Orifismetre Nedir?

Endüstride her şeyin yolunda gittiğinden emin olabilmeniz için prosese giren ve çıkan maddeleri sürekli takip edebilmeli, gerektiğinde önlemler alabilmeli veya düzenlemeler yapabilmelisiniz. Orifismetre de akış ölçmede en çok kullanılan takip elemanlarından biridir. Orifismetrenin ne işe yaradığına ve çalışma prensiplerine bir göz atmaya ne dersiniz?

Orifismetre; basınç farkı yaratmak amacıyla içerisinde akışkan olan bir borunun, kesit alanındaki kısıtlamalarla sıvı akış hızını ölçmek için kullanılır. Orifismetreyi gözünüzde canlandırmak isterseniz yatay pozisyondaki bir kum saatini düşünmeniz çok ya yanlış bir yaklaşım olmaz.

orifismetre-nedir-01

Peki, orifismetre nasıl çalışır? Çalışma prensibi oldukça basittir. Akışkan madde orifisten geçerken kesit alanı azaldığından dolayı hızı artar. Artan bu hızdan dolayı da borudaki basınçta ani bir azalma görülür. Orifisten geçiş tamamlandıktan sonra kesit alanı eski hale gelip genişlediğinden dolayı da hızda tekrar düşüş meydana gelir ve eski hızına kavuşur. Hız azaldığı için de tekrar borudaki basınçta artış gözlenir. Oluşan bu basınç farkı şekilde de görünen manometreler yardımıyla ölçülür.

Hız hesaplamalarında temel olarak iki denklem kullanılır. İlki Bernoulli denklemi:

orifismetre-nedir-02

Orifisin her iki ucundaki borular aynı seviyede olduğundan h terimleri birbirini götürür ve denklem şu şekilde basite indirgenir:

orifismetre-nedir-03

Kullanılan bir diğer denklem ise süreklilik denklemidir. Bu denkleme göre de giren madde miktarı çıkan madde miktarına eşit olmalıdır.

orifismetre-nedir-04

Boru içerisindeki sıvı aynı olduğundan yoğunluk terimlerini (r) de götürerek denklemi şu şekilde basite indirgeyebiliriz:

orifismetre-nedir-05

Bernoulli denklemi ve süreklilik denklemini birleştirdiğimizde ise şu sonucu elde ederiz:

orifismetre-nedir-06

β terimi dar kesit çapının boru kesitine oranını (d / D)  ifade ederken ∆p terimi her iki kesitteki basınç farkını ifade eder.

orifismetre-nedir-07

Buradaki hesaplamalar sürtünme ve yerel enerji kayıpları dahil edilmeden yapılır bu yüzden hata payı vardır. Bu hataları az indirgemek için de Cd ile ifade edilen katsayı eklenir ve gerçek debi hesaplanır.

orifismetre-nedir-08

Bu hesaplamalar orifisin iki ucu arasındaki basınç farkı için kullanılır. Bu yüzden normal boru hattında hız eski seviyesine ulaşabildiği için aynı şeyi basınç için de söylemek isteriz. Fakat bu pek mümkün değildir. Boru hattında eski seviyenin daha altında bir basınç değeri elde ederiz.

orifismetre-nedir-09

Bunu da şu şekilde açıklayabiliriz; akışkan madde orifisten geçtikten sonra hızından dolayı bir türbülans oluşur ve orifisin hemen yanında küçük girdaplar oluşur ve bu girdaplar oluşurken sürtünmeden dolayı bir miktar enerji kaybı yaşanır. Enerjinin korunumu yasasını dikkate aldığımızda; giren enerji çıkan enerjiye eşit olacağından önceki ve sonraki hızlar eşit olsa bile burkaçlara kaybedilen enerjiden dolayı basınç daha az okunur.

Kaynaklar

Send this to friend