Brooks Instrument Blog

In deze serie, hebben we praten over een gas-flow control uitdaging die gebruikers als tegendruk veranderingen staat. In de eerste bericht, bespraken we een aantal gas-flow control toepassingen waar dit is een punt van zorg. In de tweede post, Ik beschreef een flow effect genaamd verstikte stroom, die optreedt wanneer de gasstroom door een opening bereikt geluidssnelheid.

We weten al dat wanneer het gas stroomt door een opening aan de snelheid van het geluid, het is sneller dan het gas uit te breiden aan de uitlaatzijde bewegende. We kunnen de gasstroom door de opening deze snelheid door aanpassing van de verhouding van inlaat uitlaatdruk. De minimale verhouding van deze druk die resulteert in geknepen stroom kan worden berekend uit de isentrope expansie factor van het gas. Deze verhouding is 1.8 naar 2.2 voor veel voorkomende gassen.

Dit betekent dat wanneer gas flow control nodig is in iets met een wisselende druk, we negeren de druk stroomafwaarts verandert meeste gassen met een inlaatdruk die ten minste 2.2 maal de hoogste druk stroomafwaarts. Deze verhouding moet altijd worden berekend op basis van de absolute druk. Dus als een gewenste massastroom moet worden gehandhaafd bij het benedenstroomse druk varieert van 25 naar 75 PSIA, de stroom blijft constant als de inlaatdruk aan de opening is vastgesteld op 165 PSIA of hoger.

Nu die we kunnen gebruiken stikte stroom naar een massadebiet te houden in een veranderende tegendruk, wat er gebeurt als we nodig hebben om het debiet te verhogen? Hier zijn twee opties:

• Verhoog de inlaatdruk: Een hogere inlaatdruk neemt de dichtheid van het gas, Dit verhoogt de massastroom die door een opening. Dit kan worden bereikt door een regelaar stroomopwaarts van een opening, of een drukregelaar als automatisering of premium nauwkeurigheid is wenselijk. Dit is niet de voorkeur voor veel van onze klanten om drie redenen: (1) de aankoop van zowel een opening en een ander instrument dat de druk kunt vereist is; (2) er geen directe terugkoppeling van het debiet tot de gebruiker; en (3) gesmoorde stroom kan niet plaatsvinden met enkele opening ontwerpen.

• Verhoog de spuitopening: Dit is de benadering dat gebruikers van massastroom controllers nemen. De regelklep in een massastroomregelaar heeft vele posities tussen volledig open en gesloten. De klep staat verandert te bereiken elke gewenste debiet, die verandert hoofdzaak de grootte van de opening in de klep. Dit is de beste aanpak voor veel van onze klanten, want het is een instrument om te installeren, het geautomatiseerd, en het biedt real-time feedback van het debiet die aan het proces.

Maar als de maximale stroomafwaartse hoger is dan 75 PSIA? Onze klanten die op een hogere druk hebben succes met de marktleidende SLA-serie massastroomregelaar.De SLA kan werken bij een druk tot 4,500 PSIG. Het kan ook gebruik binnen, buiten of in gevaarlijke gebieden, en het biedt tal van elektrische communicatie-opties om te voldoen aan de behoeften van een breed scala van flow control toepassingen.

Als u graag een toepassing als deze meer in detail te bespreken, U bent welkom om een ​​toepassing te voeren en informatie neem contact op deze pagina gecontacteerd te worden door uw lokale Brooks product expert. Voel je vrij om mijn collega's en ik een gesprek geven als we kunnen ook helpen. Wij zijn te bereiken op 215-362-3500, ext 3000.

Als u wilt een beetje meer over instrumentatie en procesbesturing te lezen, voel je vrij om te controleren of meer van mijn bijdragen samengevat op mijn Google Meer profielen.

In my laatste bericht, we verschillende toepassingen besproken voor mass flow controllers, waar een zeer nauwkeurige controle nodig is, ondanks tegendruk van veranderingen. Ik introduceerde een flow effect genaamd verstikte stroom, die veel van onze klanten gebruiken in deze toepassingen aan downstream drukveranderingen te negeren. Dit wordt ook wel aangeduid als een stroming met geluidssnelheid of kritische stroom.

Om mijn flow-savvy lezers: U zult merken dat ik verstikte stroom bespreken in conceptuele termen in plaats van demonstreren ingewikkelde formules en berekeningen. Wees niet ongerust! Voel je vrij om extra gedachten die je hebt plaatsen over dit onderwerp in de comments hieronder.

De schets rechts toont gasstroom door een typische opening. De groene gearceerde gebieden hogedruk, lage snelheid doorstroming gebieden, en het blauwe gebied is een lage druk, hoge snelheid doorlaat. Inlaat gasstroom versnelt zoals comprimeert tot door de opening, vervolgens opnieuw uit en vertraagt ​​terug aan de uitlaatzijde. Het debiet door de opening wordt voornamelijk bepaald door de inlaat en uitlaat druk, en de diameter van de opening opening. Gastemperatuur speelt ook een rol.

Een gas breidt uit in een ruimte als de moleculen botsen met wat er verder aanwezig is. (buiswanden, andere gasmoleculen, etc.) Elke gas uitzet in zijn eigen tempo, en druk toename in een gas zijn het gevolg van persen meer gasmoleculen in dezelfde ruimte. Het toepassen van deze factoren om de afgebeelde opening stroom, gasexpansiezone veroorzaakt deel van de moleculen die in het groene gebied uitbreiding aan de uitlaatzijde botsen met de afbuigen “snel” moleculen in het blauwe gebied. Als de druk stijgt in het groene gebied aan de uitlaatzijde, het is omdat er meer gas moleculen aanwezig in dezelfde hoeveelheid ruimte.

Meer moleculen in de groene uitlaat gebied betekenen dat meer moleculen van de af te buigen “fast” moleculen in het blauwe gebied. Dit vermindert de stroomsnelheid in de blauwe zone, dat is wat vermindert de stroom die door een opening bij hogere backpressures. Als de druk daalt in het groene gebied outlet, betekent dit dat minder moleculen aanwezig zijn in die ruimte, wat resulteert in minder verlegging vasnelt “fast” blauw moleculen. Dit veroorzaakt een grotere snelheid in het blauwe gebied, en dus een groter debiet bij de tegendruk daalt.

Verstopt stroming doet zich voor wanneer de stroomsnelheid in het blauwe gebied bereikt de snelheid van geluid. Bij deze snelheid, de moleculen in de blauwe zone in wezen reizen sneller dan de moleculen in de groene uitlaat gebied breidt zich uit. Dus doorbuiging tussen moleculen op de blauw / groene rand doet niets af aan snelheid in de blauwe zone. Met een vast inlaatdruk, de uitlaatdruk kunt over een breed gebied zonder de massastroom zolang de voorwaarden te handhaven gesmoorde stroming plaats blijven.

Dus hoe kunnen we bij de voorwaarden die nodig zijn om voortdurend te knijpen flow te behouden? We dekken dat in onze eindrapport over de post in deze serie.

Waar zijn de namen verslikte stroom, een stroming met geluidssnelheid, en / of kritische stroom vandaan komen? Gelieve te posten waar je denkt dat een van deze namen kwamen uit in de comments. De eerste poster die correct wordt weergegeven in de reden voor elk van de namen maak kans op een 4 GB sprongaandrijving in de vorm van een massastroomregelaar.

Als u wilt een beetje meer over instrumentatie en procesbesturing te lezen, voel je vrij om te controleren of meer van mijn bijdragen samengevat op mijn Google Meer profielen.

In de gas-flow control toepassingen, en uitlaat drukken zijn kritische factoren bij het configureren een stroomregelaar dat de gewenste debiet kan worden gehandhaafd. Verhoog de benedenstroomse druk na een opening, en de hoeveelheid stroom wordt typisch verminderd. In deze serie zullen we praten over een methode die u kunt gebruiken om een ​​massastroom controller die benedenstroomse druk veranderingen negeert om een ​​betrouwbare massastroomcontrole te geven in een reeks van druk te geven.

Repetitive stijgingen en dalingen aan downstream een ​​gasstroom controller druk zijn in veel van de toepassingen van onze klanten. Hoe vaak? Hier zijn een paar voorbeelden:

Biotechnologie: Een massastroom regelt gasstroom in een bioreactor om een ​​gewenste biochemische reactie te bevorderen. Er zijn diverse reacties of gebeurtenissen in bioreactoren, zoals: het bevorderen van weefselgroei, helpen organismen gewenste chemische of geneesmiddelen te, de ontwikkeling van enzymen af ​​te breken gevaarlijke verbindingen, en vele anderen. Tight gas flow control van zuurstof is nodig om organismen die zuurstof verbruiken gedijen in een bioreactor. Veel van deze processen te creëren andere gassen, (zuurstof omgezet in kooldioxide, bij voorbeeld) en verschillende seriegroottes of recepten vereisen verschillende gasstromen. Deze factoren veranderen vat druk zonder het verwijderen van de behoefte aan precieze gas-flow control.

Eten Beluchting: Een massastroomregelaar injecteert gas in een voedingsmiddel. (Stikstof wordt vaak gebruikt) Als voedsel zoals boter, brooddeeg, repen, ijs, en zelfs Oreo cookies vulling worden verwerkt, Het is heel gebruikelijk voor een gas worden geïnjecteerd in het voedsel te behouden een doel consistentie of textuur. Verschillende voedingsmiddelen en batch grootte te veranderen van de druk die nodig is om gas te injecteren in het eten. Onnauwkeurige gasstroom verhoogt de hoeveelheid voedsel die afgewezen voor de slechte kwaliteit.

Selective Catalytic Reduction: Een massastroomregelaar injecteert gasstroom in een gasstroom af te breken gerichte gevaarlijke gassen of stoffen voor de luchtkwaliteit doeleinden. Bij voorbeeld, ammoniak damp wordt over het algemeen voor de ontbinding van stikstofoxiden. De gasstroom drukveranderingen de apparatuur belasting verandert, en is de massastroom controller moet strak massastroomcontrole bieden om genoeg af te breken van de verbindingen. Onnauwkeurige injectie gashendel vermindert de luchtkwaliteit.

Schip Brandstof Onderzoek: Een massastroomregelaar controles gas dat een schip te initiëren en te controleren een reactie vult. Waterstof wordt vaak gebruikt voor brandstof onderzoek. Een katalysator wordt geplaatst of geleidelijk gevoerd in een reactievat samen met het gas(is). De massastroomregelaar moet blijven nauwkeurige massastroomcontrole in het vat tot het gewenste reactiesnelheid te houden op het moment dat de druk stroomafwaarts wordt groter naarmate de vatdruk stijgt. Onnauwkeurige gas verhindert de gewenste reactie(s) optreedt.

Er zijn zeker andere flow controller toepassingen met een variabele tegendruk die niet waren opgenomen in deze lijst te houden een beheersbare omvang. Gelieve te posten een die je wilt delen in de comments - we zouden graag meer informatie over uw toepassingen te horen.

Veel van onze klanten die behoefte hebben aan een gasstroom controller voor een toepassing met stroomafwaartse druk veranderingen te profiteren van een flow effect genaamd knijpen stroom die het mogelijk maakt de stroom regelaar te negeren tegendruk veranderingen. We praten meer over weten gasstroom effect in de volgende post.

Als u wilt een beetje meer over instrumentatie en procesbesturing te lezen, voel je vrij om te controleren of meer van mijn bijdragen samengevat op mijn Google Meer profielen.