ลักษณะการทำงานของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบเป้า และข้อผิดพลาดในการวัด
Thread Content
ลักษณะการทำงานและข้อผิดพลาดในการวัดของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบเป้าหมาย ผู้เขียน: วิศวกรจาก Xiamen Hongkong – Le Yi ลักษณะการทำงานของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบ HKB Series นั้น ได้มาจากการทดสอบการปรับค่าด้วยของไหลต่างๆ ภายใต้เงื่อนไขที่สามารถรักษาสภาพแวดล้อมในการทดลองไว้ได้ ก็สามารถใช้น้ำหนักของน้ำหนักเพื่อทำการปรับค่าได้เช่นกัน โดยการใช้แรงโน้มถ่วงที่เกิดจากน้ำหนักนั้นมาแทนที่แรงที่ของเหลวกระทำต่อเป้าหมายในขณะที่มีการทำงาน เพื่อใช้ในการปรับค่าของเครื่องวัดกระแสน้ำ วิธีนี้เรียกว่าการปรับค่าแบบแห้ง นอกจากนี้ ยังสามารถใช้วิธีการตรวจสอบแบบแห้ง เพื่อตรวจสอบเครื่องมือวัดเป็นประจำได้อีกด้วย ลักษณะการทำงานของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบแท่ง HKB1. ค่าสัมประสิทธิ์การไหล
ค่าสัมประสิทธิ์การไหล C1 ของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบแท่ง HKB นั้นมีความสัมพันธ์กับค่าเรโนลด์ส (Re) นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับขนาดของท่อ D อัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางแท่งกับขนาดท่อ B รูปร่างของแท่ง โครงสร้างของช่องที่ใช้วัดการไหล ความแม่นยำในการผลิตแท่งและช่องวัดการไหล ความคมของขอบทางเข้าแท่ง รวมถึงความสมมาตรของแท่งกับท่อ และความเรียบของพื้นผิวด้วย โดยปกติแล้ว ค่าสัมประสิทธิ์การไหล C1 จะถูกหาค่าจากการทดลอง เพื่อหาความสัมพันธ์ระหว่าง C1 กับ Re, D, B ดังที่แสดงในรูปที่ 4-29 จากกราฟจะเห็นได้ว่าค่า Reynolds number ที่เป็นจุดวิกฤตนั้นต่ำกว่าของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบใช้ความแตกต่างของความดันที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ ดังนั้นวิธีการวัดนี้จึงมีข้อได้เปรียบมากกว่าสำหรับของเหลวที่มีความหนืดสูงและมีค่า Reynolds number ต่ำ แต่เมื่อค่า Reynolds number ต่ำ แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นกับวัตถุทดลองจะมีผลอย่างมาก ดังนั้น เพื่อให้การวัดมีความแม่นยำ ค่า C1 จะต้องคงที่อยู่ภายในช่วงการวัดอัตราการไหลจริงเท่านั้น 2. การสูญเสียความดัน เมื่อของไหลไหลผ่านจุดหมายปลายทาง จะเกิดแรงเสียดทานขึ้น และจะมีการเกิดกระแสวนรอบจุดหมายปลายทางดังกล่าว สิ่งเหล่านี้ล้วนส่งผลให้พลังงานของของไหลลดลง จนเกิดการสูญเสียความดันขึ้น การสูญเสียความดันมีความสัมพันธ์กับขนาดของหัววัดอัตราการไหล อัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางตัวเป้ากับเส้นผ่านศูนย์กลางหัววัด ปริมาณอัตราการไหล และคุณสมบั ภายใต้สภาวะของของไหลที่เหมือนกัน อัตราการไหลที่เหมือนกัน และขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางที่เหมือนกัน ยิ่งอัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางเป้าหมายน้อยเท่าไร ความสูญเสียความดัน B ก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น เส้นโค้งของการสูญเสียความดันสำหรับขนาดท่อที่แตกต่างกัน และอัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางเป้าหมายที่แตกต่างกัน แสดงไว้ในรูปที่ 4-0 โดยทั่วไปแล้ว ค่าการสูญเสียความดันของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบเป้าหมายจะน้อยกว่าเครื่องวัดอัตราการไหลแบบใช้ความแตกต่างของความดัน หากทำการทดสอบโดยใช้แผ่นรูที่มีค่า A=0.8 และ B=0.5 เปรียบเทียบกัน จะพบว่าค่าการสูญเสียความดันของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบเป้าหมายอยู่ที่เพียง 40% ถึง 50% ของค่าการสูญเสียความดันของแผ่นรูเท่านั้น 4.5.3.3 ข้อผิดพลาดในการวัด สาเหตุหลักที่ทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบเป้าหมายนั้นมีอยู่สองประการ ได้แก่: (l) เนื่องจากในการคำนวณอัตราการไหลของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบเป้าหมายนั้น เราไม่ได้คำนึงถึงแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นรอบๆ เป้าหมาย แต่ในความเป็นจริง เมื่อวัดอัตราการไหลของของไหลที่มีคุณสมบัติเสียดทานสูง แรงเสียดทานดังกล่าวจะทำให้แรงที่กระทำต่อเป้าหมายเพิ่มขึ้น ส่งผลให้อัตราการไหลที่แสดงบนเครื่องวัดสูงเกินไป (2) เมื่อปริมาณการไหลที่วัดได้อยู่ในระดับต่ำ ด้วยอิทธิพลของแรงเสียดทาน แรงที่ของไหลกระทำต่อเป้าหมายจึงไม่แปรผันตามกำลังสองของความเร็วของไหล ลักษณะเด่นของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบเป้าหมาย HKB ลักษณะสำคัญของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบนี้คือ:
(1) ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ได้ โครงสร้างแข็งแรงและเรียบง่าย ไม่จำเป็นต้องมีท่อสำหรับวัดความดันหรืออุปกรณ์เสริมอื่นๆ การติดตั้งและบำรุงรักษาจึงทำได้ง่าย และไม่มีแนวโน้มที่จะอุดตันได้ง่าย (2) มีการสูญเสียแรงดันต่ำ จึงสามารถนำไปใช้กับท่อที่มีขนาดเล็ก (0.00–0.5 ถึง 0.2 นิโคลิน) และในสภาวะที่มีค่า Re ต่ำได้ =ของไหลที่มีค่า (l–5)x 10³ สามารถช่วยแก้ปัญหาในสถานการณ์ที่อุปกรณ์ควบคุมแรงดันแบบมาตรฐานไม่สามารถนำมาใช้ได้ (3) ขีดจำกัดการวัดอยู่ในระดับต่ำ อัตราส่วนของทองคำต่อโลหะอื่นคือ 3:1 โดยมีค่าความคลาดเคลื่อนประมาณ ±1% (4) สามารถนำไปใช้กับวัตถุที่ต้องการวัดได้หลากหลายชนิด 1) ใช้สำหรับวัดอัตราการไหลของของเหลวที่มีค่าเรโนลด์สต่ำและมีความหนืดสูงในท่อ
2) สามารถวัดอัตราการไหลของสารละลายที่มีอนุภาคแข็งปนอยู่ เช่น โคลน น้ำยาง ปูนซีเมนต์ และสารละลายแร่ต่างๆ
3) สามารถวัดอัตราการไหลของของเหลวที่มีความสกปรก เช่น น้ำเสีย น้ำมันดิบ น้ำมันที่มีอุณหภูมิสูง เป็นต้น
4) นอกจากนี้ยังสามารถใช้วัดอัตราการไหลของของเหลวทั่วไป ก๊าซ และไอน้ำได้อีกด้วย
5) เมื่ออุปกรณ์วัดนี้ถูกติดตั้งไว้ในท่อ โดยใช้วัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อน ก็สามารถวัดอัตราการไหลของสารที่มีคุณสมบัติกัดกร่อนได้เช่นกัน (5) เครื่องมือยังไม่ได้รับการกำหนดมาตรฐาน จึงจำเป็นต้องมีการปรับแต่งเครื่องมือแต่ละเครื่องเพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำของเครื่องมือนั้นๆ (6) เมื่อมีกระแสน้ำที่มีความเร็วสูงพุ่งชนแผ่นเป้าหมาย จะเกิดกระแสวนขึ้นด้านหลังแผ่นเป้าหมาย ซึ่งทำให้สัญญาณที่ได้ออกมามีความผันผวน และส่งผลต่อความเสถียรของสัญญาณ ดังนั้นจึงควรใช้วิธีการวัดความเร็วน้ำด้วยวิธีนี้อย่างระมัดระวัง
สิ่งแรกที่เครื่องวัดอัตราการไหลชนิดนี้ต้องทำได้ ก็คือการวัดค่าอัตราการไหล ภายในช่วงที่สามารถวัดได้ นั่นคือ เมื่อมีการไหลของสาร ก็จะมีค่าอัตราการไหล และเมื่อไม่มีการไหลก็จะไม่มีค่าอัตราการไหล ยิ่งการไหลมาก ค่าอัตราการไหลก็จะยิ่งมาก และยิ่งการไหลน้อย ค่าอัตราการไหลก็จะยิ่งน้อย โดยต้องรักษาสภาพนี้ไว้อย่างน้อยหนึ่งปี ไม่อย่างนั้น ก็ไปดาวอังคารกันเถอะ