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In questa serie, di cui abbiamo discusso un flusso di gas sfida controllo che gli utenti devono affrontare quando cambia contropressione. Nel primo post, abbiamo discusso diverse applicazioni di controllo del flusso di gas in cui questo è un problema. Nel secondo post, Ho descritto un effetto chiamato flusso di flusso strozzato, che si verifica quando il flusso di gas attraverso un orifizio raggiunge la velocità del suono.

Sappiamo già che quando il gas fluisce attraverso un orifizio alla velocità del suono, si muove più velocemente possibile espandere il gas sul lato di uscita. Si può ottenere il gas che fluisce attraverso l'orifizio a questa velocità regolando il rapporto di ingresso alla pressione in uscita. Il rapporto minimo di queste pressioni che si traduce in flusso strozzato può essere calcolato dal fattore di espansione isoentropica del gas. Questo rapporto è 1.8 a 2.2 per molti gas comuni.

Ciò significa che quando il controllo di flusso del gas è necessario in qualcosa con una pressione cambia, si può ignorare le variazioni di pressione a valle con maggior parte dei gas utilizzando una pressione a monte che è almeno 2.2 volte la massima pressione a valle. Tale rapporto deve sempre essere calcolato utilizzando pressioni assolute. Quindi, se una desiderata portata di massa deve essere mantenuta quando la pressione a valle varia da 25 a 75 PSIA, il flusso rimarrà costante, anche se la pressione in ingresso per l'orifizio è fissato a 165 PSIA o superiore.

Ora che siamo in grado di utilizzare il flusso soffocato a mantenere un tasso di flusso di massa in una contropressione cambia, cosa succede se abbiamo bisogno di aumentare il flusso? Qui ci sono due opzioni:

• Aumentare la pressione di ingresso: Una pressione di ingresso alto aumenta la densità del gas, che aumenta la portata in massa che passa attraverso un orifizio. Ciò può essere ottenuto aggiungendo un regolatore a monte di un orifizio, o con un regolatore di pressione se la precisione di automazione o premium è auspicabile. Questo non è l'approccio preferito per molti dei nostri clienti per tre motivi: (1) l'acquisto sia un orifizio e un altro strumento in grado di modificare la pressione è necessaria; (2) non vi è alcuna retroazione diretta della portata all'utente; e (3) il flusso strozzato non può verificarsi con alcuni disegni orifizio.

• Aumentare la dimensione dell'orifizio: Questo è l'approccio che gli utenti di controllori di flusso di massa prendere. La valvola di controllo in un controllore di flusso di massa ha numerosi tra posizioni completamente aperta e completamente chiusa. La posizione della valvola cambia per raggiungere ogni portata desiderata, che cambia sostanzialmente le dimensioni dell'orifizio nella valvola. Questo è l'approccio preferito per molti dei nostri clienti, perché è uno strumento unico per l'installazione, è automatizzato, e fornisce feedback in tempo reale della portata fornita al processo.

Ma cosa succede se la pressione massima a valle è superiore 75 PSIA? I nostri clienti operanti a pressioni più elevate stanno avendo successo con il leader di mercato SLA serie di regolatore di flusso di massa.La SLA in grado di operare a pressioni fino a 4,500 PSIG. È anche in grado di interna operanti, all'aperto o in aree pericolose, e fornisce numerose opzioni di comunicazione elettrici per soddisfare le esigenze di una vasta gamma di applicazioni di controllo di flusso.

Se vuoi discutere una domanda come questa in modo più dettagliato, hai la possibilità di entrare in alcune applicazioni e informazioni di contatto in questa pagina essere contattato da un locale esperto di prodotto Brooks. Sentitevi liberi di dare ai miei colleghi e io una chiamata, se siamo in grado di aiutare pure. Possiamo essere raggiunto 215-362-3500, ext 3000.

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Nel mio all'ultimo messaggio, abbiamo discusso diverse applicazioni per controllori di flusso di massa in cui è necessario il controllo di flusso preciso nonostante i cambiamenti contropressione. Ho introdotto un effetto chiamato flusso di flusso strozzato, che molti dei nostri clienti utilizzano in queste applicazioni di ignorare i cambiamenti di pressione a valle. Questo è indicato anche come flusso sonico o portata critica.

Ai miei flow-savvy lettori: Noterete che sto discutendo il flusso strozzato in termini concettuali, piuttosto che dimostrare le formule e calcoli complicati. Non allarmatevi! Sentitevi liberi di postare ogni pensiero aggiuntivi che avete su questo argomento nei commenti qui sotto.

Lo schizzo a destra mostra il flusso di gas attraverso un orifizio tipica. Le aree verdi ombreggiate sono ad alta pressione, aree a bassa velocità di flusso, e la zona blu è un bassa pressione, alta velocità area di flusso. Flusso di gas in ingresso accelera quando si comprime passare attraverso l'orifizio, poi ri-espande e rallenta di nuovo verso il basso sul lato di uscita. La portata attraverso l'orifizio è principalmente fissato dalle pressioni di ingresso e di uscita, nonché il diametro dell'apertura dell'orifizio. Temperatura del gas gioca anche una parte.

Un gas si espande in uno spazio come le sue molecole si scontrano con qualsiasi altra cosa è presente. (pareti dei tubi, altre molecole di gas, ecc) Ogni gas si espande al proprio ritmo, e pressione aumenti in un gas sono il risultato di spremitura più molecole di gas nella stessa quantità di spazio. L'applicazione di questi fattori per il flusso orifizio foto, espansione del gas fa sì che alcune delle molecole che sono in espansione nella zona verde sul lato di uscita a collidere con e deviare il “veloce” molecole nella zona blu. Se la pressione aumenta nella zona verde sul lato di uscita, è perché ci sono altre molecole di gas presenti nella stessa quantità di spazio.

Altre molecole nella zona di uscita verde significa che molecole più deviare il “fast” molecole nella zona blu. Questo riduce la velocità di flusso nella zona blu, che è ciò che riduce il flusso passa attraverso un orifizio ad alte contropressioni. Se la pressione scende nella zona di uscita verde, ciò significa che meno molecole sono presenti in tale spazio, che si traduce in un minor numerveloce deviazioni di “fast” molecole di blu. Questo provoca una maggiore velocità nell'area blu, e quindi una portata maggiore quando la contropressione scende.

Parzializzata flusso si verifica quando la velocità del flusso nella zona blu raggiunge la velocità del suono. A questa velocità, le molecole nella zona blu sono essenzialmente viaggiando più velocemente le molecole nella zona di uscita verde si stanno espandendo. Così flessione tra le molecole alla frontiera blu / verde non riduce la velocità nella zona blu. Con una pressione di ingresso fissa, la pressione di uscita può cambiare in un ampio campo senza modificare la portata di massa fintantoché le condizioni per mantenere il flusso strozzato rimanere in posizione.

Quindi, come possiamo raggiungere le condizioni necessarie per mantenere il flusso strozzato? Parleremo che nel nostro ultimo post in questa serie.

Dove sono finiti i nomi di soffocare il flusso, flusso sonico, e / o portata critica provengono? Si prega di inviare in cui si pensa uno di questi nomi provenienti da nei commenti. Il primo manifesto che elenca correttamente la ragione per ciascuno dei nomi vincerà uno 4 GB unità salto nella forma di un controllore di flusso di massa.

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Nelle applicazioni di controllo di flusso di gas, pressioni di ingresso e uscita sono fattori critici quando si configura un controllore di flusso per garantire che le portate desiderate può essere mantenuta. Aumentare la pressione a valle a seguito di un orifizio, e la quantità di flusso viene tipicamente ridotto. In questa serie parleremo di un metodo che è possibile utilizzare per specificare un controller di flusso di massa che ignora le variazioni di pressione a valle di fornire affidabili di controllo del flusso di massa in una serie di pressioni.

Incrementi ripetitivi e scende a pressione a valle un controllore di flusso di gas sono comuni in molte delle applicazioni dei nostri clienti. Quanto è comune? Ecco alcuni esempi:

Biotecnologia: Un controllore di flusso di massa controlla il flusso di gas in un bioreattore a promuovere una reazione biochimica desiderato. Ci sono una vasta gamma di reazioni o eventi in bioreattori quali: promuovere la crescita del tessuto, organismi che assistono per la produzione di prodotti chimici desiderati o medicinali, enzimi in via di sviluppo per abbattere composti pericolosi, e molti altri. Stretto controllo del flusso di gas di ossigeno è necessario per aiutare gli organismi che consumano l'ossigeno prosperare all'interno di un bioreattore. Molti di questi processi creano altri gas, (ossigeno convertito in anidride carbonica, per esempio) e lotti diversi o ricette richiedono flussi di gas diversi. Questi fattori cambiano pressione del serbatoio senza dover rimuovere la necessità per un controllo preciso del flusso di gas.

Cibo aerazione: Un controllore di flusso di massa inietta il gas in un prodotto alimentare. (L'azoto viene comunemente usato) Come alimenti come il burro, pasta di pane, barrette di cioccolato, gelato, e anche biscotti Oreo ripieno vengono elaborati, è abbastanza comune per un gas da iniettare nel cibo per mantenere una consistenza bersaglio o tessitura. Diversi alimenti e dimensioni dei lotti modificare la pressione necessaria per iniettare gas nel cibo. Flusso di gas Inaccurate aumenta la quantità di cibo respinto per scarsa qualità.

Selective Catalytic Reduction: Un regolatore di flusso di massa inietta il flusso di gas in un flusso di scarico per abbattere mirati gas pericolosi o composti ai fini della qualità dell'aria. Per esempio, vapori di ammoniaca viene comunemente utilizzato per ossidi di azoto composizione. Le variazioni di pressione del flusso di scarico, come variazioni di carico delle attrezzature, e il controllore di flusso di massa deve fornire lo stretto controllo di flusso di massa per abbattere abbastanza dei composti. Inaccurate controllo dei gas di iniezione riduce la qualità dell'aria.

Fuel Research Vessel: Una massa Regolatore di flusso controlli gas che riempie una nave di avviare e controllare una reazione. L'idrogeno viene spesso utilizzato per la ricerca carburante. Un catalizzatore è posto o gradualmente alimentata in un recipiente di reazione con il gas(è). Il controllore di flusso di massa deve mantenere un controllo preciso del flusso di massa nel recipiente per mantenere la velocità di reazione desiderata, allo stesso tempo che la pressione a valle aumenta come aumenta la pressione del serbatoio. Controllo dei gas Inaccurate impedisce la reazione desiderata(s) il verificarsi.

Ci sono sicuramente altre applicazioni controllore di flusso con una contropressione variabile che non sono stati inclusi in questo elenco di mantenere una dimensione gestibile. Si prega di inviare alcun tipo di desideri condividere nei commenti - ci piacerebbe saperne di più su le vostre applicazioni.

Molti dei nostri clienti che necessitano di un controllore di flusso del gas per un'applicazione con le variazioni di pressione a valle approfittare di un effetto chiamato flusso di flusso strozzato che permette al controllore di flusso per ignorare le modifiche contropressione. Parleremo di più su questo effetto flusso di gas nel prossimo post.

Se vuoi leggere un po 'di più sulla strumentazione e controllo di processo, sentitevi liberi di controllare di più dei miei contributi riassunti sul mio Google Inoltre il profilo.