Le contrôle de flux peut être difficile par moments - que fait chacun d'entre nous garde ici à Brooks employés! Beaucoup d'utilisateurs qui ont besoin de contrôler le débit de gaz dans leur processus ne voulez pas passer beaucoup de temps la mise en place de leur propre système de contrôle de flux, et au lieu d'acheter un Régulateur de débit massique. Lire la suite…
Dans cette série, nous discutons du contrôle de flux difficultés rencontrées par les utilisateurs de fluides abrasifs ou agressifs. La premier post décrits plusieurs applications pour ces fluides complexes, et a présenté brièvement quelques préoccupations rencontrées par ces utilisateurs. Dans ce post, nous passerons en revue ces préoccupations plus en détail et de résumer quelques options de contrôle de flux disponibles pour ces applications difficiles.
La compatibilité des matériaux est une préoccupation majeure lors de la mesure du débit de fluides agressifs comme les acides. Il existe plusieurs alternatives pour s'assurer que les matériaux en contact avec de l'instrumentation de process »de s'entendre avec« le fluide de processus. Certaines options comprennent: l'utilisation de haut-alliage ou de métaux exotiques comme Hastelloy C, l'application de un revêtement résistant chimiquement au trajet d'écoulement mouillée , ou même en utilisant des instruments construits entièrement en plastique résistant aux produits chimiques. En plus des instruments qui fournissent un moyen pour mesurer le débit, instruments qui fournissent une fonction de commande (comme des vannes) doit également être précisé en tenant compte approprié pour la compatibilité des matériaux.
Ici, à Brooks, il est très courant pour nous de travailler avec les clients qui utilisent notre technologie dans des applications qui ne sont pas connus du grand public. Dans cette série, nous allons parler de l'autre de ces applications: contrôle de flux pour les fluides abrasifs et agressifs. Même si le public en général ne savent pas le rôle que le contrôle de flux de fluide abrasif joue dans leur vie quotidienne, les applications qui nécessitent ce type de contrôle de flux sont tout autour de nous. Beaucoup de produits nécessitent ce type de contrôle au cours de leur processus de fabrication, et il est également utilisé dans un large éventail d'applications environnementales comme le contrôle des odeurs, traitement des eaux municipales, l'ajustement du pH ou.
Il existe toute une gamme d'applications où le contrôle fiable abrasif ou agressif l'écoulement du fluide est essentiel, Voici quelques exemples:
Encres d'imprimerie: Les encres utilisées dans les imprimantes que nous utilisons tous les jours sont fabriqués à partir d'une gamme de fluides avec des propriétés différentes. Encres de couleur Beaucoup contiennent des solvants à base de distillats de pétrole agressifs, et peut également utiliser du dioxyde de titane dissous pour contrôler la couleur. Il ya aussi d'autres fluides qui se mêlent dans ces encres comme: lubrifiants qui prolongent la vie des têtes d'impression, cires qui prolongent la vie de l'encre sur la page, et le séchage des agents qui aident l'encre sèche rapidement sur de nouveaux documents.
Boues: Une suspension est faite lorsque des particules d'un solide en suspension dans une solution liquide. Une utilisation commune de boues est de contrôler l'écoulement de des rugueux des particules solides dans la suspension à travers un élément de polir la surface de l'élément, qui est une étape cruciale dans la fabrication de produits comme les processeurs utilisés dans les ordinateurs et les téléphones cellulaires, ou des panneaux solaires. Dans un autre cas, une suspension remplit un moule et est transformé en un patin de frein après avoir été comprimé et séché. Le contrôle de flux de boues de chaux à base de suspension sont également essentielles dans une gamme de municipale, écologique, et les procédés industriels qui traitent un composé dangereux avant leur élimination.
Décapantes pour métaux: Décapage est un procédé de traitement de surface réalisé sur une gamme de métaux pour éliminer les impuretés indésirables ou des couches sur la surface du métal. Immerger une pièce métallique en une ou plusieurs bains d'acide est couramment utilisé pour éliminer les contaminants, rouille, ou l'échelle de prolonger la durée de vie des pièces métalliques. De décapage peut également supprimer la couche d'oxydation du cuivre de sorte qu'il conserve sa «couleur au fil du temps; ce processus est couramment utilisé lorsque la fabrication de bijoux en cuivre.
Quelles sont les autres applications sont là pour les fluides abrasifs ou agressifs? Nous aimerions en savoir davantage sur vos applications dans les commentaires.
Comme vous pouvez le dire par les descriptions de ces fluides, il ya plusieurs défis que les utilisateurs de fluides agressifs ou abrasifs ont à surmonter pour réussir. Les utilisateurs de ces fluides doivent veiller à ce que les matériaux de construction dans l'équipement et l'instrumentation de leur choix pour le contrôle de flux est chimiquement compatible avec ces fluides agressifs. Solides dissoutes ou en suspension dans un flux de liquide peut agglomérat (touffe) et empêcher le système de fonctionner, afin que les utilisateurs devraient considérer ces impacts dans leurs conceptions pour de tels fluides.
Nous allons discuter de l'éventail des options de contrôle de flux disponibles pour les utilisateurs de ces fluides dans notre prochain post.
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Dans cette série, nous avons discuté un défi de contrôle de débit de gaz que les utilisateurs face à des changements de contre-pression lorsque. Dans le premier post, nous avons discuté de plusieurs applications de débit de gaz de contrôle lorsque cela est une préoccupation. Dans le deuxième poste, J'ai décrit un effet de flux appelé écoulement étranglé, qui se produit lorsque le débit de gaz à travers un orifice atteint la vitesse du son.
Nous savons déjà que lorsque le gaz s'écoule à travers un orifice à la vitesse du son, il se déplace plus vite que le gaz peut élargir sur le côté de sortie. Nous pouvons obtenir le gaz s'écoulant à travers l'orifice à cette vitesse en ajustant le rapport de l'entrée à la pression de sortie. Le ratio minimum de ces pressions que les résultats dans un écoulement étranglé peut être calculée à partir du facteur d'expansion isentropique du gaz. Ce ratio est 1.8 à 2.2 pour de nombreux gaz courants.
Cela signifie que lorsque le contrôle de flux de gaz est nécessaire en quelque chose avec un changement de pression, on peut ne pas tenir compte des changements de pression en aval avec la plupart des gaz en utilisant une pression en amont qui est au moins 2.2 fois la plus haute pression aval. Ce ratio doit toujours être calculée en utilisant des pressions absolues. Donc, si un taux de masse désirée de débit doit être maintenue lorsque la pression aval varie de 25 à 75 AIPS, l'écoulement reste constante si la pression à l'orifice d'entrée est fixé à 165 AIPS ou plus.
Maintenant que nous pouvons utiliser les flux de étranglée à maintenir un débit de masse dans une contre-pression changer, ce qui se passe si nous avons besoin d'augmenter le débit? Voici deux options:
Mais que faire si la pression maximale en aval est plus élevé que 75 AIPS? Nos clients opérant à des pressions plus élevées sont un succès avec le leader sur le marché Série SLA contrôleur de débit massique.La SLA peut fonctionner à des pressions allant jusqu'à 4,500 PSIG. Il est également capable de l'intérieur d'exploitation, à l'extérieur ou dans des zones dangereuses, et il fournit de nombreuses options de communication électriques pour répondre aux besoins d'un large éventail d'applications de contrôle de flux.
Si vous souhaitez discuter d'une application comme cela plus en détail, vous êtes les bienvenus pour entrer une application et les coordonnées dans cette page être contacté par votre expert produit local Brooks. N'hésitez pas à donner à mes collègues et moi-même un appel, si nous pouvons vous aider aussi bien. Vous pouvez nous joindre au 215-362-3500, poste 3000.
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Dans mon dernier message, nous avons discuté de plusieurs applications pour les contrôleurs de débit massique, où contrôle précis du débit est nécessaire en dépit des changements de contre-pression. J'ai introduit un effet de flux appelé écoulement étranglé, dont beaucoup de nos clients utilisent ces applications pour ignorer les changements de pression en aval. Ceci est aussi appelé un écoulement sonique ou l'écoulement critique.
Pour mes lecteurs qui connaissent débit: Vous remarquerez que je discute un écoulement étranglé en termes conceptuels plutôt que de démontrer les formules et de calculs complexes. Ne vous inquiétez pas! N'hésitez pas à poster des idées supplémentaires que vous avez sur ce sujet dans les commentaires ci-dessous.
Le croquis à droite montre le flux de gaz à travers un orifice typique. Les espaces verts ombragés sont à haute pression, les zones à faible vitesse d'écoulement, et la zone bleue est une basse pression, grande section d'écoulement de vitesse. Écoulement de gaz d'entrée accélère que le comprime à passer à travers l'orifice, puis re-dilate et ralentit vers le bas sur le côté de sortie. Le débit à travers l'orifice est principalement fixé par les pressions d'entrée et de sortie, ainsi que le diamètre de l'ouverture de l'orifice. Température des gaz joue également un rôle.
Un gaz élargit dans un espace que ses molécules entrent en collision avec tout ce que est présent. (parois des tuyaux, d'autres molécules de gaz, etc) Chaque gaz se dilate à son propre rythme, et pression augmente dans un gaz sont le résultat de comprimer les molécules de gaz supplémentaires dans le même espace. L'application de ces facteurs à l'écoulement orifice photo, l'expansion des gaz provoque quelques-unes des molécules qui sont en expansion dans la zone verte sur le côté de la sortie d'entrer en collision avec et dévier le “rapide” molécules dans la zone bleue. Si la pression monte dans la zone verte sur le côté de la sortie, c'est parce qu'il ya plus de molécules de gaz présentes dans la même quantité d'espace.
Plus les molécules dans la zone de sortie verte signifie que davantage de molécules de dévier le “fast” molécules dans la zone bleue. Cela réduit la vitesse d'écoulement dans la zone bleue, qui est ce qui réduit le débit passant à travers un orifice à haute contre-pressions. Si la pression baisse dans la zone de sortie vert, cela signifie que moins de molécules sont présentes dans cet espace, qui se trarapide par moins de détournements de “fast” molécules bleues. Cela provoque une vitesse plus élevée dans la zone bleue, et donc un débit plus élevé lorsque la contre-pression tombe.
Écoulement étranglé se produit lorsque la vitesse d'écoulement dans la zone bleue atteint la vitesse du son. À cette vitesse, les molécules dans la zone bleue sont essentiellement voyagent plus vite que les molécules dans la zone de sortie verte sont en expansion. Donc, de déviation entre les molécules à la frontière bleu / vert ne réduit pas la vitesse dans la zone bleue. Avec une pression d'entrée fixe, la pression de sortie peut changer dans une large plage sans changer le débit massique tant que les conditions pour maintenir un écoulement étranglé rester en place.
Alors, comment pouvons-nous atteindre les conditions nécessaires pour maintenir un écoulement étranglé? Nous verrons cela dans notre dernier poste dans cette série.
Où sont passés les noms étouffé débit, un écoulement sonique, et / ou l'écoulement critique proviennent de? S'il vous plaît envoyer où vous pensez que l'un de ces noms proviennent dans les commentaires. La première affiche qui répertorie correctement la raison pour laquelle chacun des noms gagner un 4 Commande de saut GB dans la forme d'un régulateur de débit massique.
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Dans les applications de gaz de contrôle de flux, pressions d'entrée et de sortie sont des facteurs critiques lorsque la configuration d'un régulateur de débit pour garantir que les débits souhaités peuvent être maintenues. Augmenter la pression aval à la suite d'un orifice, et le montant de l'écoulement est généralement réduite. Dans cette série, nous allons parler d'une méthode, vous pouvez utiliser pour spécifier un contrôleur de débit massique qui ignore les changements de pression en aval de fournir des informations fiables de contrôle de flux de masse dans une plage de pressions.
Des augmentations et des diminutions répétitives à la pression en aval un régulateur de débit de gaz sont fréquentes dans de nombreuses applications de nos clients. Comment commune? Voici quelques exemples:
Biotechnologie: Un régulateur de débit massique régule le débit de gaz dans un bioréacteur pour promouvoir une réaction biochimique désiré. Il ya un large éventail de réactions ou de manifestations dans des bioréacteurs tels que: promotion de la croissance des tissus, organismes pour produire des produits chimiques aider souhaités ou des médicaments, enzymes en développement pour faire tomber les composés dangereux, et bien d'autres. Tight contrôle de flux de gaz d'oxygène est nécessaire pour aider les organismes qui consomment de l'oxygène à prospérer dans un bioréacteur. Bon nombre de ces processus créent d'autres gaz, (l'oxygène converti en dioxyde de carbone, par exemple) et des tailles de lots différents ou des recettes nécessitent des flux de gaz différents. Ces facteurs changent à pression sans enlever la nécessité d'un contrôle de débit de gaz précise.
L'aération des aliments: Un régulateur de débit massique de gaz injecte dans un produit alimentaire. (L'azote est couramment utilisé) Comme les aliments comme le beurre, pâte à pain, tablettes de chocolat, crème glacée, et même biscuit Oreo farce sont traitées, il est assez commun pour un gaz à injecter dans l'aliment pour maintenir une cohérence cible ou de la texture. Les différents aliments et la taille des lots de modifier la pression nécessaire pour injecter du gaz dans la nourriture. Débit de gaz inexacte augmente la quantité de nourriture rejetée pour mauvaise qualité.
Réduction Catalytique Sélective: Un régulateur de débit massique injecte écoulement du gaz dans un flux d'échappement à briser ciblées gaz dangereux ou des composés à des fins de qualité de l'air. Par exemple, la vapeur d'ammoniac est couramment utilisé pour les oxydes d'azote de dégradation. Les changements d'échappement de pression des cours d'eau que les variations de la charge d'équipement, et le régulateur de débit massique doit fournir étanche contrôle du débit massique pour décomposer des composés suffisamment. Inexacte de contrôle d'injection de gaz réduit la qualité de l'air.
Fuel Research navire: Un régulateur de débit de masse contrôles de gaz qui remplit un récipient d'initier et de contrôler une réaction. L'hydrogène est souvent utilisé pour la recherche de carburant. Un catalyseur est mis en place ou progressivement introduits dans un récipient de réaction avec le gaz(est). Le régulateur de débit massique doit maintenir un contrôle précis du débit massique dans le récipient pour maintenir la vitesse de réaction souhaitée, en même temps que la pression aval augmente à mesure que la pression s'élève cuve. De commande de gaz inexacte empêche la réaction souhaitée(s) de se produire.
Il ya certainement d'autres applications régulateur de débit avec une contre-pression variable qui n'ont pas été inclus dans cette liste pour garder une taille gérable. S'il vous plaît envoyer toute vous souhaitez partager dans les commentaires - nous aimerions en savoir davantage sur vos applications.
Beaucoup de nos clients qui ont besoin d'un régulateur de débit de gaz pour une application avec des variations de pression en aval de profiter d'un effet de flux appelé écoulement étranglé qui permet le régulateur de débit pour ignorer les changements de contre-pression. Nous parlerons plus en détail cet effet de débit de gaz dans le prochain post.
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