V seriáli REFLOW RADÍ odpovedáme na otázky, s ktorými sa naši zákazníci stretávajú najčastejšie pri výbere, montáži a prevádzke meracej a regulačnej techniky. Prinášame stručné, zrozumiteľné a odborné odpovede založené na skúsenostiach z reálnych priemyselných aplikácií.
Pri montáži prietokomeru sa často stretávame s požiadavkou na určitú dĺžku rovného potrubia pred a za meracím miestom. Dôvodom je profil prúdenia kvapaliny alebo plynu, ktorý môže byť výrazne ovplyvnený kolenami, ventilmi, čerpadlami, redukciami alebo ďalšími prvkami potrubia.
Je však rovný úsek potrebný pri každom prietokomere?
Nie vždy. Záleží predovšetkým od princípu merania, konštrukcie konkrétneho prietokomeru a usporiadania potrubia.
Stručná odpoveď: Mnohé prietokomery potrebujú pred a za meracím miestom určitý rovný úsek potrubia, aby bolo prúdenie dostatočne ustálené. Požadovaná dĺžka však nie je univerzálna – závisí od typu prietokomeru, potrubnej zostavy a pokynov výrobcu.
Prečo prietokomer potrebuje rovný úsek potrubia?
Kvapalina alebo plyn sa v potrubí nepohybuje vždy rovnomerne.
Ideálne podmienky pre mnohé princípy merania predstavuje ustálený a dostatočne vyvinutý profil prúdenia.
Ak sa však tesne pred prietokomerom nachádza napríklad:
- koleno,
- dve kolená v rôznych rovinách,
- regulačný ventil,
- čiastočne zatvorený ventil,
- čerpadlo,
- redukcia alebo rozšírenie potrubia,
- T-kus,
profil prúdenia môže byť deformovaný.
Môže vzniknúť:
- asymetrické prúdenie,
- vírenie,
- rotácia prúdu,
- zvýšená turbulencia,
- nerovnomerné rozloženie rýchlosti.
Prietokomer potom nemusí pracovať za podmienok, pre ktoré výrobca deklaruje jeho presnosť.
Čo znamená napríklad 5D alebo 10D?
Požadované rovné úseky sa často uvádzajú ako násobok vnútorného priemeru potrubia D.
Ak výrobca požaduje:
10D pred prietokomerom a 5D za prietokomerom,
znamená to desať priemerov potrubia pred meracím miestom a päť priemerov za ním.
Pri potrubí DN100 by orientačne 10D predstavovalo približne 1 meter a 5D približne 0,5 metra. Pri presnom návrhu však treba vychádzať zo skutočného vnútorného priemeru a pokynov výrobcu.
Dôležité je, že 10D/5D nie je univerzálne pravidlo pre všetky prietokomery.
Konkrétny výrobca môže požadovať úplne iné hodnoty.
Potrebuje elektromagnetický prietokomer rovné úseky?
Vo väčšine aplikácií výrobca elektromagnetického prietokomeru určitú požiadavku na montážne podmienky stanovuje.
Elektromagnetické prietokomery síce nemajú mechanické prvky zasahujúce do prúdu, ale deformovaný profil prúdenia môže ovplyvniť výsledok merania.
Problematické môže byť najmä umiestnenie prietokomeru bezprostredne za:
- kolenom,
- regulačným ventilom,
- čerpadlom,
- T-kusom,
- výraznou zmenou priemeru potrubia.
Pri moderných prietokomeroch sa požadované rovné úseky môžu výrazne líšiť podľa konštrukcie zariadenia.
Preto je správnym postupom pozrieť montážny návod konkrétneho modelu, nie automaticky použiť všeobecné pravidlo 5D alebo 10D.
A čo vortex prietokomer?
Pri vortex prietokomeroch sú podmienky prúdenia obzvlášť dôležité.
Vortex prietokomer vytvára za prekážkou v meracej trubici pravidelné víry, ktorých frekvencia súvisí s rýchlosťou prúdenia.
Ak je prúd vstupujúci do prietokomeru výrazne deformovaný, môže to ovplyvniť podmienky tvorby vírov a tým aj kvalitu merania.
Preto sa pri vortex prietokomeroch často stretávame s požiadavkami na dlhšie rovné úseky, pričom ich dĺžka závisí aj od typu potrubnej prekážky pred prietokomerom.
Iné požiadavky môže mať jednoduché koleno a iné napríklad dvojica kolien v rôznych rovinách alebo regulačný ventil.
Ultrazvukové prietokomery
Aj ultrazvukové meranie môže byť citlivé na profil prúdenia.
Platí to najmä pri clamp-on ultrazvukových prietokomeroch, kde sú snímače namontované zvonka na existujúce potrubie.
Výhodou tejto technológie je montáž bez zásahu do potrubia, ale správny výber meracieho miesta je veľmi dôležitý.
Ak snímače namontujeme tesne za čerpadlo, ventil alebo koleno, výsledok môže byť menej stabilný alebo môže narásť chyba merania.
Pri výbere miesta preto treba rešpektovať odporúčané vzdialenosti od prvkov narúšajúcich prúdenie.
A čo Coriolisov prietokomer?
Tu je situácia odlišná.
Coriolisove prietokomery merajú hmotnostný prietok na princípe účinkov prúdiaceho média na kmitajúce meracie trubice.
Vo všeobecnosti sú preto podstatne menej závislé od vyvinutého profilu prúdenia než napríklad vortex alebo niektoré iné princípy.
To môže byť veľkou výhodou v technologických zariadeniach, kde jednoducho nie je dostatok priestoru na dlhé rovné potrubné úseky.
Ani tu však neznamená, že môžeme ignorovať montážny návod.
Výrobca môže definovať ďalšie podmienky týkajúce sa napríklad:
- montážnej polohy,
- vibrácií potrubia,
- mechanického namáhania,
- dvojfázového prúdenia,
- úplného zaplnenia meracích trubíc.
Čo regulačný ventil pred prietokomerom?
Regulačný ventil patrí medzi prvky, ktoré môžu profil prúdenia výrazne narušiť.
Najmä pri čiastočne otvorenom ventile môže za ventilom vzniknúť:
- vysoká turbulencia,
- asymetrické prúdenie,
- lokálne vysoká rýchlosť,
- vírenie.
Preto nemusí byť vhodné umiestniť prietokomer bezprostredne za regulačný ventil.
Ak to technológia umožňuje, vhodnejšie usporiadanie a potrebné odstupy treba navrhnúť podľa konkrétneho typu prietokomeru, ventilu a odporúčaní výrobcu.
? Tejto otázke sa budeme samostatne venovať v článku Môže byť regulačný ventil namontovaný tesne pred prietokomerom?
A čo čerpadlo?
Podobný problém môže vzniknúť pri montáži prietokomeru v blízkosti čerpadla.
Čerpadlo môže do prúdenia vnášať:
- turbulencie,
- pulzácie,
- rotáciu prúdu,
- vibrácie.
Na sacej strane navyše treba venovať pozornosť tlakovým pomerom a riziku zavzdušnenia alebo kavitácie.
Prietokomer preto nemožno automaticky umiestniť na prvé voľné miesto vedľa čerpadla.
Je rovný úsek dôležitejší pred alebo za prietokomerom?
Pri mnohých princípoch býva kritickejší úsek pred prietokomerom.
Dôvod je jednoduchý.
Prúdenie, ktoré vstupuje do meracieho zariadenia, priamo ovplyvňuje podmienky merania.
Prekážka umiestnená pred prietokomerom môže vytvoriť deformovaný profil, ktorý následne vstupuje priamo do meracej časti.
To však neznamená, že úsek za prietokomerom môžeme ignorovať.
Aj jeho požadovanú dĺžku stanovuje výrobca podľa konštrukcie a princípu zariadenia.
Čo ak nemáme dostatok miesta?
Toto je v existujúcich prevádzkach veľmi častá situácia.
Na papieri môže byť jednoduché požadovať dlhý rovný úsek, ale v reálnej kotolni, strojovni alebo technologickej hale môže byť potrubie plné:
- kolien,
- ventilov,
- filtrov,
- čerpadiel,
- odbočiek.
Ak odporúčaný rovný úsek nie je možné dodržať, riešením môže byť napríklad:
- výber vhodnejšieho meracieho miesta,
- zmena usporiadania potrubia,
- použitie usmerňovača prúdenia, ak je pre danú aplikáciu vhodný,
- použitie prietokomeru s menšími nárokmi na profil prúdenia,
- výber iného meracieho princípu.
Najhorším riešením je problém jednoducho ignorovať a očakávať deklarovanú presnosť prietokomeru bez splnenia jeho montážnych podmienok.
Prečo nestačí univerzálne pravidlo 10D a 5D?
Pretože rôzne prietokomery merajú prietok rozdielnym spôsobom.
Na požadovanú dĺžku rovného úseku vplýva:
- princíp merania,
- konštrukcia konkrétneho prietokomeru,
- presnosť, ktorú chceme dosiahnuť,
- prvok umiestnený pred prietokomerom,
- konfigurácia potrubia,
- vlastnosti média,
- podmienky konkrétnej aplikácie.
Hodnota uvedená v montážnom návode konkrétneho prietokomeru má preto prednosť pred všeobecným pravidlom.
Ako zistíte potrebný rovný úsek?
Najspoľahlivejším zdrojom je montážny návod výrobcu konkrétneho prietokomeru.
Výrobca často uvádza požadované vzdialenosti podľa toho, čo sa nachádza pred meracím miestom.
Môžu byť uvedené samostatné požiadavky napríklad pre:
- jedno koleno,
- dve kolená,
- T-kus,
- redukciu,
- regulačný ventil,
- čerpadlo.
Preto pri návrhu nestačí poznať iba DN potrubia a rozsah prietoku.
Dôležité je vedieť aj ako vyzerá potrubie pred a za plánovaným meracím miestom.
Zapamätajte si
- Nie každý prietokomer potrebuje rovnaký rovný úsek potrubia.
- Požadované vzdialenosti sa často udávajú ako násobok priemeru potrubia D.
- Kritické sú najmä prvky pred prietokomerom, ktoré deformujú profil prúdenia.
- Medzi problematické prvky patria kolená, regulačné ventily, čerpadlá, T-kusy a zmeny priemeru.
- Vortex a niektoré ultrazvukové merania môžu byť na profil prúdenia výrazne citlivé.
- Coriolisove prietokomery majú vo všeobecnosti menšie nároky na rovné úseky.
- 10D pred a 5D za prietokomerom nie je univerzálne pravidlo.
- Rozhodujúce sú požiadavky výrobcu konkrétneho modelu.
Záver
Rovný úsek potrubia pred a za prietokomerom nie je iba montážnym odporúčaním bez praktického významu. Pri mnohých princípoch merania priamo ovplyvňuje podmienky, za ktorých môže prietokomer dosiahnuť deklarované parametre.
Neexistuje však jedna univerzálna hodnota platná pre všetky prietokomery.
Kým niektoré technológie sú na profil prúdenia veľmi citlivé, iné umožňujú podstatne flexibilnejšiu montáž. Pri návrhu preto treba zohľadniť typ prietokomeru, potrubnú zostavu a konkrétne pokyny výrobcu.
Spoločnosť REFLOW SK dodáva prietokomery pre kvapaliny, plyny aj paru na rôznych princípoch merania. Pri výbere vieme posúdiť nielen požadovaný rozsah a médium, ale aj existujúce potrubie a montážne podmienky tak, aby bol zvolený vhodný merací princíp.