลทั้งหมดทั้ง SU และกระแสน้ำวน

ข้อดีของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบวอร์เท็กซ์ ได้แก่ สัญญาณความถี่เอาต์พุตเพิ่มเติม- ข้อดีของมันคือมีความแม่นยำสูงกว่า โปรดทราบว่าผู้ผลิตระบุข้อผิดพลาดสัมพัทธ์สำหรับสัญญาณความถี่ และข้อผิดพลาดที่ลดลงสำหรับเอาต์พุตปัจจุบัน ข้อผิดพลาดที่ระบุหมายความว่าความแม่นยำของค่าจะลดลงตามสัดส่วนเมื่อคุณเคลื่อนออกจากอัตราการไหลสูงสุด ตัวอย่างเช่น ถ้าสำหรับมิเตอร์วัดการไหลที่มี DD 1:10 มีการระบุข้อผิดพลาดที่ลดลง 1.0% ซึ่งหมายความว่าที่อัตราการไหลสูงสุด ข้อผิดพลาดสัมพัทธ์จะเป็น 1.0% จริง ๆ และอย่างน้อยที่สุดจะสอดคล้องกับ 10%. ข้อสรุปนั้นง่าย: ควรใช้สัญญาณความถี่ นอกจากนี้คอมพิวเตอร์สมัยใหม่ทุกเครื่องยังมีสัญญาณอินพุตความถี่ 0-1,000 Hz หรือ 0-10,000 Hz

ผู้ผลิตต่างประเทศพิจารณาสัญญาณเอาท์พุตดิจิทัลเป็นทางเลือกเพิ่มเติม เนื่องจากผู้บริโภคชื่นชมประโยชน์ของการสื่อสารแบบดิจิทัลมานานแล้ว ในรัสเซีย สถานการณ์ปัจจุบันตรงกันข้าม: มีการเสนอสัญญาณดิจิทัลเป็นโบนัสฟรี แต่จริงๆ แล้วมีการใช้ในบางกรณีที่เกิดขึ้นไม่บ่อยนัก ผู้ผลิตอุปกรณ์รองของรัสเซียมักจะอำนวยความสะดวกนี้ โดยพิจารณาว่าไม่จำเป็นต้องรองรับสัญญาณอินพุตดิจิทัล นอกจากนี้ การส่งผ่านสัญญาณดิจิทัลต้องใช้สายสื่อสารคุณภาพสูงกว่า ซึ่งในปัจจุบันไม่มีให้บริการทุกที่ อย่างไรก็ตาม การมีช่องดิจิทัลในเครื่องวัดอัตราการไหลจะมีประโยชน์มากเมื่อทำให้กระบวนการทางเทคโนโลยีเป็นอัตโนมัติหรือเพียงแค่แสดงการอ่านค่าเครื่องมือบนพีซี ให้เราสังเกตจุดสำคัญ: เลือกอุปกรณ์ที่มีโปรโตคอลดิจิทัลที่ได้มาตรฐานและเป็นที่ยอมรับในระดับสากล HART, Foundation Field Bus, ProfiBus, Modbus มิฉะนั้น มาตรฐานแบบปิดที่เข้าใจได้เฉพาะผู้ผลิตอุปกรณ์เท่านั้นจะมีประโยชน์เพียงเล็กน้อย

อย่างไรก็ตาม ให้เรากลับไปที่ท่อและสถานที่ติดตั้งหน่วยวัดปริมาณไอน้ำ เครื่องมือวัดการไหลส่วนใหญ่ต้องติดตั้งบนส่วนตรงของท่อที่มีความยาว 1 ถึง 100 เส้นผ่านศูนย์กลางที่ระบุ (DN) ส่วนทางตรงที่ยาวที่สุดตั้งแต่ 30 ถึง 100 DN จำเป็นสำหรับมิเตอร์วัดการไหลที่มีระบบควบคุม การไม่ปฏิบัติตามข้อกำหนดเหล่านี้นำไปสู่การบิดเบือนความสม่ำเสมอของการไหลของตัวกลาง และเป็นผลให้ความแม่นยำในการวัดลดลง

เมื่อเปรียบเทียบกับระบบควบคุมแล้ว VR มีข้อกำหนดที่เข้มงวดน้อยกว่าสำหรับความยาวของส่วนตรง คำแนะนำที่เกี่ยวข้องคือ 30 DN ซึ่งอาจลดลงเหลือ 10 DN ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าไปป์ไลน์ ในกรณีส่วนใหญ่ การลดขนาดลงเป็น 10Du โดยไม่ทำให้ความแม่นยำลดลงจะเกิดขึ้นได้หลังจากแนะนำปัจจัยการแก้ไขเพิ่มเติมที่คำนึงถึงลักษณะของตำแหน่งการติดตั้งเท่านั้น

โปรดทราบว่าผู้ผลิต VR ของรัสเซียบางรายรายงาน "ชัยชนะเหนือกฎของอุทกพลศาสตร์" และระบุข้อกำหนดสำหรับส่วนตรงตั้งแต่ 3 ถึง 5Dn ซึ่งดีกว่ารุ่นต่างประเทศถึง 2 ถึง 3 เท่า ขอให้เราปล่อยให้การประเมินข้อกำหนดสำหรับความยาวของส่วนตรงต่ำเกินไปให้อยู่ในจิตสำนึกของผู้ผลิตเหล่านี้ และเราขอแนะนำว่าผู้บริโภคอย่าหลอกลวงตนเองและติดตั้ง VR บนท่อที่มีความยาวส่วนตรงอย่างน้อย 10Du และ SU - อย่างน้อย 30Du

และตอนนี้เราขอเชิญชวนผู้อ่านให้จินตนาการและจินตนาการถึงไม่ใช่ท่อเดียว แต่มีท่อไอน้ำที่เหมือนกันสามท่อและวิศวกรสามคน Shaibov, Fishkin และ Vikhrev ซึ่งแต่ละคนเราจะไว้วางใจให้ติดตั้งและบำรุงรักษาหน่วยวัดแสงบนท่อใดท่อหนึ่ง

วิศวกรตัดสินใจที่จะใช้เส้นทางที่แตกต่างกันในการแก้ปัญหาการสูบจ่ายไอน้ำ และเลือกมิเตอร์ตามระบบควบคุม หน่วยสูบจ่ายไอน้ำนำเข้าที่ใช้ VR นำเข้า และหน่วยสูบจ่ายไอน้ำภายในประเทศที่ใช้ VR ตามลำดับ ในเวลาเดียวกัน Shaibov ได้รับคำแนะนำจากต้นทุนหน่วยวัดแสงเป็นหลัก Fishkin ตัดสินใจแยกเงินสดออก โดยเชื่อว่า "คนขี้เหนียวจ่ายสองเท่า" และซื้อเครื่องวัดอัตราการไหลวนที่นำเข้า Vikhrev ศึกษาปัญหานี้อย่างละเอียด และตามหลักการ "ถ้าไม่มีความแตกต่าง เหตุใดจึงต้องจ่ายเพิ่ม" จึงตัดสินใจเลือกเครื่องวัดอัตราการไหลแบบน้ำวนในครัวเรือนสำหรับความเค้นดัดงอ มาดูตัวละครของเรากันดีกว่า

ปัญหารอฮีโร่ของเราอยู่แล้วในระยะแรกเมื่อซื้อเครื่องวัดการไหล

เมื่อทำการคำนวณ Shaybov ไม่สงสัยว่าราคาของเซ็นเซอร์ความดันจะเพิ่มขึ้นหนึ่งในสามเนื่องจากหน่วยจะอยู่ในห้องที่ไม่มีเครื่องทำความร้อนและเส้นแรงกระตุ้นที่มีบล็อกวาล์วกลับกลายเป็นว่าไม่ถูกเท่าที่ควร ที่คาดหวัง. เป็นผลให้ต้นทุนของหน่วยสูบจ่ายบนระบบควบคุมเท่ากับโซลูชันที่อิงตาม VR ภายในประเทศ

Fishkin รู้สึกหงุดหงิดเล็กน้อยเมื่อหลังจากรอรับอุปกรณ์เป็นเวลา 5 สัปดาห์ เขาก็รู้ว่าจะต้องรออีกสองสามสัปดาห์เนื่องจากความล่าช้าที่ศุลกากร

ปัญหาของ Vikhrev ในขั้นตอนนี้สามารถนำมาประกอบกับความยากลำบากในการเลือกคอมพิวเตอร์หลากหลายประเภทเท่านั้น (อย่างไรก็ตาม เราไม่ต้องการพูดถึงปัญหาในการเลือกคอมพิวเตอร์ในบทความนี้ ดังนั้นเราจะเชื่อถือตัวเลือกของ Vikhrev และจะไม่ถามเขาด้วยซ้ำว่าเขาซื้อคอมพิวเตอร์ประเภทใด)

ในที่สุด วิศวกรทุกคนก็ได้รับอุปกรณ์ เหลือเพียงการติดตั้งและขั้นตอนแรกก็เสร็จสมบูรณ์ Vikhrev จัดการได้เร็วที่สุดเนื่องจากมีการจัดหาเม็ดมีดเทคโนโลยีและชุดชิ้นส่วนยึดพร้อมกับเครื่องวัดการไหล Shaibov ต้องใช้เวลามากขึ้นอย่างมากในการปฏิบัติตามข้อกำหนดบังคับทั้งหมดสำหรับการติดตั้งไดอะแฟรม: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อและตัวเรือนไดอะแฟรมตรงกัน การจัดตำแหน่งของระบบควบคุมและท่อส่ง และการเชื่อมต่อห้องระบบควบคุมกับ เซ็นเซอร์ความดันแตกต่างโดยใช้เส้นอิมพัลส์ Shaibov ก็ต้องยอมรับความจริงที่ว่า ความแม่นยำของหน่วยวัดแสงจะต่ำกว่าที่ระบุไว้เนื่องจากปัจจัยที่ไม่สามารถระบุได้: ความหยาบของท่อและความคลาดเคลื่อนระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางภายในที่แท้จริงของท่อกับข้อมูลที่คำนวณได้

การติดตั้งหน่วยสูบจ่ายโดยใช้อุปกรณ์นำเข้าดำเนินไปอย่างราบรื่น ต้องขอบคุณคู่มือการใช้งานที่มีภาพประกอบชัดเจน อย่างไรก็ตาม ตัวแทนจำหน่ายในพื้นที่ทิ้ง "แมลงวันในครีม" โดยปฏิเสธที่จะจัดหาชุดชิ้นส่วนสำหรับติดตั้งสำหรับมิเตอร์วัดอัตราการไหล และเปลี่ยนการผลิตไปที่ Fishkin ความสุขของ Fishkin ในการติดตั้งเครื่องที่ประสบความสำเร็จนั้นก็อยู่ได้ไม่นานเช่นกัน เนื่องจากการเขียนโปรแกรมอุปกรณ์กลายเป็นเรื่องยากเนื่องจากไม่มีเมนูภาษารัสเซียและข้อผิดพลาดในการแปลที่ชัดเจนในเอกสารประกอบ การโทรไปยังซัพพลายเออร์ในพื้นที่แสดงให้เห็นว่าพวกเขาไม่มีผู้เชี่ยวชาญในการกำหนดค่าอุปกรณ์ ดังนั้น คำถามทั้งหมดจึงถูกส่งไปยังสำนักงานใหญ่ของสำนักงานตัวแทนของบริษัทในรัสเซีย และฟิชคินรอคำตอบสำหรับคำถามของเขาเป็นเวลานาน อย่างไรก็ตาม Fishkin ก็คุ้นเคยกับการรอคอยอยู่แล้ว...

ดังนั้นจึงมีการติดตั้งและเชื่อมต่ออุปกรณ์ โหนดจึงได้รับการว่าจ้าง อย่างไรก็ตาม เวลาผ่านไป Shaybov เริ่มสงสัยว่าคำให้การของ SU นั้นไม่เป็นความจริง หลังจากเปิดทำความสะอาดไดอะแฟรมและส่วนที่อยู่ติดกันของท่อจากการอุดตันและกำจัดเส้นแรงกระตุ้นการอ่านเริ่มสอดคล้องกับที่คาดไว้อย่างไรก็ตามข้อสรุปก็น่าผิดหวัง: ต้องทำความสะอาดเครื่องทุกๆ สองเดือน.

Fishkin และ Vikhrev มองดูความยุ่งยากของเพื่อนร่วมงานด้วยความยินดี โดยคิดว่าพวกเขาจะจำหน่วย BP ของตนได้ภายในสามปีเท่านั้น เมื่อถึงเวลาสำหรับการตรวจสอบ อย่างไรก็ตาม กฤษฎีกาที่ออกโดยศูนย์ท้องถิ่นเพื่อการโยกย้าย ยกเลิกความคาดหวัง: ภูมิภาคได้ออกคำสั่งให้ตรวจสอบเครื่องวัดการไหลและเครื่องวัดพลังงานความร้อนทั้งหมดทุกปี โดยไม่คำนึงถึงข้อกำหนดของกฎระเบียบของรัฐบาลกลาง

ชั่วโมงที่ดีที่สุดของ Shaibov มาถึงแล้ว: การตรวจสอบหน่วยวัดแสงทั้งหมดส่งผลให้มีการถอดไดอะแฟรมออกครั้งต่อไป (กว่าหนึ่งปีแห่งมิตรภาพกับระบบควบคุม วิศวกรเรียนรู้ที่จะถอดไดอะแฟรมออกอย่างรวดเร็ว เนื่องจากเขาทำตามขั้นตอนนี้เป็นประจำ) และ การวัดรูปทรงเรขาคณิตต่อหน้าตัวแทนของศูนย์ตรวจสอบกลาง รวมถึงการตรวจสอบเซ็นเซอร์ความดันและอุณหภูมิ

เครื่องวัดอัตราการไหล Fishkin ที่นำเข้าสามารถตรวจสอบได้สองวิธี: โดยการล้างอุปกรณ์บนแท่นวางน้ำ หรือใช้วิธีไม่หก ตัวเลือกที่สองกลายเป็นที่ต้องการมากกว่า ขั้นตอนการตรวจสอบกลายเป็นเรื่องง่าย: การวัดรูปทรงของตัวเครื่องหน้าผาและตรวจสอบหน่วยอิเล็กทรอนิกส์ จริงอยู่ Fishkin ต้องซื้อชุดตรวจสอบพิเศษราคาแพงเพิ่มเติม ซึ่งสามารถจ่ายออกไปได้หากอุปกรณ์นั้นใช้มาตรฐาน แทนที่จะเป็นตัวเชื่อมต่อที่เป็นกรรมสิทธิ์เฉพาะ

Vikhrev พร้อมสำหรับขั้นตอนการตรวจสอบและแม้กระทั่งรอ เนื่องจากแม้ในขั้นตอนการซื้อ เขาได้เลือกสิ่งที่ต้องการสำหรับความเครียดจากการโค้งงอ VR ซึ่งเนื่องจากความสามารถรอบด้าน สามารถตรวจสอบได้ไม่เพียงแต่ทางอากาศเท่านั้น แต่ยังรวมถึงใน แท่นตรวจสอบคุณภาพน้ำซึ่งมีอยู่ในศูนย์ภูมิภาคทุกแห่ง สิ่งที่น่าประหลาดใจสำหรับ Vikhrev คือการมีวิธีการตรวจสอบความไร้การรั่วไหลที่ได้รับอนุมัติอย่างเป็นทางการ ซึ่งคล้ายกับเครื่องวัดการไหลของ Fishkin

สุดท้ายนี้ เราขอเชิญชวนให้คุณจินตนาการว่าเครื่องวัดการไหลของวิศวกรล้มเหลว เรารู้สึกเสียใจกับ Shaibov เท่านั้น: ท้ายที่สุดเขาไม่ออกจากระบบควบคุมอีกต่อไปโดยเป็นส่วนหนึ่งของหน่วยบัญชี ปล่อยให้การแยกย่อยของเครื่องวัดอัตราการไหล Fishkin และ Vikhrev มีลักษณะเหมือนกัน ลองจินตนาการว่าเอาต์พุตความถี่ของอุปกรณ์ทั้งสองล้มเหลวเนื่องจากความผิดของคนงานที่ผสมขั้วของหน้าสัมผัส

ดังนั้นเมื่อบ่นเกี่ยวกับคนงาน Fishkin และ Vikhrev ก็เริ่มศึกษาคู่มือการใช้งานของเครื่องวัดการไหล ด้วยการใช้ฟังก์ชันการวินิจฉัยตนเองในตัว Fishkin มั่นใจว่ามีเพียงเอาต์พุตความถี่เท่านั้นที่ล้มเหลว เมื่อโทรติดต่อศูนย์บริการ (SC) เขาพบว่าการเปลี่ยนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใช้เวลาห้านาที เนื่องจากการออกแบบโมดูลาร์ของอุปกรณ์ อย่างไรก็ตาม ศูนย์บริการปฏิเสธที่จะให้เอกสารการซ่อมแซมและโมดูลทดแทน โดยอธิบายความลับดังกล่าวตามนโยบายของบริษัทผู้ผลิต Fishkin ต้องส่งอุปกรณ์ไปที่ศูนย์บริการซึ่งตามที่ปรากฏในภายหลังว่าโมดูลดังกล่าวไม่มีอยู่ในสต็อกในปัจจุบันดังนั้นจึงได้รับคำสั่งจากต่างประเทศ ต่อไปนี้เป็นขั้นตอนห้านาทีสำหรับคุณ อย่างไรก็ตาม รอก่อนนะ ฟิชคิน รอก่อน คุณคุ้นเคยกับมันแล้ว

Vikhrev ยังโทรหา SC และแม้จะรู้ถึงเหตุการณ์ร้ายของ Fishkin เขาก็พร้อมที่จะส่งอุปกรณ์ไปที่นั่น แต่ที่เซาท์แคโรไลนาเขารู้สึกประหลาดใจมาก Vikhrev ได้รับแจ้งว่าอุปกรณ์ของเขาสามารถซ่อมแซมได้ที่ภาคสนาม และได้ส่งเอกสารการซ่อมไปแล้ว โดยเสนอทางเลือกว่าจะเปลี่ยนโมดูลด้วยตัวเอง หรือถอดอุปกรณ์แล้วส่งไปยังศูนย์บริการที่ใกล้ที่สุด เมื่อเห็นว่าในการเปลี่ยนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์คุณเพียงแค่คลายเกลียวสลักเกลียวสองสามตัวและไม่จำเป็นต้องรื้อมิเตอร์วัดการไหลทั้งหมดและหยุดการจ่ายไอน้ำในท่อได้น้อยกว่ามาก Vikhrev จึงตัดสินใจดำเนินการซ่อมแซมด้วยตัวเอง สองสามวันต่อมาผู้ผลิตได้ส่งโมดูลอิเล็กทรอนิกส์ทดแทนให้ Vikhrev ซึ่งเขาได้รับในตอนเช้า และเมื่อถึงเวลาอาหารกลางวัน โมดูลที่ชำรุดก็ถูกเปลี่ยน และอุปกรณ์ก็เริ่มทำงานอีกครั้ง

• คุณควรเลือก VR เพราะ ระบบควบคุมต้องมีการบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่อง มิฉะนั้นข้อผิดพลาดในการวัดของชุดควบคุมจะเกินค่าที่ประกาศไว้อย่างมาก
• เอกสารประกอบทั้งหมดจะต้องเป็นภาษารัสเซีย
• เครื่องวัดอัตราการไหลต้องมีวิธีการตรวจสอบแบบไม่มีการรั่วไหลที่ได้รับอนุมัติอย่างเป็นทางการ และเป็นสากลเพื่อให้มั่นใจถึงความเป็นไปได้ในการตรวจสอบบนแท่นจ่ายน้ำ
• องค์ประกอบที่ละเอียดอ่อนของเครื่องวัดการไหลจะต้องได้รับการปกป้องอย่างน่าเชื่อถือจากแรงกระแทกของไฮดรอลิกและความร้อน
• การออกแบบเครื่องวัดการไหลจะต้องเป็นแบบโมดูลาร์ โดยมีความสามารถในการเปลี่ยนแต่ละโมดูลในภาคสนามได้อย่างรวดเร็วและสะดวก
• ผู้ผลิตจะต้องจัดเตรียมเอกสารการซ่อมแซมตามคำขอของผู้บริโภค
• ศูนย์บริการระดับภูมิภาคของผู้ผลิตจะต้องจัดให้มีความสามารถในการซ่อมแซมมิเตอร์วัดการไหลที่ล้มเหลวได้อย่างรวดเร็ว รวมถึงที่สถานที่ปฏิบัติงานโดยตรง

ตามคำแนะนำของตัวละครสมมุติของเรา เราจะเสริมจากตัวเราเองว่าเมื่อเลือกเครื่องวัดการไหล คุณควรตัดสินใจไม่เพียงแต่ตามตัวเลขที่เน้นในโบรชัวร์โฆษณา แต่ยังรวมถึงลักษณะทางเทคนิคและการปฏิบัติงานที่สำคัญอื่น ๆ ด้วย

เพลิดเพลินไปกับไอน้ำของคุณ!

Ph.D., A.V. Kovalenko

มิเตอร์ไอน้ำร้อนยวดยิ่งที่ใช้กำหนด: ความดัน อุณหภูมิ และ หนึ่ง"พารามิเตอร์ค่าใช้จ่าย" ตามที่ระบุไว้แล้ว ข้อมูลนี้ไม่เพียงพอที่จะระบุความร้อนและมวลของไอน้ำเปียก

เพื่อให้มั่นใจในความสามารถในการควบคุมความร้อนและมวลของไอน้ำเปียกสำหรับมิเตอร์ดังกล่าว มีการวางแผนที่จะใช้คอมพิวเตอร์ที่มีความสามารถในการแก้ไขพารามิเตอร์ "ระดับความแห้ง" อย่างไรก็ตามการแก้ปัญหาการตรวจสอบพารามิเตอร์ของไอน้ำเปียกตามระดับเทคโนโลยีที่ทราบนั้นควรถือว่ามีประสิทธิภาพไม่เพียงพอ

ในท่อส่งไอน้ำร้อนยวดยิ่ง สัญญาณ "พารามิเตอร์การไหล" ของมิเตอร์เหล่านี้จะสอดคล้องกับอัตราการไหลของมวลของการไหลที่ควบคุม ปริมาณการใช้ไอน้ำร้อนยวดยิ่งสามารถแสดงได้ด้วยนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ต่อไปนี้:

, (1 .1)

โดยที่: - การใช้ไอน้ำร้อนยวดยิ่ง

ความหนาแน่นของไอน้ำร้อนยวดยิ่ง

ความเร็วของไอน้ำร้อนยวดยิ่งในแนวไอน้ำ

ส่วนตัดขวางการไหลที่ควบคุมได้

ความหนาแน่นของไอน้ำร้อนยวดยิ่งเป็นฟังก์ชันที่ทราบกันดีของความดันและอุณหภูมิของไอน้ำในท่อไอน้ำควบคุม

ในการกำหนดอัตราการไหลของไอน้ำร้อนยวดยิ่ง () สามารถใช้มิเตอร์ "พารามิเตอร์การไหล" ที่ยอมรับได้ เช่น ไดอะแฟรมการวัด สามารถใช้

ดังนั้นการไหลของไอน้ำร้อนยวดยิ่งจึงถูกกำหนดจากสัญญาณที่วัดได้ของ "พารามิเตอร์การไหล" อุณหภูมิและความดัน แบบจำลองการคำนวณนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการกำหนดพารามิเตอร์ของไอน้ำร้อนยวดยิ่ง

อย่างไรก็ตาม ไอน้ำร้อนยวดยิ่งในกระบวนการใช้หรือสูญเสียพลังงานความร้อน ย่อมกลายเป็นไอน้ำเปียกอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

อัตราการไหลของไอน้ำเปียกสามารถแสดงได้ด้วยนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ต่อไปนี้:

, (1.2)

โดยที่: - ปริมาณการใช้ไอน้ำเปียก

อัตราการไหลของเฟสไอของไอน้ำเปียก (เฟสไอน้ำอิ่มตัว)

การใช้เฟสของเหลวของไอน้ำเปียก

ความเร็วของการเคลื่อนที่ของเฟสของเหลวของการไหล

ไอน้ำอิ่มตัวด้วยอุณหภูมิไอน้ำอิ่มตัว - ไอน้ำเปียก - น้ำที่อุณหภูมิไออิ่มตัว

ความหนาแน่นของเฟสไอน้ำเปียกนั้นเป็นหน้าที่ของแรงดันไอน้ำในท่อไอน้ำควบคุม พารามิเตอร์อื่นๆ ของไอน้ำเปียก เช่น: , , , , , , ไม่สามารถกำหนดโดยมิเตอร์ไอน้ำร้อนยวดยิ่งได้ ในสถานการณ์เช่นนี้ ไม่มีเหตุผลที่จะแก้ไขสัญญาณ "พารามิเตอร์การไหล" ด้วยค่าที่วัดได้ของระดับความแห้ง เนื่องจากสัญญาณนี้ไม่สอดคล้องกับอัตราการไหลหรือเฟสทางกายภาพ สัญญาณของ "พารามิเตอร์การไหล" ดังกล่าวไม่จำเป็นต้องมีการแก้ไข แต่... การปรับ

ปัญหาที่ระบุในการควบคุมความร้อนและมวลของไอน้ำเปียกสามารถแสดงโดยละเอียดได้โดยใช้ตัวอย่างเฉพาะ

ตัวอย่างระบบการวัดการไหล- ระบบตรวจวัดการไหลของไอน้ำโดยใช้ท่อแรงดันที่ออกแบบเป็นพิเศษตามสิทธิบัตรการประดิษฐ์เลขที่ 2243508 (RU) ในระบบกำหนดการไหล (อุปกรณ์) นี้ จะมีการวัดความดันสถิตและความแตกต่างของความดัน () ระหว่างท่อความดันสองท่อในการไหลของไอน้ำควบคุมที่ทางออกของเครื่องปฏิกรณ์ หน้าต่างรับของท่อความดันหนึ่งท่อจะหันไปทางการไหล และ อื่น ๆ - ปลายน้ำ

เป็นที่ทราบจากแหล่งข้อมูลที่ตีพิมพ์ว่าผลการทดสอบระบบนี้ในท่อไอน้ำของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และโรงไฟฟ้าพลังความร้อนแสดงให้เห็นถึงข้อดีของการใช้ท่อแรงดันเหนือพารามิเตอร์ไอน้ำอื่น ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ข้อได้เปรียบเหนือการวัดไดอะแฟรมแสดงให้เห็นในด้านความน่าเชื่อถือและความเรียบง่ายของการออกแบบ ความเรียบง่ายและความง่ายในการติดตั้ง และไม่มีการสูญเสียแรงดันเสมือนจริง

ในท่อส่งไอน้ำของเครื่องปฏิกรณ์ เช่น หน่วยกำลัง VVER-1000 ไอน้ำเปียกจะไหลด้วยระดับความแห้งไม่เกิน 0.98 ในเรื่องนี้ ความแตกต่างของความดัน () ที่วัดโดยท่อแรงดันสองท่อของอุปกรณ์นั้นเกิดขึ้นจากทั้งสองเฟสของการไหลที่ควบคุม การขึ้นต่อกันของแรงดันตกบนท่อแรงดันบนพารามิเตอร์การไหลสามารถแสดงได้ด้วยนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ต่อไปนี้:

(1.3)

โดยที่: - ค่าสัมประสิทธิ์สัญญาณของหลอดวัดสองหลอด

ปริมาณไอน้ำตามปริมาตรที่แท้จริงของการไหลของไอน้ำเปียก

ความเร็วของการเคลื่อนที่ของเฟสไอของการไหล

ความเร็วของการเคลื่อนที่ของเฟสของเหลวของการไหล

ความหนาแน่นของเฟสไอ

ความหนาแน่นของเฟสของเหลว

สมการข้างต้น (1.3) ประกอบด้วยสามพารามิเตอร์การไหลที่ไม่รู้จัก (, , ) และสัมประสิทธิ์ ( ) สัญญาณจากท่อวัดของอุปกรณ์ ไม่มีข้อมูลอื่นสำหรับการแก้ปัญหาให้กับระบบนี้ ในเรื่องนี้ปัญหาการกำหนดอัตราการไหลของไอน้ำเปียกไม่สามารถแก้ไขได้โดยไม่ต้องใช้ข้อมูลเพิ่มเติมหรือแนะนำเงื่อนไขที่จำกัด

สำหรับอุปกรณ์ที่เป็นปัญหา เพื่อกำหนดอัตราการไหลของไอน้ำเปียกที่ควบคุมได้ จำเป็นต้องกำหนดหรือรับค่าที่ไหนสักแห่ง , และ .

อุปกรณ์นี้ใช้ในระบบควบคุมระดับน้ำหล่อเย็นในเครื่องปฏิกรณ์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ระบบประมวลผลข้อมูลของอุปกรณ์ใช้แบบจำลองการไหลแบบเฟสเดียว สิ่งนี้ตามมาจากข้อความและสูตรในคำอธิบาย ดังนั้นการมีอยู่จริงของเฟสของเหลวในการไหลที่ควบคุมจะถูกละเว้นโดยอุปกรณ์นี้ สูตรคำนวณพื้นฐานของอุปกรณ์ตามสิทธิบัตรการประดิษฐ์เลขที่ 2243508 (รัสเซีย) สามารถแสดงได้ดังนี้:

(1.4)

นั่นคือสมการ (1.3) ถูกใช้ที่ค่าคงที่ (เท่ากับความสามัคคี) ของปริมาณไอปริมาตรที่แท้จริง ( ) โดยตรงจากสมการ (1.4) เป็นที่ชัดเจนว่าสิ่งนี้บิดเบือนค่าที่คำนวณได้ของพารามิเตอร์ความเร็วของเฟสไอของการไหลอย่างไร ด้านซ้ายของสูตรคือพารามิเตอร์ที่วัดได้ ซึ่งเกิดขึ้นจากเฟสการไหลสองเฟสที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน (ไอต่อเนื่องและของเหลวที่กระจายตัวในปริมาตร) ทางด้านขวาของสูตรคือผลคูณของความหนาแน่นของเฟสไอ (ฟังก์ชันของความดันสถิต) และกำลังสองของความเร็วการไหลของเฟสไอ

อีกตัวอย่างหนึ่ง- อุปกรณ์ตามสิทธิบัตรหมายเลข 2444726 (RU) ประกอบด้วยท่อไอน้ำพร้อมมิเตอร์ "พารามิเตอร์การไหล" ซึ่งเลือกตามคุณสมบัติและพารามิเตอร์ของเฟสไอ (เช่น ท่อพิโตต์ซึ่งมีช่องรับสัญญาณกำกับตามการไหล) , เครื่องวัดความดันคงที่ และ เครื่องวัดระดับความแห้ง

- บนสัญญาณความดันสถิต () กำหนดพารามิเตอร์ "ตาราง" ที่จำเป็นของการไหลเช่น: ความหนาแน่นและปริมาณความร้อนจำเพาะของเฟส:

ความหนาแน่นของเฟสไอ

ความหนาแน่นของเฟสของเหลว

เอนทาลปีของเฟสไอ

เอนทัลปีของเฟสของเหลว

กับ ส่งเสียงบี๊บเครื่องวัดสุญญากาศแบบไดนามิก (หากค่าสัมประสิทธิ์ถูกกำหนดไว้ล่วงหน้าหรือนำไปใช้ที่ไหนสักแห่ง) ช่วยให้คุณสามารถกำหนดความเร็วของเฟสไอของการไหล:

,(2.1)

โดยที่: - สัญญาณของมิเตอร์สุญญากาศแบบไดนามิก

ค่าสัมประสิทธิ์สัญญาณมิเตอร์สูญญากาศแบบไดนามิก

ความหนาแน่นของเฟสไอ

ความเร็วเฟสไอของการไหลของไอน้ำเปียก

- บนสัญญาณ เครื่องวัดความแห้งกร้านกำหนดอัตราส่วนของอัตราการไหลของเฟสไอ (เฟสไอน้ำอิ่มตัว) ต่ออัตราการไหลรวมของการไหลที่ควบคุม:

, (2.2)

การแก้ระบบสมการสองสมการ (2.1) และ (2.2) ด้วยพารามิเตอร์ที่ไม่รู้จักสามตัว: , , และค่าสัมประสิทธิ์ที่ไม่รู้จักตัวที่สี่สามารถทำได้โดยใช้ข้อมูลเพิ่มเติมเท่านั้น

ข้อมูลเพิ่มเติมสำหรับการแก้ปัญหาดังกล่าวอาจเป็นพารามิเตอร์การสลิปเฟส () อัตราส่วนของค่า "ท้องถิ่น" (ปริมาณไอตามปริมาตรที่แท้จริง) ต่อค่า "สิ้นเปลือง" (ปริมาณไอเชิงปริมาตรที่ใช้แล้ว) ในเทคโนโลยีที่เรียกว่า พารามิเตอร์สลิปเฟส ( - พารามิเตอร์เฟสสลิป () เป็นฟังก์ชันที่อ่อนแอของความดัน และสามารถกำหนดได้โดยสูตรเชิงประจักษ์ ()

ดังนั้น เพื่อแก้ปัญหาจะได้สมการที่สาม:

, (2.3)

หากเรากำหนดหรือใช้สัมประสิทธิ์ ( , , ) ที่ไหนสักแห่ง ระบบสมการสามสมการ (2.1), (2.2), (2.3) มีพารามิเตอร์การไหลที่ไม่รู้จักสามตัว ( , , ) จากสัญญาณของมิเตอร์อุปกรณ์ (ตามสิทธิบัตร หมายเลข 2444726) ช่วยให้เราสามารถแก้ปัญหาการควบคุมความร้อนและมวลของการไหลของไอน้ำเปียกได้ วิธีแก้ปัญหาที่แสดงนั้นดูยุ่งยากมาก แต่ในเงื่อนไขการใช้งานบางอย่าง ข้อเสียเปรียบที่ระบุไว้นั้นไม่มีนัยสำคัญเลย ควรคำนึงถึงพารามิเตอร์ไอน้ำที่กำหนดโดยอุปกรณ์นี้ด้วย กำลังล้าหลังอยู่ในปัจจุบันสำหรับเวลาหน่วงของพารามิเตอร์ที่กำหนดของระดับความแห้ง (ประมาณ 30-40 วินาที)

ในงานที่นำเสนอโดยใช้ตัวอย่างเฉพาะ มันแสดงให้เห็นว่า:

- มีชื่อเสียงเครื่องวัดไอน้ำร้อนยวดยิ่งไม่ได้ให้ความสามารถในการสร้างระบบสำหรับตรวจสอบความร้อนและมวลของไอน้ำเปียกและอิ่มตัว

ควรตระหนักว่าหน่วยสำหรับตรวจสอบความร้อนและมวลของไอน้ำเปียกโดยใช้มิเตอร์ไอน้ำร้อนยวดยิ่งนั้นไร้ประโยชน์ พวกเขาไม่ได้ควบคุมความร้อนและมวลของการไหลของไอน้ำเปียกด้วยตัวเองและเมื่อเสริมด้วยวิธีการควบคุมระดับความแห้งอย่างดีที่สุดพวกมันจะสร้างระบบควบคุมที่ยุ่งยากซึ่งไม่ได้ให้ความแม่นยำตามที่ต้องการพร้อมความล่าช้าอย่างมาก พารามิเตอร์ไอน้ำที่กำหนด

คุณควรให้ความสนใจ ระดับของเทคโนโลยีที่มีอยู่สำหรับการแก้ปัญหาการควบคุมความร้อนและมวลของไอน้ำเปียก: .

วิธีแก้ปัญหาทางเทคนิคที่นำเสนอคือแกนหลัก (ตัวเลือก) ของระบบสำหรับการตรวจสอบพารามิเตอร์ปัจจุบันของไอน้ำเปียก ซึ่งให้ความสามารถในการสร้างมาตรฐานความแม่นยำโดยใช้สัญญาณอ้างอิงของมิเตอร์วัดระดับความแห้ง ความถูกต้องแม่นยำในการตรวจสอบปริมาณไอตามปริมาตรที่แท้จริงและความเร็วเฟสการไหลนั้นเป็นมาตรฐานโดยตรง คำอธิบายโดยละเอียดของระบบควบคุมความร้อนและมวลสำหรับการไหลของไอน้ำเปียกในรูปแบบต่างๆ จะถูกนำเสนอในงานแยกต่างหากในภายหลัง

วรรณกรรม:

1. Kovalenko A. V. ปัญหาของการสร้างระบบควบคุมไอน้ำเปียกสำหรับงานบัญชี

และวัตถุประสงค์ทางเทคโนโลยี บทความเกี่ยวกับพอร์ทัล RosTeplo เผยแพร่เมื่อ 02/06/2012

2. เอ.จี. Ageev, R.V. Vasilyeva, Yu.S. Gorbunov, B.M. โครอลคอฟ. การทดสอบระบบการวัดการไหลของไอน้ำในท่อไอน้ำของเครื่องกำเนิดไอน้ำของหน่วยพลังงานหมายเลข 3 ของ Balakovo NPP ในโหมดไดนามิก / นิตยสาร "ใหม่ในอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าของรัสเซีย" ฉบับที่ 11, 2550/

3. Ageev A.G. เป็นต้น สิทธิบัตร RF สิ่งประดิษฐ์เลขที่ 2243508 อุปกรณ์สำหรับตรวจวัดการไหลของไอน้ำในท่อส่งไอน้ำ กระดานข่าวสิ่งประดิษฐ์ 27 ธันวาคม 2547 / ผู้ถือสิทธิบัตร ENIC/

4. โควาเลนโก เอ.วี. สิทธิบัตร RF สำหรับการประดิษฐ์หมายเลข 2444726 (RU) อุปกรณ์สำหรับควบคุมพลังงานความร้อน การไหลของมวล เอนทาลปี และความแห้งของไอน้ำเปียก ประกาศการประดิษฐ์ครั้งที่ 7, 2555

5. ตองล. การถ่ายเทความร้อนระหว่างการเดือดและการไหลแบบสองเฟส อ.: มีร์ 2512 -344 หน้า

6. โควาเลนโก เอ.วี. สิทธิบัตร RF สำหรับการประดิษฐ์หมายเลข 2380694 (RU), MCP G 01N 25/60 วิธีการควบคุมระดับความแห้งของไอน้ำเปียก / A.V. Kovalenko // กระดานข่าวสิ่งประดิษฐ์ พ.ศ. 2553 ลำดับที่ 3 ลำดับที่ 2008119269 ลำดับความสำคัญ 05.15.2008

7. Kovalenko A.V. สิทธิบัตร RF สำหรับการประดิษฐ์หมายเลข 2459198 (RU) อุปกรณ์สำหรับตรวจสอบระดับความแห้ง เอนทาลปี ความร้อน และอัตราการไหลของมวลของไอน้ำเปียก ประกาศการประดิษฐ์ครั้งที่ 23, 2555

8. โควาเลนโก เอ.วี. คำขอประดิษฐ์เลขที่ 2011129977 (RU) อุปกรณ์สำหรับกำหนดระดับความแห้งของไอน้ำเปียก ลำดับความสำคัญลงวันที่ 19 กรกฎาคม 2554 การตัดสินใจออกสิทธิบัตรการประดิษฐ์ลงวันที่ 9 กรกฎาคม 2555

9. โควาเลนโก เอ.วี. คำขอประดิษฐ์เลขที่ 2011120638 (RU) วิธีการตรวจสอบปริมาณไอน้ำตามปริมาตรที่แท้จริงและความเร็วเฟสของการไหลของไอน้ำเปียกในท่อไอน้ำของเครื่องกำเนิดไอน้ำ ลำดับความสำคัญลงวันที่ 20 พฤษภาคม 2554 มติในการออกสิทธิบัตรการประดิษฐ์ลงวันที่ 12 ตุลาคม 2555

10. โควาเลนโก เอ.วี. คำขอประดิษฐ์เลขที่ 2011121705 (RU) วิธีการตรวจสอบปริมาณไอน้ำตามปริมาตรที่แท้จริงและความเร็วของขั้นตอนการไหลของไอน้ำเปียกในท่อส่งไอน้ำตามแนวการไหล ลำดับความสำคัญลงวันที่ 27 พฤษภาคม 2554 มีมติให้ออกสิทธิบัตรการประดิษฐ์ลงวันที่ 12 ตุลาคม 2555

พลังงานความร้อนเป็นระบบวัดความร้อนที่ถูกคิดค้นและใช้เมื่อสองศตวรรษก่อน กฎพื้นฐานในการทำงานกับค่านี้คือพลังงานความร้อนจะถูกอนุรักษ์ไว้และไม่สามารถหายไปได้ง่ายๆ แต่สามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานประเภทอื่นได้

มีหลายสิ่งที่ยอมรับกันโดยทั่วไป หน่วยของพลังงานความร้อน- ส่วนใหญ่จะใช้ในภาคอุตสาหกรรมเช่น สิ่งที่พบบ่อยที่สุดมีการอธิบายไว้ด้านล่าง:

หน่วยการวัดใดๆ ที่รวมอยู่ในระบบ SI มีวัตถุประสงค์ในการกำหนดปริมาณรวมของพลังงานประเภทใดประเภทหนึ่ง เช่น ความร้อนหรือไฟฟ้า เวลาและปริมาณในการวัดไม่ส่งผลต่อค่าเหล่านี้ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงสามารถใช้สำหรับทั้งพลังงานที่ใช้ไปและพลังงานที่ใช้แล้วได้ นอกจากนี้ การส่งและรับใดๆ รวมถึงการสูญเสียจะถูกคำนวณในปริมาณดังกล่าวด้วย

หน่วยวัดพลังงานความร้อนใช้อยู่ที่ไหน?

หน่วยพลังงานแปลงเป็นความร้อน

เพื่อเป็นตัวอย่าง ด้านล่างนี้คือการเปรียบเทียบดัชนี SI ยอดนิยมต่างๆ กับพลังงานความร้อน:

• 1 GJ เท่ากับ 0.24 Gcal ซึ่งเทียบเท่าทางไฟฟ้าเท่ากับ 3,400 ล้านกิโลวัตต์ต่อชั่วโมง เทียบเท่ากับพลังงานความร้อน 1 GJ = ไอน้ำ 0.44 ตัน
• ในเวลาเดียวกัน 1 Gcal = 4.1868 GJ = 16,000 ล้านกิโลวัตต์ต่อชั่วโมง = ไอน้ำ 1.9 ตัน
• ไอน้ำ 1 ตัน เท่ากับ 2.3 GJ = 0.6 Gcal = 8200 kW ต่อชั่วโมง

ในตัวอย่างนี้ ค่าไอน้ำที่กำหนดจะถือเป็นการระเหยของน้ำเมื่อถึง 100°C

ในการคำนวณปริมาณความร้อนจะใช้หลักการต่อไปนี้: เพื่อรับข้อมูลเกี่ยวกับปริมาณความร้อนใช้ในการทำความร้อนของเหลวหลังจากนั้นมวลของน้ำจะถูกคูณด้วยอุณหภูมิที่งอก หากใน SI วัดมวลของของเหลวเป็นกิโลกรัม และความแตกต่างของอุณหภูมิเป็นองศาเซลเซียส ผลลัพธ์ของการคำนวณจะเป็นปริมาณความร้อนเป็นกิโลแคลอรี

หากมีความจำเป็นต้องถ่ายโอนพลังงานความร้อนจากร่างกายหนึ่งไปยังอีกร่างกายหนึ่งและคุณต้องการทราบการสูญเสียที่เป็นไปได้คุณควรคูณมวลความร้อนที่สารได้รับด้วยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจากนั้นค้นหาผลิตภัณฑ์ ของค่าผลลัพธ์ด้วย “ความจุความร้อนจำเพาะ” ของสาร

จี. ไอ. ไซเชฟ
หัวหน้าแผนกโฟลว์มิเตอร์
Spirax-Sarco Engineering LLC

คุณสมบัติของไอน้ำ
ปัญหาการวัดการไหล

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบอัลตราโซนิก
เครื่องวัดอัตราการไหลแบบวอร์เท็กซ์
เครื่องวัดอัตราการไหลประเภทอื่นๆ

ความแม่นยำของการวัดการไหลของไอน้ำขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย หนึ่งในนั้นคือระดับความแห้ง ตัวบ่งชี้นี้มักถูกละเลยเมื่อเลือกเครื่องมือวัดและวัดและไร้ผลโดยสิ้นเชิง ความจริงก็คือไอน้ำเปียกอิ่มตัวนั้นเป็นสื่อสองเฟส และทำให้เกิดปัญหาหลายประการในการวัดการไหลของมวลและพลังงานความร้อน วันนี้เราจะมาดูวิธีแก้ปัญหาเหล่านี้กัน

คุณสมบัติของไอน้ำ

ขั้นแรก เรามากำหนดคำศัพท์และค้นหาคุณลักษณะของไอน้ำเปียกกันดีกว่า

ไอน้ำอิ่มตัวคือไอน้ำที่อยู่ในสมดุลทางอุณหพลศาสตร์กับน้ำ ความดันและอุณหภูมิที่เชื่อมต่อกันและอยู่บนกราฟความอิ่มตัว (รูปที่ 1) ซึ่งกำหนดจุดเดือดของน้ำที่ความดันที่กำหนด

ไอน้ำร้อนยวดยิ่งคือไอน้ำที่ถูกทำให้ร้อนจนถึงอุณหภูมิสูงกว่าจุดเดือดของน้ำที่ความดันที่กำหนด ซึ่งได้มาจากไอน้ำอิ่มตัวโดยการให้ความร้อนเพิ่มเติม

ไอน้ำอิ่มตัวแบบแห้ง (รูปที่ 1) เป็นก๊าซโปร่งใสไม่มีสีที่เป็นเนื้อเดียวกันเช่น สภาพแวดล้อมที่เป็นเนื้อเดียวกัน นี่เป็นนามธรรมในระดับหนึ่งเนื่องจากเป็นเรื่องยากที่จะได้รับ: โดยธรรมชาติแล้วพบได้ในแหล่งความร้อนใต้พิภพเท่านั้นและไอน้ำอิ่มตัวที่ผลิตโดยหม้อไอน้ำไม่แห้ง - ค่าความแห้งทั่วไปสำหรับหม้อไอน้ำสมัยใหม่คือ 0.95- 0.97. ส่วนใหญ่แล้วระดับความแห้งจะต่ำกว่านี้ด้วยซ้ำ นอกจากนี้ ไอน้ำอิ่มตัวแบบแห้งยังสามารถแพร่กระจายได้: เมื่อความร้อนเข้ามาจากภายนอก จะทำให้ร้อนเกินไปได้ง่าย และเมื่อความร้อนถูกปล่อยออกมา ก็จะกลายเป็นความชื้นอิ่มตัว

รูปที่ 1 เส้นความอิ่มตัวของไอน้ำ

ไอน้ำอิ่มตัวแบบเปียก (รูปที่ 2) เป็นส่วนผสมเชิงกลของไอน้ำอิ่มตัวแบบแห้งกับของเหลวละเอียดแขวนลอย ซึ่งอยู่ในสมดุลทางอุณหพลศาสตร์และจลน์ศาสตร์กับไอน้ำ ความผันผวนของความหนาแน่นของเฟสก๊าซและการมีอยู่ของอนุภาคแปลกปลอม รวมถึงประจุไฟฟ้า - ไอออน ทำให้เกิดการเกิดขึ้นของศูนย์ควบแน่นที่มีลักษณะเป็นเนื้อเดียวกัน เมื่อความชื้นของไอน้ำอิ่มตัวเพิ่มขึ้น เช่น เนื่องจากการสูญเสียความร้อนหรือความดันที่เพิ่มขึ้น หยดน้ำเล็กๆ จะกลายเป็นศูนย์กลางของการควบแน่นและค่อยๆ เพิ่มขนาด และไอน้ำอิ่มตัวจะกลายเป็นต่างกัน กล่าวคือ ตัวกลางสองเฟส (ส่วนผสมไอน้ำคอนเดนเสท) ในรูปของหมอก ไอน้ำอิ่มตัวซึ่งแสดงถึงเฟสก๊าซของส่วนผสมไอน้ำคอนเดนเสทจะถ่ายโอนพลังงานจลน์และพลังงานความร้อนส่วนหนึ่งไปยังสถานะของเหลวเมื่อเคลื่อนที่ เฟสก๊าซของการไหลนั้นมีหยดของเฟสของเหลวอยู่ในปริมาตร แต่ความเร็วของเฟสของเหลวของการไหลนั้นต่ำกว่าความเร็วของเฟสไออย่างมีนัยสำคัญ ไอน้ำอิ่มตัวแบบเปียกสามารถสร้างส่วนต่อประสานได้ เช่น ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง โครงสร้างของการไหลแบบสองเฟสระหว่างการควบแน่นของไอน้ำในท่อแนวนอนและแนวตั้งจะเปลี่ยนไปขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของส่วนแบ่งของเฟสก๊าซและของเหลว (รูปที่ 3)

รูปที่ 2 แผนภาพ PV ของไอน้ำ

รูปที่ 3 โครงสร้างการไหลแบบสองเฟสในท่อแนวนอน

ธรรมชาติของการไหลของเฟสของเหลวขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของแรงเสียดทานและแรงโน้มถ่วง และในท่อที่อยู่ในแนวนอน (รูปที่ 4) ที่ความเร็วไอน้ำสูง การไหลของคอนเดนเสทสามารถคงสภาพเหมือนฟิล์มได้เช่นเดียวกับในแนวตั้ง ท่อด้วยความเร็วปานกลางสามารถมีรูปร่างเป็นเกลียวได้ (รูปที่ 5) และที่การไหลของฟิล์มต่ำจะสังเกตได้เฉพาะบนพื้นผิวด้านในด้านบนของท่อและบนพื้นผิวด้านล่างจะมีการไหลต่อเนื่องเป็น "กระแส" ถูกสร้างขึ้น

ดังนั้นในกรณีทั่วไปการไหลของส่วนผสมไอน้ำคอนเดนเสทเมื่อเคลื่อนที่ประกอบด้วยสามองค์ประกอบ: ไอน้ำอิ่มตัวแห้ง, ของเหลวในรูปของหยดในแกนกลางของการไหล, และของเหลวในรูปของฟิล์มหรือไอพ่นบน ผนังท่อ แต่ละเฟสมีความเร็วและอุณหภูมิของตัวเอง และเมื่อส่วนผสมของไอน้ำ-คอนเดนเสทเคลื่อนที่ จะเกิดการลื่นของเฟสสัมพัทธ์ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของการไหลสองเฟสในท่อไอน้ำของไอน้ำอิ่มตัวเปียกถูกนำเสนอในงาน

รูปที่ 4 โครงสร้างการไหลแบบสองเฟสในท่อแนวตั้ง

รูปที่ 5 การเคลื่อนที่แบบเกลียวของคอนเดนเสท

ปัญหาการวัดการไหล

การวัดการไหลของมวลและพลังงานความร้อนของไอน้ำอิ่มตัวเปียกทำให้เกิดความท้าทายต่อไปนี้:
1. เฟสก๊าซและของเหลวของไอน้ำอิ่มตัวเปียกเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่แตกต่างกันและครอบครองพื้นที่หน้าตัดที่เทียบเท่ากับตัวแปรของท่อ
2. ความหนาแน่นของไอน้ำอิ่มตัวจะเพิ่มขึ้นเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นและการพึ่งพาความหนาแน่นของไอน้ำเปียกกับความดันที่ระดับความแห้งต่างกันนั้นไม่ชัดเจน
3. เอนทาลปีจำเพาะของไอน้ำอิ่มตัวจะลดลงเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น
4. การกำหนดระดับความแห้งของไอน้ำอิ่มตัวเปียกในการไหลเป็นเรื่องยาก

ในเวลาเดียวกัน การเพิ่มระดับความแห้งของไอน้ำอิ่มตัวเปียกสามารถทำได้ในสองวิธีที่รู้จักกันดี: โดยการ "บด" ไอน้ำ (โดยการลดความดันและตามอุณหภูมิของไอน้ำเปียก) โดยใช้วาล์วลดแรงดัน และการแยกเฟสของเหลวโดยใช้เครื่องแยกไอน้ำและตัวดักคอนเดนเสท เครื่องแยกไอน้ำสมัยใหม่ช่วยให้ไอน้ำเปียกแห้งได้เกือบ 100%
การวัดอัตราการไหลของตัวกลางแบบสองเฟสเป็นงานที่ซับซ้อนอย่างยิ่งซึ่งยังไม่ได้ไปไกลกว่าห้องปฏิบัติการวิจัย โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับส่วนผสมของไอน้ำและน้ำ
มิเตอร์วัดการไหลของไอน้ำส่วนใหญ่จะเป็นแบบความเร็วสูง เช่น วัดอัตราการไหลของไอน้ำ ซึ่งรวมถึงเครื่องวัดการไหลแบบดิฟเฟอเรนเชียลแรงดันแปรผันตามอุปกรณ์ปากน้ำ กระแสน้ำวน อัลตราโซนิก เครื่องวัดวามเร็ว สหสัมพันธ์ และเครื่องวัดการไหลของเจ็ท โบลิทาร์และเครื่องวัดอัตราการไหลความร้อนมีความโดดเด่น โดยจะวัดมวลของตัวกลางที่ไหลโดยตรง
มาดูกันว่าเครื่องวัดอัตราการไหลประเภทต่างๆ รับมือกับงานอย่างไรเมื่อต้องรับมือกับไอน้ำเปียก

เครื่องวัดการไหลแบบดิฟเฟอเรนเชียลแรงดันแปรผัน

เครื่องวัดการไหลแบบดิฟเฟอเรนเชียลแรงดันแปรผันตามช่องเปิด (ไดอะแฟรม หัวฉีด ท่อ Venturi และความต้านทานไฮดรอลิกเฉพาะที่) ยังคงเป็นวิธีการหลักในการวัดการไหลของไอน้ำ อย่างไรก็ตามตามหัวข้อย่อย 6.2 ของ GOST R 8.586.1-2005 "การวัดการไหลและปริมาณของของเหลวและก๊าซโดยใช้วิธีความดันแตกต่าง": ตามเงื่อนไขในการใช้อุปกรณ์ที่มีข้อ จำกัด มาตรฐาน "สื่อที่ได้รับการควบคุมจะต้องเป็นแบบเดี่ยว" เฟสและเป็นเนื้อเดียวกันในคุณสมบัติทางกายภาพ”:
หากมีไอน้ำและน้ำในตัวกลางแบบสองเฟสในท่อ การวัดการไหลของสารหล่อเย็นโดยอุปกรณ์ปรับแรงดันแบบแปรผันที่มีความแม่นยำมาตรฐานนั้นไม่รับประกัน ในกรณีนี้ “เราสามารถพูดถึงอัตราการไหลของเฟสไอ (ไอน้ำอิ่มตัว) ที่วัดได้ของการไหลของไอน้ำเปียกโดยไม่ทราบค่าของระดับความแห้ง”
ดังนั้นการใช้มิเตอร์วัดการไหลดังกล่าวเพื่อวัดการไหลของไอน้ำเปียกจะทำให้การอ่านค่าไม่น่าเชื่อถือ
การประเมินข้อผิดพลาดด้านระเบียบวิธีวิจัยที่เกิดขึ้น (มากถึง 12% ที่ความดันสูงถึง 1 MPa และระดับความแห้ง 0.8) เมื่อทำการวัดไอน้ำเปียกด้วยมิเตอร์วัดการไหลแบบแรงดันแปรผันตามอุปกรณ์ปากได้ดำเนินการในงาน

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบอัลตราโซนิก

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบอัลตราโซนิกซึ่งใช้ในการวัดการไหลของของเหลวและก๊าซอย่างประสบความสำเร็จ ยังไม่พบการประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางในการวัดการไหลของไอน้ำ แม้ว่าบางประเภทจะผลิตในเชิงพาณิชย์หรือได้ประกาศโดยผู้ผลิตก็ตาม ปัญหาคือเครื่องวัดการไหลแบบอัลตราโซนิกที่ใช้หลักการวัดดอปเปลอร์ตามการเปลี่ยนความถี่ของลำแสงอัลตราโซนิก ไม่เหมาะสำหรับการวัดไอน้ำอิ่มตัวแบบร้อนยวดยิ่งและแบบแห้ง เนื่องจากขาดความไม่เป็นเนื้อเดียวกันในการไหลที่จำเป็นในการสะท้อนลำแสง และเมื่อ การวัดอัตราการไหลของไอน้ำเปียก การอ่านค่านั้นถูกประเมินต่ำเกินไป เนื่องจากความแตกต่างในความเร็วของเฟสของก๊าซและของเหลว ในทางกลับกัน มิเตอร์อัลตราโซนิกชนิดพัลส์เวลาไม่สามารถใช้ได้กับไอน้ำเปียกเนื่องจากการสะท้อน การกระเจิง และการหักเหของลำแสงอัลตราโซนิกบนหยดน้ำ

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบวอร์เท็กซ์

เครื่องวัดอัตราการไหล Vortex จากผู้ผลิตหลายรายทำงานแตกต่างกันเมื่อทำการวัดไอน้ำเปียก สิ่งนี้ถูกกำหนดโดยการออกแบบตัวแปลงสัญญาณการไหลหลัก หลักการตรวจจับกระแสน้ำวน วงจรอิเล็กทรอนิกส์ และโดยคุณสมบัติของซอฟต์แวร์ อิทธิพลของคอนเดนเสทต่อการทำงานขององค์ประกอบที่มีความละเอียดอ่อนถือเป็นพื้นฐาน ในการออกแบบบางอย่าง “ปัญหาร้ายแรงเกิดขึ้นเมื่อวัดการไหลของไอน้ำอิ่มตัวเมื่อมีเฟสก๊าซและของเหลวอยู่ในท่อ น้ำกระจุกตัวตามผนังท่อและรบกวนการทำงานปกติของเซ็นเซอร์ความดันที่ติดตั้งแบบฝังกับผนังท่อ" ในการออกแบบอื่นๆ การควบแน่นอาจทำให้เซ็นเซอร์ท่วมและขัดขวางการวัดการไหลโดยสิ้นเชิง แต่สำหรับมิเตอร์วัดอัตราการไหลบางรุ่น แทบไม่มีผลกระทบต่อการอ่านค่าเลย
นอกจากนี้ การไหลแบบสองเฟสที่วิ่งเข้าไปในตัวถังหน้าผา ก่อให้เกิดความถี่ของกระแสน้ำวนทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับทั้งความเร็วของเฟสก๊าซและความเร็วของเฟสของเหลว (รูปแบบหยดของแกนการไหลและฟิล์มหรือไอพ่น บริเวณใกล้ผนัง) ของไออิ่มตัวชื้น ในกรณีนี้ ความกว้างของสัญญาณกระแสน้ำวนของเฟสของเหลวอาจมีนัยสำคัญมากและหากวงจรอิเล็กทรอนิกส์ไม่เกี่ยวข้องกับการกรองสัญญาณแบบดิจิทัลโดยใช้การวิเคราะห์สเปกตรัมและอัลกอริธึมพิเศษสำหรับการระบุสัญญาณ "จริง" ที่เกี่ยวข้องกับก๊าซ เฟสของการไหล ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับโมเดลมิเตอร์การไหลแบบง่าย จากนั้นจึงประเมินการอ่านค่าการบริโภคต่ำเกินไปอย่างรุนแรง เครื่องวัดอัตราการไหลแบบวอร์เท็กซ์รุ่นที่ดีที่สุดมีระบบ DSP (การประมวลผลสัญญาณดิจิทัล) และ SSP (การประมวลผลสัญญาณสเปกตรัมตามการแปลงฟูริเยร์ที่รวดเร็ว) ซึ่งไม่เพียงเพิ่มอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนเท่านั้น แต่ยังเน้นสัญญาณกระแสน้ำวน "จริง" แต่ยัง ขจัดอิทธิพลของการสั่นสะเทือนของท่อและการรบกวนทางไฟฟ้า
แม้ว่าเครื่องวัดอัตราการไหลแบบวอร์เท็กซ์จะได้รับการออกแบบมาเพื่อวัดการไหลของตัวกลางเฟสเดียว แต่งานแสดงให้เห็นว่าสามารถใช้วัดการไหลของตัวกลางแบบสองเฟสได้ รวมถึงไอน้ำที่มีหยดน้ำ โดยมีลักษณะการเสื่อมโทรมบางประการของคุณสมบัติทางมาตรวิทยา
จากการศึกษาเชิงทดลองของ EMCO และ Spirax Sarco พบว่าไอน้ำอิ่มตัวแบบเปียกที่มีระดับความแห้งมากกว่า 0.9 ถือได้ว่าเป็นแบบเดียวกันเนื่องจากการ "สำรอง" ในความแม่นยำของเครื่องวัดอัตราการไหลระดับปริญญาเอกและ VLM (±0.8-1.0%) การอ่านค่ามวล การไหลและพลังงานความร้อนจะอยู่ภายในข้อผิดพลาดที่ทำให้เป็นมาตรฐานใน
ที่ระดับความแห้งที่ 0.7-0.9 ข้อผิดพลาดสัมพัทธ์ในการวัดการไหลของมวลของมิเตอร์วัดการไหลเหล่านี้อาจถึงสิบเปอร์เซ็นต์หรือมากกว่านั้น
ตัวอย่างเช่น การศึกษาอื่นๆ ให้ผลลัพธ์ในแง่ดีมากขึ้น - ข้อผิดพลาดในการวัดอัตราการไหลของไอน้ำเปียกโดยใช้หัวฉีด Venturi ในการติดตั้งพิเศษเพื่อสอบเทียบมิเตอร์วัดการไหลของไอน้ำอยู่ภายใน ±3.0% สำหรับไอน้ำอิ่มตัวที่มีระดับความแห้งมากกว่า 0.84 .
เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้คอนเดนเสทปิดกั้นองค์ประกอบการตรวจจับของมิเตอร์กระแสน้ำวน เช่น ปีกตรวจจับ ผู้ผลิตบางรายแนะนำให้วางตำแหน่งเซ็นเซอร์เพื่อให้แกนขององค์ประกอบตรวจจับขนานกับส่วนต่อประสานไอน้ำ/คอนเดนเสท

เครื่องวัดอัตราการไหลประเภทอื่นๆ

มิเตอร์วัดการไหลแบบดิฟเฟอเรนเชียลดิฟเฟอเรนเชียล/แปรผัน มิเตอร์วัดการไหลพร้อมแดมเปอร์แบบสปริงโหลด และมิเตอร์วัดการไหลแบบพื้นที่เป้าหมายแบบแปรผัน ไม่อนุญาตให้ทำการตรวจวัดตัวกลางแบบสองเฟส เนื่องจากอาจเกิดการสึกหรอของชิ้นส่วนการไหลในระหว่างการเคลื่อนที่ของคอนเดนเสท
ตามหลักการแล้ว มีเพียงเครื่องวัดอัตราการไหลมวลแบบโบลิทาร์เท่านั้นที่สามารถวัดตัวกลางแบบสองเฟสได้ แต่การวิจัยแสดงให้เห็นว่าข้อผิดพลาดในการวัดของเครื่องวัดอัตราการไหลของโบลิทาร์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของเศษส่วนของเฟส และ "ความพยายามในการพัฒนาเครื่องวัดการไหลแบบสากลสำหรับสื่อแบบหลายเฟสมีแนวโน้มที่จะนำไปสู่ สู่ทางตัน” ในเวลาเดียวกัน เครื่องวัดอัตราการไหลของโบลิทาร์กำลังได้รับการพัฒนาอย่างเข้มข้น และบางทีอาจจะประสบความสำเร็จในไม่ช้านี้ แต่จนถึงขณะนี้ยังไม่มีเครื่องมือวัดทางอุตสาหกรรมดังกล่าวในตลาด

ที่จะดำเนินต่อไป

วรรณกรรม:
1. ไรเนอร์ โฮเฮนเฮาส์ การตรวจวัดไอน้ำในบริเวณไอน้ำเปียกมีประโยชน์อย่างไร // METRA Energie-Messtechnik GmbH, พฤศจิกายน, 2545
2. คู่มือแนวปฏิบัติที่ดี การลดต้นทุนการใช้พลังงานด้วยการวัดปริมาณไอน้ำ //อ้างอิง GPG018 เครื่องพิมพ์ของ Queen และผู้ควบคุม HMSO, 2005
3. โควาเลนโก เอ.วี. แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของการไหลของไอน้ำเปียกสองเฟสในท่อส่งไอน้ำ
4. Tong L. การถ่ายเทความร้อนระหว่างการเดือดและการไหลแบบสองเฟส - M.: Mir, 1969
5. การถ่ายเทความร้อนในการไหลแบบสองเฟส เอ็ด D. Butterworth และ G. Hewitt.// M.: พลังงาน, 1980.
6. ลอมชาคอฟ เอ.เอส. การทดสอบหม้อไอน้ำ เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก 2456
7. เจสซี แอล. โยเดอร์ การใช้มิเตอร์วัดการไหลของไอน้ำ // วิศวกรรมโรงงาน - เมษายน 2541
8. GOST R 8.586.1-2005 การวัดการไหลและปริมาณของของเหลวและก๊าซโดยใช้วิธีแรงดันต่าง
9. Koval N.I. , Sharoukhova V.P. ว่าด้วยปัญหาในการวัดไอน้ำอิ่มตัว// UTSMS, Ulyanovsk
10. Kuznetsov Yu.N., Pevzner V.N., Tolkachev V.N. การวัดไอน้ำอิ่มตัวโดยใช้อุปกรณ์หดตัว // วิศวกรรมพลังงานความร้อน - 1080.- หมายเลข 6.
11. โรบินชไตน์ ยู.วี. เรื่องการสูบจ่ายไอน้ำในระบบจ่ายความร้อนด้วยไอน้ำเชิงพาณิชย์ // วัสดุของการประชุมทางวิทยาศาสตร์และการปฏิบัติครั้งที่ 12: การปรับปรุงการวัดการไหลของของเหลว ก๊าซ และไอน้ำ - เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก: Borey-Art, 2002
12. อบารินอฟ, E. G., K.S. ซาเรโล. ข้อผิดพลาดด้านระเบียบวิธีในการวัดพลังงานของไอน้ำเปียกโดยใช้เครื่องวัดความร้อนสำหรับไอน้ำอิ่มตัวแห้ง // เทคโนโลยีการวัด - 2545. - ลำดับที่ 3.
13. โบรอฟนิค วี.เอ็ม. มิเตอร์วัดการไหลแบบไม่สัมผัส "Dnepr-7" สำหรับการสูบจ่ายของเหลว ไอน้ำ และก๊าซน้ำมัน //การบัญชีเชิงพาณิชย์ของทรัพยากรพลังงาน เนื้อหาของการประชุมทางวิทยาศาสตร์และการปฏิบัติระดับนานาชาติครั้งที่ 16, เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก: Borey-Art, 2002
14. เครื่องส่งการไหลของไอน้ำ DigitalFlow™ XGS868 N4271 พานาเมทริกส์ อิงค์ 4/02
15. โบกุช เอ็ม.วี. การพัฒนาเครื่องวัดการไหลของกระแสน้ำวนในรัสเซีย
16. หนังสือข้อมูลทางวิศวกรรม III บทที่ 12 รูปแบบการไหลสองเฟส Wolverine Tube, Inc. 2550
17. P-683 “ กฎสำหรับการบัญชีพลังงานความร้อนและสารหล่อเย็น”, M.:, MPEI, 1995
18. อ. อามินี และ ไอ. โอเว่น การใช้หัวฉีดเวนทูรีไหลวิกฤตพร้อมไอน้ำเปียกอิ่มตัว //วัดการไหล อินสตรัม., Vol. 6 เลขที่ 1 พ.ย. 2538
19. Kravchenko V.N., Rikken M. การวัดการไหลโดยใช้เครื่องวัดการไหลของ Coriolis ในกรณีของการไหลแบบสองเฟส // การบัญชีเชิงพาณิชย์ของผู้ให้บริการพลังงาน การประชุมทางวิทยาศาสตร์และการปฏิบัตินานาชาติ XXIV, เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก: Borey-Art, 2549
20. ริชาร์ด ธอร์น การวัดการไหล ซีอาร์ซี เพรส LLC, 1999

สถานะของไอน้ำถูกกำหนดโดยความดัน อุณหภูมิ และความถ่วงจำเพาะ ความดันของไอน้ำที่อยู่ภายในภาชนะคือแรงที่กดลงบนพื้นผิวหน่วยของผนังภาชนะ

วัดในบรรยากาศทางเทคนิค (ตัวย่อที่) บรรยากาศทางเทคนิคหนึ่งบรรยากาศเท่ากับความดัน 1 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร (kg/cm2)

ปริมาณแรงดันไอน้ำบนผนังหม้อไอน้ำถูกกำหนดโดยเกจวัดแรงดัน ตัวอย่างเช่นหากที่ติดตั้งบนหม้อต้มไอน้ำแสดงแรงดัน 5 atm นั่นหมายความว่าทุก ๆ ตารางเซนติเมตรของพื้นผิวผนังหม้อไอน้ำจะมีแรงดันจากภายในเท่ากับ 5 กิโลกรัม

หากก๊าซหรือไอระเหยถูกสูบออกจากภาชนะที่ปิดสนิท ความดันในนั้นจะน้อยกว่าความดันภายนอก ความแตกต่างระหว่างแรงกดดันเหล่านี้เรียกว่าการทำให้บริสุทธิ์ (สุญญากาศ) ตัวอย่างเช่นหากความดันภายนอกคือ 1 atm และในภาชนะคือ 0.3 atm สุญญากาศในนั้นจะเท่ากับ 1-0.3 = 0.7 atm บางครั้ง การทำให้บริสุทธิ์ไม่ได้วัดจากเศษส่วนของบรรยากาศ แต่วัดด้วยความสูงของคอลัมน์ของเหลว ซึ่งมักเป็นปรอท มีการคำนวณว่าความดัน 1 บรรยากาศทางเทคนิค เช่น 1 กิโลกรัมต่อ 1 ตารางเซนติเมตร ทำให้เกิดคอลัมน์ปรอทสูง 736 มม. หากวัดสุญญากาศด้วยความสูงของคอลัมน์ pTyfra ในตัวอย่างของเรา จะเท่ากับ: 0.7X736=515.2 มม.

สุญญากาศถูกกำหนดโดยเกจสุญญากาศ ซึ่งแสดงเป็นเศษส่วนของบรรยากาศ หรือตามความสูงของคอลัมน์ปรอทในหน่วยมิลลิเมตร

ความถ่วงจำเพาะของไอน้ำคือน้ำหนักหนึ่งลูกบาศก์เมตร (m3) ของไอน้ำนั้น ตัวอย่างเช่น หากทราบว่าไอน้ำ 5 ลบ.ม. หนัก 12.2 กก. ความถ่วงจำเพาะของไอน้ำนี้คือ 12.2: 5 = 2.44 กก. ต่อลูกบาศก์เมตร (กก./ลบ.ม.) ดังนั้น ความถ่วงจำเพาะของไอน้ำจึงเท่ากับน้ำหนักรวม (เป็นกิโลกรัม) หารด้วยปริมาตรรวม (เป็นลูกบาศก์เมตร)

ปริมาตรไอน้ำจำเพาะคือปริมาตรของไอน้ำหนึ่งกิโลกรัม กล่าวคือ ปริมาตรไอน้ำจำเพาะเท่ากับปริมาตรรวม (เป็นลูกบาศก์เมตร) หารด้วยน้ำหนักรวม (เป็นกิโลกรัม)

ยิ่งความดันของน้ำสูง อุณหภูมิจุดเดือด (ความอิ่มตัว) ของน้ำก็จะยิ่งสูงขึ้น ดังนั้น แต่ละความดันจึงมีจุดเดือดของตัวเอง ดังนั้น หากเกจวัดความดันที่ติดตั้งบนหม้อต้มไอน้ำแสดงแรงดัน เช่น 5 atm จุดเดือดของน้ำ (และอุณหภูมิไอน้ำ) ในหม้อต้มนี้คือ 158°C ถ้าความดันเพิ่มขึ้นจนเกจวัดความดันแสดง 10 atm อุณหภูมิของไอน้ำก็จะสูงขึ้นด้วยและจะเท่ากับ 183°C

ให้เราพิจารณาว่าไอน้ำผลิตได้อย่างไร

สมมติว่ากระบอกแก้วใต้ลูกสูบมีไอโอดีนอยู่ ลูกสูบพอดีกับผนังกระบอกสูบอย่างแน่นหนา แต่ในขณะเดียวกันก็สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ (1,/) สมมติว่าในการวัดอุณหภูมิของน้ำและไอน้ำในกระบอกสูบนั้น จะต้องใส่เทอร์โมมิเตอร์เข้าไปในลูกสูบ

เราจะให้ความร้อนแก่กระบอกสูบและในเวลาเดียวกันก็สังเกตว่าเกิดอะไรขึ้นกับน้ำที่อยู่ข้างใน ขั้นแรกเราจะสังเกตได้ว่าอุณหภูมิของน้ำเพิ่มขึ้น ปริมาตรเพิ่มขึ้นเล็กน้อย และลูกสูบในกระบอกสูบเริ่มขยับขึ้นอย่างช้าๆ สุดท้าย อุณหภูมิของน้ำจะสูงขึ้นจนน้ำเดือด (1,//) ฟองไอน้ำที่ลอยออกจากน้ำด้วยกำลังจะพัดพาอนุภาคออกไปในรูปแบบของการกระเด็นซึ่งเป็นผลมาจากการที่พื้นที่เหนือน้ำเดือดจะเต็มไปด้วยส่วนผสมของไอน้ำและอนุภาคของน้ำ ส่วนผสมนี้เรียกว่าไอน้ำอิ่มตัวเปียกหรือเพียงแค่ไอน้ำเปียก (I, III)

เมื่อเราเดือดต่อไป เราจะสังเกตว่ามีน้ำในกระบอกสูบน้อยลงเรื่อยๆ และมีไอน้ำเปียกมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากปริมาตรไอน้ำมากกว่าปริมาตรน้ำมาก จากที่มันมา เมื่อน้ำกลายเป็นไอน้ำ ปริมาตรภายในของกระบอกสูบจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก และลูกสูบก็จะสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว

ในที่สุดก็มาถึงเมื่ออนุภาคสุดท้ายของน้ำในกระบอกสูบกลายเป็นไอน้ำ ไอน้ำดังกล่าวเรียกว่าแห้งอิ่มตัว (1,/K) หรือเรียกง่ายๆว่าแห้ง อุณหภูมิของไอน้ำและน้ำในระหว่างการเดือด (อุณหภูมิอิ่มตัว) ยังคงคงที่และเท่ากับอุณหภูมิที่น้ำเริ่มเดือด

หากการให้ความร้อนของกระบอกสูบยังคงดำเนินต่อไป อุณหภูมิของไอน้ำจะเพิ่มขึ้นและในขณะเดียวกันปริมาตรก็จะเพิ่มขึ้น ไอน้ำดังกล่าวเรียกว่าความร้อนยวดยิ่ง (1,V)

หากการทำความร้อนของกระบอกสูบหยุดลง ไอน้ำจะเริ่มปล่อยความร้อนออกสู่สิ่งแวดล้อม และอุณหภูมิจะลดลง เมื่อเท่ากับอุณหภูมิอิ่มตัว ไอน้ำจะเปลี่ยนเป็นอิ่มตัวแบบแห้งอีกครั้ง จากนั้นจะค่อยๆ เปลี่ยนเป็นของเหลว ไอน้ำจึงจะชื้น กระบวนการนี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิคงที่เท่ากับอุณหภูมิ! คิพีเดีย เมื่อไร; บิตสุดท้าย!อนุภาค| ไอน้ำจะกลายเป็นน้ำและน้ำจะหยุดเดือด จากนั้นอุณหภูมิจะลดลงอีกตามอุณหภูมิโดยรอบ

จากที่กล่าวมาข้างต้นสามารถสรุปได้ดังต่อไปนี้

ประการแรก ไอน้ำสามารถเปียก แห้ง และร้อนยวดยิ่งได้

สถานะของไอน้ำแห้งนั้นไม่เสถียรมากและแม้จะให้ความร้อนหรือความเย็นเพียงเล็กน้อยก็จะทำให้ร้อนเกินไปหรือเปียก ด้วยเหตุนี้ ในทางปฏิบัติ ไอน้ำจะเปียกหรือร้อนเกินไปเท่านั้น

ประการที่สาม ในการทดลอง โหลดบนลูกสูบไม่เปลี่ยนแปลง ซึ่งหมายความว่าความดันของไอน้ำร้อนยวดยิ่ง (เช่นเดียวกับไอน้ำแห้งที่ได้รับพร) ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในระหว่างการทดลอง แต่อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นเมื่อถูกให้ความร้อน ดังนั้นที่ความดันเดียวกัน อุณหภูมิของไอน้ำร้อนยวดยิ่งอาจแตกต่างกันได้ ดังนั้นเพื่อระบุลักษณะของไอน้ำดังกล่าว ไม่เพียงแต่ระบุความดันเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอุณหภูมิด้วย

ดังนั้น ในการจำแนกลักษณะของไอน้ำเปียก คุณจำเป็นต้องทราบความดันและระดับความแห้งของไอน้ำ และในการจำแนกลักษณะของไอน้ำร้อนยวดยิ่ง คุณจำเป็นต้องทราบความดันและอุณหภูมิ

ก่อนอื่นไอน้ำร้อนยวดยิ่งเริ่มก่อตัวเฉพาะหลังจากที่ไม่มีน้ำเหลืออยู่ในกระบอกสูบดังนั้นเมื่อมี น้ำคุณจะได้ไอน้ำเปียกเท่านั้น ยู

ดังนั้นในหม้อไอน้ำไอน้ำจะต้องเปียกเท่านั้น

หากจำเป็นต้องได้รับไอน้ำร้อนยวดยิ่งไอน้ำเปียกจะถูกลบออกจากหม้อไอน้ำไปยังอุปกรณ์พิเศษ - เครื่องทำความร้อนแบบไอน้ำยิ่งยวดซึ่งแยกออกจากน้ำ

ในเครื่องทำความร้อนยวดยิ่ง ไอน้ำจะถูกให้ความร้อนเพิ่มเติม หลังจากนั้นจะกลายเป็นความร้อนยวดยิ่ง

แม้ว่าจะได้ไอน้ำร้อนยวดยิ่งจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ทำความร้อนยวดยิ่ง ซึ่งทำให้การติดตั้งหม้อไอน้ำยุ่งยาก แต่เนื่องจากข้อดีที่ไอน้ำร้อนยวดยิ่งมีเมื่อเปรียบเทียบกับไอน้ำเปียก