اوریفیس پلیت (Orifice Plate) | اندازهگیری دبی سیالات بر اساس اختلاف فشار
اوریفیس پلیت (Orifice Plate) یک تجهیز مکانیکی ساده اما بسیار پرکاربرد برای اندازهگیری دبی جرمی یا حجمی سیالات است که عملکرد آن بر اساس ایجاد اختلاف فشار (Differential Pressure) در مسیر جریان تعریف میشود. این تجهیز با ایجاد یک تنگشدگی کنترلشده در خط لوله، موجب کاهش فشار موضعی شده و از طریق اندازهگیری اختلاف فشار قبل و بعد از صفحه، دبی سیال محاسبه میگردد.
به دلیل سادگی ساخت، هزینه پایین، و تکرارپذیری مناسب، اوریفیس پلیت یکی از استانداردترین روشها برای اندازهگیری جریان در فرآیندهای صنعتی محسوب میشود.
اصل عملکرد اوریفیس پلیت
با عبور سیال از سوراخ مرکزی (Bore) اوریفیس:
- سرعت سیال افزایش مییابد
- فشار استاتیک کاهش پیدا میکند
- اختلاف فشار ایجادشده متناسب با مربع دبی جریان است
رابطه عمومی اندازهگیری دبی بر اساس معادله برنولی و اصلاحات تجربی انجام میشود و به پارامترهایی مانند:
- قطر اوریفیس (β Ratio)
- قطر خط لوله
- چگالی و ویسکوزیته سیال
- عدد رینولدز
وابسته است. اختلاف فشار معمولاً توسط DP Transmitter اندازهگیری و به سیگنال کنترلی تبدیل میشود.
انواع اوریفیس پلیت
اوریفیس پلیتها بسته به کاربرد و نوع سیال در اشکال مختلف طراحی میشوند:
- Concentric Orifice: رایجترین نوع برای سیالات تمیز
- Eccentric Orifice: مناسب سیالات دارای فاز جامد یا مایع تهنشینشونده
- Segmental Orifice: برای سیالات دو فازی یا دارای ذرات
- Quadrant Edge Orifice: مناسب سیالات با ویسکوزیته بالا
انتخاب نوع مناسب، تأثیر مستقیم بر دقت اندازهگیری و پایداری سیستم دارد.
استانداردهای طراحی و نصب
مهمترین استانداردهای مورد استفاده در طراحی اوریفیس پلیت عبارتاند از:
- ISO 5167
- ASME MFC-3M
این استانداردها محدودههای مجاز برای:
- نسبت قطر (β Ratio)
- تلرانس ماشینکاری
- زبری سطح
- طولهای مستقیم بالادست و پاییندست
را مشخص میکنند. عدم رعایت این الزامات میتواند باعث خطای قابلتوجه در اندازهگیری شود.
متریال و ساخت
اوریفیس پلیتها بسته به شرایط فرآیندی از متریالهای مختلف ساخته میشوند، از جمله:
- Stainless Steel 304 / 316
- Monel
- Hastelloy
- Inconel
- Duplex / Super Duplex
انتخاب متریال بر اساس پارامترهایی مانند خورندگی سیال، دما، فشار و استاندارد پروژه انجام میشود.
مزایا و محدودیتها
مزایا:
- ساختار ساده و قابلاطمینان
- هزینه اولیه پایین
- سازگاری با استانداردهای بینالمللی
- مناسب برای قطرهای بزرگ خط لوله
محدودیتها:
- افت فشار دائمی
- حساسیت به شرایط نصب
- دقت وابسته به طراحی صحیح و شرایط جریان
- نیاز به طول مستقیم مناسب خط لوله
کاربردهای صنعتی اوریفیس پلیت
اوریفیس پلیت در طیف گستردهای از صنایع استفاده میشود، از جمله:
- نفت و گاز
- پتروشیمی
- نیروگاهها
- صنایع شیمیایی
- بخار، هوا و گازهای صنعتی
- سیستمهای پایش مصرف انرژی
جمعبندی مهندسی
اوریفیس پلیت علیرغم سادگی ظاهری، تجهیزی کاملاً مهندسیمحور است که طراحی، انتخاب و نصب صحیح آن نقش تعیینکنندهای در دقت و پایداری اندازهگیری دبی دارد و بدون درنظرگرفتن استانداردها و شرایط واقعی فرآیند، نمیتوان به نتایج قابلاعتماد دست یافت.
در پروژههای مرتبط با اندازهگیری جریان، آدرین صنعت ابزار دقیق پارس با تمرکز بر تحلیل پارامترهای فرآیندی، استانداردهای طراحی و الزامات نصب، راهکارهای فنی متناسب با شرایط عملیاتی هر واحد صنعتی را توسعه میدهد.