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En mi último mensaje, hemos discutido varias aplicaciones para los controladores de flujo de masa que se necesita control de flujo preciso a pesar de cambios de contrapresión. Me presentó un efecto de flujo denominado flujo estrangulado, que muchos de nuestros clientes utilizan en estas aplicaciones para ignorar los cambios de presión aguas abajo. Esto también se conoce como flujo sónico o flujo crítico.

A mis lectores conocedores de flujo: Se dará cuenta de que estoy discutiendo flujo estrangulado en términos conceptuales en lugar de demostrar las fórmulas y cálculos complejos. No se alarme! Siéntase libre de publicar los pensamientos adicionales que tenga sobre este tema en los comentarios.

El dibujo de la derecha muestra el flujo de gas a través de un orificio típico. Las áreas sombreadas verdes son de alta presión, zonas de baja velocidad del flujo, y la zona azul es una de baja presión, velocidad alta área de flujo. Flujo de gas de entrada se acelera como lo comprime a pasar a través del orificio, a continuación, re-se expande y se reduce de nuevo en el lado de salida. La velocidad de flujo a través del orificio está recogida fundamentalmente por las presiones de entrada y salida, así como el diámetro de la abertura del orificio. Temperatura del gas también juega un papel.

Un gas se expande en un espacio como sus moléculas chocan con cualquier otra cosa que está presente. (paredes de la tubería, otras moléculas de gas, etc.) Cada gas se expande a su propio ritmo, y presión aumentos en un gas son un resultado de exprimir más moléculas de gas en la misma cantidad de espacio. La aplicación de estos factores para el flujo de orificio de la foto, expansión de los gases hace que algunas de las moléculas que se están expandiendo en la zona verde en el lado de salida a chocar con y desviar la “rápido” moléculas en la zona azul. Si la presión aumenta en la zona verde en el lado de salida, es porque hay más moléculas de gas presentes en la misma cantidad de espacio.

Más moléculas en la zona de salida verde, significa que más moléculas de desviar la “fast” moléculas en la zona azul. Esto reduce la velocidad del flujo en la zona azul, que es lo que se reduce el caudal que pasa a través de un orificio a altas contrapresiones. Si la presión cae en el área de salida verde, esto significa que menos moléculas están presentes en ese espacio, que se traduce en un rápidor número de desviaciones del “fast” las moléculas de color azul. Esto provoca una mayor velocidad en la zona azul, y por lo tanto un mayor flujo tasa cuando la contrapresión baja.

Flujo estrangulado se produce cuando la velocidad del flujo en la zona azul alcanza la velocidad del sonido. A esta velocidad, las moléculas en la zona azul son esencialmente viajar más rápido que las moléculas en la zona de salida verde, se están expandiendo. Así que la desviación entre las moléculas en la frontera azul / verde no reduce la velocidad en la zona azul. Con una presión de entrada fija, la presión de salida puede cambiar con una amplia gama sin cambiar la velocidad de flujo de masa, siempre y cuando las condiciones para mantener un flujo estrangulado permanecer en su lugar.

Entonces, ¿cómo podemos alcanzar las condiciones necesarias para mantener el flujo de ahogado? Vamos a cubrir que en nuestro puesto final en esta serie.

¿Dónde está el flujo de los nombres de ahogado, flujo sónico, y / o flujo crítico provienen? Por favor, publique en el que creo que uno de estos nombres vinieron de los comentarios. El primer cartel que se muestra correctamente la razón de cada uno de los nombres va a ganar un 4 GB unidad de salto en la forma de un controlador de flujo másico.

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En aplicaciones de control de flujo de gas, presiones de entrada y salida son factores críticos en la configuración de un controlador de flujo para asegurar que los caudales deseados se puede mantener. Aumentar la presión aguas abajo después de un orificio, y la cantidad de flujo se reduce típicamente. En esta serie vamos a hablar de un método que puede utilizar para especificar un controlador de flujo de masa que pasa por alto los cambios de presión aguas abajo para proporcionar un control fiable de flujo de masa en un rango de presiones.

Aumentos y disminuciones repetitivos a la presión aguas abajo un controlador de flujo de gas son comunes en muchas de las aplicaciones de nuestros clientes. ¿Qué tan común? Aquí hay algunos ejemplos:

Biotecnología: Un controlador de flujo másico controla el flujo de gas en un biorreactor para promover una reacción bioquímica deseada. Hay una amplia gama de reacciones o eventos en biorreactores como: promover el crecimiento del tejido, organismos colaboradores para la producción de productos químicos o medicamentos deseados, enzimas en vías de desarrollo para descomponer los compuestos peligrosos, y muchos otros. El control estricto del flujo de gas de oxígeno que se necesita para ayudar a los organismos que consumen oxígeno prosperar dentro de un biorreactor. Muchos de estos procesos crean otros gases, (oxígeno convierte en dióxido de carbono, por ejemplo) y diferentes tamaños de lote o recetas requieren diferentes flujos de gas. Estos factores cambian recipientes a presión sin quitar la necesidad de un control preciso del flujo de gas.

Alimentos aireación: Un controlador de flujo másico inyecta gas en un artículo alimenticio. (El nitrógeno se usa comúnmente) Como los alimentos como la mantequilla, masa de pan, barras de chocolate, helado, e incluso relleno de galleta Oreo se procesan, es muy común para un gas que se inyecta en el alimento para mantener una consistencia de destino o textura. Los diferentes alimentos y los tamaños de lote de cambios de la presión necesaria para inyectar gas en los alimentos. Flujo de gas inexacta aumenta la cantidad de alimentos rechazados por mala calidad.

Reducción Catalítica Selectiva: Un controlador de flujo de masa del flujo de gas se inyecta en una corriente de escape para romper dirigidos gases peligrosos o compuestos con fines de calidad del aire. Por ejemplo, vapor de amoníaco se utiliza comúnmente para los óxidos nitrosos de descomposición. Los cambios de flujo de escape de presión como los cambios en el equipo de carga, y el controlador de flujo de masa tiene que proporcionar un estrecho control de flujo de masa para romper suficiente de los compuestos. De control inexacto de inyección de gas reduce la calidad del aire.

Buque de Investigación de combustible: Un flujo de masa de los controles de controlador de gas que llena un recipiente para iniciar y controlar una reacción. El hidrógeno se utiliza a menudo para la investigación de combustible. Un catalizador se coloca o alimentado gradualmente en un recipiente de reacción junto con el gas(es). El controlador de flujo másico necesita para mantener un control preciso del flujo de masa en el recipiente para mantener la velocidad de reacción deseada, al mismo tiempo que la presión aguas abajo está aumentando a medida que la presión se eleva buque. Control de gas inexacta impide la reacción deseada(s) ocurra.

Definitivamente, hay otras aplicaciones de controladores de flujo con una contrapresión variable que no fueron incluidos en esta lista para mantener un tamaño manejable. Por favor enviar cualquier le gustaría compartir en los comentarios - nos encantaría saber más acerca de sus aplicaciones.

Muchos de nuestros clientes que necesitan un controlador de flujo de gas para una aplicación con los cambios de presión aguas abajo tomar ventaja de un efecto de flujo de llamada flujo estrangulado que permite que el controlador de flujo de contrapresión para ignorar los cambios. Vamos a hablar más sobre este efecto del flujo de gas en el próximo post.

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