Relación entre la diferencia de presión y el caudal
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¿Es fijo el valor de k en la expresión q=k×√△p? En Internet, en Baidu, también hay fórmulas como q multiplicado por q igual a k·Δp. ¿Qué significa eso? ¿Se refiere a tomar la raíz en la cabecera de la tabla o en el panel de control?
No se puede ver bien esta imagen, señor.
El medidor de caudal por placa de orificio se puede utilizar ampliamente en industrias como la petrolera, química, del gas natural, metalúrgica, energética y farmacéutica, para la medición continua del caudal volumétrico o masivo de diversos líquidos, gases, gas natural y vapor. Pero muchas personas no saben cómo se calcula el caudal con un medidor de flujo por placa orificial. Hoy voy a explicarles la fórmula de cálculo para este tipo de medidores. En resumen, es necesario tomar la raíz cuadrada del valor de la diferencia de presión para poder obtener el caudal correspondiente. En la práctica, el cálculo es bastante complejo, por lo que rara vez se realiza manualmente; generalmente se utiliza software para hacerlo. A continuación, les mostraré un ejemplo práctico.
I. Resumen sobre la compensación del caudal: El principio de funcionamiento de los medidores de flujo por diferencia de presión se basa en la conversión entre la energía mecánica del fluido. El fluido que fluye en tuberías horizontales posee energía cinética y energía potencial estática (la energía potencial es igual a cero). Bajo ciertas condiciones, estas dos formas de energía pueden transformarse una en la otra, pero la suma total de energía permanece constante. Tomemos como ejemplo la fórmula para el caudal volumétrico: ? ???????????????? Qv = CεΑ/sqr(2ΔP/(1-β^4)/ρ1). Donde: C es el coeficiente de flujo ； ? ε: Coeficiente de expansibilidad.
? Α: Área de sección transversal de la abertura del elemento de restricción, en m².
? ΔP: Diferencia de presión generada por el dispositivo de restricción, en Pa.
? β: Relación entre los diámetros.
? ρ1: Densidad del fluido a medir en el punto I-I, en kg/m³.
? Qv: Caudal volumétrico, en m³/h.
De acuerdo con los requisitos de compensación, es necesario tener en cuenta los efectos de la temperatura y la presión. Según los cálculos realizados, se toman como referencia los parámetros del proceso a 50 grados, para así calcular el caudal en cualquier temperatura y presión. En realidad, lo importante es la conversión de densidades. La fórmula de cálculo es la siguiente: Q = 0,004714187 *d²*ε*√(ΔP/ρ) Nm³/h a 0°C y 101,325 kPa. Es decir, se trata del caudal volumétrico que debe mostrarse a una presión atmosférica estándar de 0 grados. ? Según la fórmula de densidad: ? ρ= P*T50/（P50*T）* ρ50? Donde: ρ, P, T representan los valores a cualquier temperatura y presión; ρ50, P50, T50 representan el punto de referencia del proceso a una presión manométrica de 0.04 MPa a 50 grados. Al combinar estas dos fórmulas, se puede realizar el cálculo en el programa. ? ? II. Análisis del procedimiento ? 1. Grandes magnitudes instantáneas: Medidas de temperatura: deben convertirse a temperatura absoluta en grados Celsius ； Es decir, +273.15? Presión: es necesario convertirla a presión absoluta para realizar los cálculos. Es decir, presión manométrica + presión atmosférica? El cálculo de compensación se realiza según la fórmula matemática correspondiente, y los datos se almacenan en los registros del PLC. Al mismo tiempo, realizar la supervisión en la pantalla de Intouch. 2. Cantidad acumulada: Se realiza la acumulación utilizando el edge de subida de un escaneo cada 2 segundos. Es decir, el valor del flujo a compensar (Nm3/h) se divide entre 1800 para convertirlo en un valor de flujo por cada 2 segundos; luego se realiza la suma de estos valores. La pantalla cuenta con una función de reinicio para restablecer los valores a cero.
I. Resumen sobre la compensación del caudal: El principio de funcionamiento de los medidores de flujo por diferencia de presión se basa en la conversión entre la energía mecánica del fluido. El fluido que fluye en tuberías horizontales posee energía cinética y energía potencial estática (la energía potencial es igual a cero). Bajo ciertas condiciones, estas dos formas de energía pueden transformarse una en la otra, pero la suma total de energía permanece constante. Tomemos como ejemplo la fórmula para el caudal volumétrico: ? ???????????????? Qv = CεΑ/sqr(2ΔP/(1-β^4)/ρ1). Donde: C es el coeficiente de flujo ； ? ε: Coeficiente de expansibilidad.
? Α: Área de sección transversal de la abertura del elemento de restricción, en m².
? ΔP: Diferencia de presión generada por el dispositivo de restricción, en Pa.
? β: Relación entre los diámetros.
? ρ1: Densidad del fluido a medir en el punto I-I, en kg/m³.
? Qv: Caudal volumétrico, en m³/h.
De acuerdo con los requisitos de compensación, es necesario tener en cuenta los efectos de la temperatura y la presión. Según los cálculos realizados, se toman como referencia los parámetros del proceso a 50 grados, para así calcular el caudal en cualquier temperatura y presión. En realidad, lo importante es la conversión de densidades. La fórmula de cálculo es la siguiente: Q = 0,004714187 *d²*ε*√(ΔP/ρ) Nm³/h a 0°C y 101,325 kPa. Es decir, se trata del caudal volumétrico que debe mostrarse a una presión atmosférica estándar de 0 grados. ? Según la fórmula de densidad: ? ρ= P*T50/（P50*T）* ρ50? Donde: ρ, P, T representan los valores a cualquier temperatura y presión; ρ50, P50, T50 representan el punto de referencia del proceso a una presión manométrica de 0.04 MPa a 50 grados. Al combinar estas dos fórmulas, se puede realizar el cálculo en el programa. ? ? II. Análisis del procedimiento ? 1. Grandes magnitudes instantáneas: Medidas de temperatura: deben convertirse a temperatura absoluta en grados Celsius ； Es decir, +273.15? Presión: es necesario convertirla a presión absoluta para realizar los cálculos. Es decir, presión manométrica + presión atmosférica? El cálculo de compensación se realiza según la fórmula matemática correspondiente, y los datos se almacenan en los registros del PLC. Al mismo tiempo, realizar la supervisión en la pantalla de Intouch. 2. Cantidad acumulada: Se realiza la acumulación utilizando el edge de subida de un escaneo cada 2 segundos. Es decir, el valor del flujo a compensar (Nm3/h) se divide entre 1800 para convertirlo en un valor de flujo por cada 2 segundos; luego se realiza la suma de estos valores. La pantalla cuenta con una función de reinicio para restablecer los valores a cero.
En términos sencillos, esta fórmula consiste en tomar un coeficiente fijo y multiplicarlo por la raíz cuadrada de la diferencia de presión actual. Por ejemplo, si el coeficiente es 123 y la diferencia de presión actual es de 4 kPa, entonces la fórmula para calcular el caudal es 123 X 2 = 246. Se puede tomar la raíz cuadrada, pero solo de un extremo; no se pueden tomar las raíces de ambos extremos.
En estas dos fórmulas, K no es el mismo valor; se puede considerar que K1 es igual a la raíz cuadrada de K2； La raíz cuadrada de la diferencia de presión se calcula una sola vez; se puede elegir entre el indicador o el panel de control.
Basta con buscar el cálculo correspondiente a la placa de orificios para entenderlo; los coeficientes y las fórmulas están allí