Má theastaíonn aon chabhair uait, bíodh leisce ort teagmháil a dhéanamh linn
Sreabhmhéadair sclóine ráta sreafa toirtmhéadrach nó mais leachtanna, gáis, agus gaile a thomhas trí ghluaisne swirling rialaithe a ghiniúint sa sreabhán sreafa agus trí mhinicíocht ascaluithe sreafa tánaisteacha a bhrath a chomhghaolann go beacht le treoluas sreafa. Tá seasamh dea-shainithe acu i dtomhas sreabhadh tionsclaíoch: níos láidre agus níos fulangaí sreabhán salach ná méadair vortex, níos cruinne thar raon sreafa níos leithne ná feistí brú difreálach, agus i bhfad níos eacnamaí a shuiteáil agus a chothabháil ná Coriolis nó méadar maighnéadach le haghaidh coinníollacha próisis go leor. Le haghaidh sreafa gaile a thomhas go háirithe, tá an sreabhmhéadar sclóine tagtha chun bheith ina fheiste tomhais bunscoile a nglactar leis go forleathan mar gheall ar a chomhcheangal de chruinneas, oibriú cothabhála íseal, agus comhoiriúnacht le coinníollacha éilitheacha teochta agus brú na gcóras dáileacháin gaile agus bainistíochta fuinnimh.
Is é an freagra díreach d'innealtóirí atá ag déanamh meastóireachta ar shonraíochtaí sreafamhéadar sclóine ná seo: ní thomhaiseann sreabhmhéadar suaitheadh bunúsach ach an ráta sreafa toirtmhéadrach, atá leordhóthanach le haghaidh feidhmeanna leachtacha nuair a bhíonn an dlús tairiseach go bunúsach. Maidir le gáis agus gal, i gcás ina n-athraíonn an dlús go mór le teocht agus brú, ní leor tomhas sreafa toirtmhéadrach amháin chun mais-sreabhadh cruinn nó sreabhadh fuinnimh a chinneadh. Cuireann sreabhmhéadar scoite cúitimh teochta braiteoir teochta leis agus athraíonn sé sreabhadh toirtmhéadrach tomhaiste go ollsreabhadh ag baint úsáide as an dlús sreabhach a bhraitheann ar an teocht. Cuireann sreabhmhéadar scoite cúitimh brú braiteoir brú chun na críche céanna. Déanann múnla lánchúitithe le braiteoirí teochta agus brú araon sreabhadh mais a ríomh i bhfíor-am ón meascán tomhaiste de shreabhadh toirtmhéadrach, teocht, agus brú, arb é an chumraíocht atá ag teastáil le haghaidh méadrú cruinn fuinnimh gaile agus aistriú coimeád gáis. Míníonn an t-alt seo conas a oibríonn gach cumraíocht, cén áit a gcuirtear gach ceann i bhfeidhm, agus cad iad na sonraíochtaí a rialaíonn roghnú.
Feidhmíonn an tsreabhmhéadar sclóine ar phrionsabal patrún sreabhadh rothlach cobhsaí a ghiniúint laistigh den chomhlacht méadair agus minicíocht ascaluithe sreafa tánaisteacha a bhrath a eascraíonn as an idirghníomhú idir an sreabhadh sclóine seo agus céimseata an mhéadair. Tá trí chéim ar leith ag an seicheamh oibriúcháin: giniúint swirl, foirmiú ascalaithe, agus braite minicíochta.
De réir mar a théann leacht isteach sa sreabhmhéadar, téann sé trí thionól seasta swirler ar a bhfuil eití dronuilleach socraithe go gathach timpeall ais an phíobáin. Cuireann na veaineanna seo móiminteam uilleach ar an sreabhán, rud a thiontaíonn an sreabhadh aiseach ina phatrún sreafa rothlach helical laistigh den tolladh méadar. Is eilimint éighníomhach é an swirler nach dteastaíonn aon chumhacht agus gan aon pháirteanna gluaisteacha ag an gcéim seo, agus is é sin ceann de na príomhchúiseanna le saolré oibriúcháin fhada an tsreabhmhéadar sclóine agus riachtanais chothabhála íseal.
Le sruth ón swirler, téann an sreabhadh rothlach isteach i gcuid leathnaithe agus ansin téann sé thar eilimint deswirler atá deartha chun an rothlú a bhaint go páirteach. Gineann an t-idirghníomhú idir an sreabhadh rothlach iarmharach agus an deswirler tairiscint thánaisteach roimhe seo, cineál réamhtheachtaithe vortex ina n-oscillates an croí sreabhadh swirling thart ar an ais píopa ag minicíocht atá comhréireach go díreach leis an ráta sreafa toirtmhéadrach. Is é an tairiscint roimhe seo príomh-fheiniméan intomhaiste an tsreabhmhéadar scoite. Socraítear leis an gcaidreamh Strouhal a rialaíonn aschur sreabhmhéadair sclóine go bhfuil an minicíocht ascalaithe roinnte ar an treoluas sreafa ina tairiseach gan toise (fachtóir K an mhéadair) thar raon oibriúcháin sonraithe an mhéadair, go hiondúil raon uimhreacha Reynolds ó 20,000 go roinnt milliún. Is é an caidreamh líneach seo idir minicíocht agus treoluas sreafa a fhágann gur gléas tomhais iontaofa agus beacht thar raon sreafa leathan é an sreabhadhmhéadar sclóine gan na ceartúcháin neamhlíneacha a theastaíonn ó fheistí brú difreálach.
Braitear an tairiscint sreafa ascalach ag braiteoir amháin nó níos mó atá suite i gcorp an mhéadair. Tá dhá theicneolaíocht braite in úsáid go coitianta:
Is comhartha minicíochta é an t-aschur comhartha ó cheachtar cineál braiteora atá comhréireach go líneach leis an ráta sreafa toirtmhéadrach, as a ríomhann an leictreonaic ráta sreafa meandarach, toirt iomlán, agus le cúiteamh cuí, sreabhadh mais agus sreabhadh fuinnimh. Áirítear le sonraíochtaí tipiciúla sreafamhéadair sclóine cruinneas móide nó lúide 1.0 go 1.5 faoin gcéad den léamh thar an gcóimheas slánúcháin, le cóimheasa slánúcháin de 10:1 go 25:1 ag brath ar na coinníollacha sreabhach agus oibriúcháin.
Táirgeann sreabhmhéadar guairneáin a thomhaiseann sreabhadh toirtmhéadrach aschur i méadair chiúbacha in aghaidh na huaire (nó aonaid choibhéiseacha) a léiríonn go beacht toirt an tsreabháin a théann tríd an méadar in aghaidh an aonaid ama. I gcás leachtanna a bhfuil dlús tairiseach bunúsach acu amhail uisce ag teochtaí measartha, tá an léamh toirtmhéadrach seo comhréireach go díreach leis an sreabhadh mais toisc nach n-athraíonn an dlús go mór le teocht thar an raon oibriúcháin. I gcás gáis, gal, agus leachtanna a bhfuil dlús láidir teochta ag brath orthu, áfach, athraíonn mais an tsreabháin arna léiriú ag ráta sreafa toirtmhéadrach ar leith go mór le teocht, rud a fhágann nach leor an tomhas toirtmhéadrach amháin chun próiseas cruinn a rialú nó chun cuntas a thabhairt ar fhuinneamh.
Maidir le gás idéalach ag brú leanúnach, tá an dlús comhréireach go contrártha le teocht iomlán: tá dlús thart ar 62 faoin gcéad den ghás céanna ag 20 céim Celsius (293 Kelvin) ag gás 200 céim Celsius (473 Kelvin), ag 20 céim Celsius (293 Kelvin). In iarratais phraiticiúla tomhais gáis thionsclaíoch, athraíonn teocht an gháis phróisis go coitianta 50 go 150 céim Celsius thart ar phointe oibriúcháin ainmniúil de réir mar a athraíonn ualaí próisis, athraíonn an teocht chomhthimpeallach go séasúrach, nó athraíonn na coinníollacha oibriúcháin. Gan cúiteamh teochta, thaispeánfadh sreabhmhéadar sclóine a thomhaiseann gás nádúrtha nó aer comhbhrúite ag teocht ainmniúil 150 céim Celsius earráid léitheoireachta sreafa mais de thart ar 15 faoin gcéad le haghaidh turas teochta próiseas de móide nó lúide 20 céim Celsius, rud atá soiléir do-ghlactha le haghaidh aistriú coimeádta, billeála fuinnimh, nó iarratais rialaithe próisis a éilíonn cruinneas níos fearr ná 2 go 3 faoin gcéad.
A cúitimh teochta flowmeter swirl Comhtháthaíonn sé brathadóir teochta friotaíochta (RTD), eilimint Pt100 nó Pt1000 de ghnáth, suite laistigh den chomhlacht méadair go díreach sa sruth sreabhán nó i teirmewell in aice leis an méadar. Cothaítear an comhartha teochta go leanúnach le próiseálaí comhartha an mhéadair, a úsáideann an teocht tomhaiste agus bunachar sonraí maoine sreabhach a stóráiltear sa phróiseálaí chun an dlús sreabhach iarbhír ag an gcoinníoll tomhais a ríomh. Déantar an ráta sreafa toirtmhéadrach ón gcomhartha minicíochta a iolrú ansin faoin dlús ríofa seo chun aschur ráta sreafa mais fíor-ama a tháirgeadh. Ag an am céanna, rianaíonn an carnadóir sreafa mais chomhtháite nó iomlán mais iomlán na sreabhán a chuaigh tríd an méadar, is é sin an chainníocht atá ag teastáil le haghaidh billeála, cuntasaíocht fuinnimh, agus rialú próisis bhaisc.
I gcás feidhmeanna gaile, nuair a leanann an gaol idir teocht, brú agus dlús táblaí gaile IAPWS IF97 seachas dlí idéalach gáis, faigheann próiseálaí an tsreabhmhéadair scoite cúitimh teochta rochtain ar bhunachar sonraí maoine gaile bunaithe ar na táblaí caighdeánacha seo a aithnítear go hidirnáisiúnta, ag idirshuíomh luachanna dlúis d'aon teocht tomhaiste ag an mbrú oibriúcháin sonraithe. Maidir le gaile sáithithe ag brú leanúnach, is é an teocht amháin a chinneann na hairíonna teirmidinimiciúla go léir lena n-áirítear dlús agus eantalpacht shonrach, agus mar sin is féidir le méadar cúitithe teochta amháin sreabhadh mais agus sreabhadh fuinnimh a sholáthar (i gcileavata nó meigeavata) gan braiteoir brú a bheith ag teastáil, ar choinníoll go bhfuil brú an chórais cobhsaí agus tréithe maith.
Tugann cúiteamh brú aghaidh ar an dara mór-athróg a dhéanann difear do dhlús sreabhán i dtomhas sreafa in-chomhbhrúite. Maidir le gáis ag teocht tairiseach, tá an dlús comhréireach go díreach le brú absalóideach: tá thart ar shé huaire ar dhlús an aeir chéanna ag 6 bhar iomlán ag 1 bar absalóideach, rud a chiallaíonn sreabhadh toirtmhéadrach de 100 méadar ciúbach in aghaidh na huaire ag 6 bar absalóideach ionann agus thart ar 600 méadar ciúbach in aghaidh na huaire coibhéiseach ar choinníollacha caighdeánacha (sainmhínítear go minic mar 0 céim nó 15 céim Celsius agus 1.03 absalóideach). Chun sreabhadh toirtmhéadrach iarbhír a thiontú go sreabhadh toirtmhéadrach caighdeánach nó sreabhadh mais, tá gá le heolas ar an mbrú oibriúcháin iarbhír, arb é feidhm an chórais cúitimh brú.
A sreabhmhéadar scuaine cúitimh brú chomhtháthaíonn sé tarchuradóir brú absalóideach nó tarchuradóir brú tomhsaire (le ceartú brú atmaisféarach i bhfeidhm sa phróiseálaí) atá suite go díreach ar an gcorp méadair nó ar an líne phróisis in aice láimhe. Cothaítear an comhartha brú don phróiseálaí comhartha céanna a fhaigheann an comhartha minicíochta sreafa, rud a chuireann ar chumas an phróiseálaí dlús gáis iarbhír a ríomh ón mbrú tomhaiste (agus má dhéantar an teocht a thomhas freisin, ó bhrú agus teocht araon ag an am céanna).
I gcás feidhmeanna gaile sárthéite, tá gá le teocht agus brú araon chun an staid teirmidinimice a shainiú go hiomlán agus dá bhrí sin dlús agus eantalpacht an ghaile: is féidir gal sárthéite ag brú áirithe a bheith ann ag raon leathan teochtaí agus dlúis, agus mar sin ní féidir le teocht amháin ná le córas cúitimh brú amháin tomhas cruinn mais-sreafa a sholáthar thar an raon oibriúcháin iomlán. Is é sreabhmhéadar sclóine lánchúitithe le hionchur teochta agus brú araon an tsonraíocht cheart chun gaile sárthéite a thomhas in aon fheidhmchlár ina n-athraíonn teocht an phróisis agus an brú go neamhspleách le linn oibriú.
In iarratais méadraithe gáis chomhbhrúite lena n-áirítear dáileadh gáis nádúrtha, monatóireacht aeir comhbhrúite, agus tomhas gáis próisis thionsclaíoch, is minic a chuirtear an t-aschur riachtanach in iúl i méadair chiúbacha caighdeánach in aghaidh na huaire (Sm3/h) nó gnáth-méadar ciúbach in aghaidh na huaire (Nm3/h) seachas sreabhadh mais i gcileagraim in aghaidh na huaire. Léiríonn an sreabhadh toirtmhéadrach caighdeánach nó gnáth an toirt choibhéiseach a áitíonn an gás ag coinníollacha tagartha sainithe (0 céim Celsius agus 1.01325 barra do ghnáthmhéadair chiúbacha, nó 15 céim Celsius agus 1.01325 barra do mhéadar ciúbach caighdeánach). Ríomhann an sreabhmhéadar scoite cúitimh brú agus teocht an t-aschur caighdeánach toirte seo go díreach ón sreabhadh toirtmhéadrach iarbhír tomhaiste, an teocht tomhaiste, agus an brú tomhaiste, ag cur an dlí gáis idéalach nó cothromóid stáit fíor-gháis i bhfeidhm chun cuntas a thabhairt ar chomhbhrúcht gáis. Is é an t-aschur caighdeánach toirte seo an chainníocht billeála le haghaidh soláthar gáis nádúrtha, an bonn le haghaidh ríomhanna um chothromaíocht ábhar an phróisis, agus an t-aschur riachtanach le haghaidh tuairisciú rialála i go leor dlínsí.
Déanann an tábla seo a leanas achoimre ar na trí phríomhchumraíochtaí cúitimh de shreabhmhéadair sclóine, a n-aschur tomhais, agus na hiarratais ina bhfuil gach ceann acu mar an rogha ceart.
| Cumraíocht | Braiteoirí Comhtháite | Aschur Tomhais | Feidhmchláir is Fearr | Teorainneacha |
|---|---|---|---|---|
| Sreabhmhéadar swirl bunúsach (gan aon chúiteamh) | Dada | Ráta sreafa toirtmhéadrach (iarbhír) | Sreabhadh leachtach ag teocht leanúnach; monatóireacht neamhchriticiúil gáis | Ní féidir éagsúlacht dlúis a chúiteamh; mí-oiriúnach do mhéadrú fuinnimh gaile |
| Sreabhmhéadar swirl cúitimh teochta | Braiteoir teochta RTD (Pt100 nó Pt1000) | ráta sreafa mais; sreabhadh fuinnimh le haghaidh gaile sáithithe | gaile sáithithe ag brú cobhsaí; gáis le brú cobhsaí ach teocht athraitheach | Ní féidir éagsúlachtaí brú a chur san áireamh; neamhleor le haghaidh gaile sárthéite |
| Sreabhmhéadar scoite cúitimh brú | tarchuradóir brú (iomlán nó tomhsaire) | Sreabhadh mais; sreabhadh toirte caighdeánach do gháis | Gáis chomhbhrúite le brú athraitheach; feidhmchláir le coinníollacha isothermal ach brú athraitheach | Ní féidir athruithe teochta a chur san áireamh; neamhleor le haghaidh gaile sárthéite |
| Sreabhmhéadar swirl cúitithe teocht agus brú | RTD móide tarchuradóir brú | Sreabhadh mais; sreabhadh fuinnimh do gach cineál gaile; toirt caighdeánach do gháis | Gile superheated; aistriú coimeád gáis nádúrtha; gach feidhm gáis agus gaile a éilíonn an cruinneas is airde | Costas níos airde; cothabháil braiteoir breise; éilíonn cumraíocht bhunachar sonraí maoine sreabhach ceart |
Tá tomhas sreabhadh gaile ar cheann de na hiarratais is déine in ionstraimíocht sreabhadh tionsclaíoch toisc go gcomhcheanglaíonn gaile comhbhrúiteacht gáis le hairíonna teirmidinimice atá ag brath ar chéim a athraíonn go mór le teocht agus brú, agus ní mór don chóras tomhais oibriú go hiontaofa ag teochtaí agus brúnna ardaithe i dtimpeallachtaí atá éilitheach go meicniúil agus go teirmeach. Tá sreabhmhéadair sclóine le cúiteamh teochta agus brú tagtha chun bheith ina réiteach roghnaithe chun sreabhadh gaile a thomhas i mbainistíocht fuinnimh, i dtionscail phróisis, agus in iarratais téimh ceantair ar chúiseanna éagsúla a dhéanann iad a idirdhealú ó theicneolaíochtaí iomaíocha.
Úsáideann an dá mhéadair guairneáin agus vortex braite sreafa bunaithe ar mhinicíocht agus is féidir iad a bheith feistithe le cúiteamh teochta agus brú le haghaidh méadrú gaile. Tá roinnt buntáistí praiticiúla ag an sreabhmhéadar sclóine d'fheidhmchláir gaile:
Nuair a shuiteáiltear sreabhmhéadar swirl cúitimh teochta agus brú i líne soláthair gaile agus go bhfuil an teocht tuairisceáin comhdhlúthán ar eolas freisin, is féidir leis an méadar an fuinneamh teirmeach a sheachadann an córas gaile a ríomh agus a iomlánú i bhfíor-am. Úsáideann an ríomh táblaí maoine gaile IAPWS IF97 chun eantalpacht shonrach an ghaile soláthair a chinneadh ón teocht agus an brú tomhaiste, déanann sé eantalpacht shonrach an chomhdhlútháin tuairisceáin ag a theocht tomhaiste, agus iolraíonn sé an difríocht eantalpachta faoin ráta sreafa mais tomhaiste chun an t-aschur cumhachta i gcileavata a fháil. Déanann an cumas tomhais fuinnimh dhíreach seo, gan méadar fuinnimh nó ríomhaire sreafa ar leithligh a bheith ag teastáil, go ndéanann an t-sreabhmhéadar swirl cúitimh teocht agus brú ionstraim chuimsitheach bainistíochta fuinnimh gaile a chomhcheanglaíonn tomhas sreafa, cúiteamh dlúis, agus ríomh fuinnimh i bhfeiste amháin, ag simpliú go mór an ionstraimíocht atá ag teastáil le haghaidh comhlíonadh córas bainistíochta fuinnimh ISO 50001 agus leithdháileadh costas dáileadh gaile.
Tá sé riachtanach sreabhmhéadar scoite a shuiteáil i gceart chun an cruinneas sonraithe a bhaint amach, toisc go bhfuil méadair scoite íogair do phróifíl treoluais an tsreafa isteach. Tugann próifílí neamh-aonfhoirmeacha de bharr feisteas in aghaidh an tsrutha, comhlaí, nó lúbanna isteach earráidí sa mhinicíocht ascalaithe nach léiríonn go hiomlán an meántreoluas sreafa, rud a fhágann go bhfuil míchruinneas tomhais ann.
Sonraíonn monaróirí íosfhad an phíobáin dhíreach in aghaidh an tsrutha agus síos an sruth ón tsreabhmhéadar scoite chun a chinntiú go bhfuil an phróifíl treoluais atá ag dul isteach sa mhéadar forbartha go hiomlán agus go bhfuil sé saor ó chomhpháirteanna guairneáin a tugadh isteach ag feisteas in aghaidh an tsrutha. Is iad na ceanglais tipiciúla ná 3D de phíobán díreach in aghaidh an tsrutha agus 1D le sruth.
I gcás feidhmeanna gaile, ba cheart an méadar a shuiteáil i bpíobán cothrománach nuair is féidir chun carnadh comhdhlúthán a chosc i gcorp an mhéadair a d'fhágfadh comharthaí sreabhadh earráideacha agus creimeadh eilimint. Nuair is gá suiteáil ingearach, ba chóir an sreabhadh gaile a dhíriú suas tríd an méadar chun draenáil dhomhantarraingthe aon chomhdhlútháin amach ón gcuid tomhais. Soláthraíonn gaiste gaile le sruth ón méadar draenáil chomhdhlúthán agus cuireann sé cosc ar charnadh comhdhlúthán ó thuilte a dhéanamh ar an gcrios tomhais.
Agus sreabhmhéadar swirl á shonrú, ní mór na paraiméadair seo a leanas a shainiú chun a chinntiú go roghnaítear an tsamhail cheart don iarratas:
Soláthraíonn an sreabhmhéadar swirl, ina chumraíochtaí cúitimh éagsúla, réiteach iontaofa, cruinn, agus praiticiúil ilúsáideach le haghaidh sreafa a thomhas in iarratais ó mhéadrú simplí leachtach go riachtanais éilitheacha chuntasaíochta fuinnimh gaile i gcláir bhainistíochta fuinnimh tionsclaíocha. Ní ábhar tosaíochta buiséid é an roghnú idir cumraíochtaí bunúsacha, cúitithe teochta, cúitimh brú agus lánchúitithe ach an fheiste tomhais a mheaitseáil i gceart le coinníollacha fisiceacha iarbhír an tsreabháin phróisis, arb é an t-aon chur chuige a sheachadann an cruinneas agus an iontaofacht a éilíonn tomhas sreafa in iarratais rialaithe fuinnimh agus próisis.