Mar cheannródaithe saméadar sreafa ultrasonaic le haghaidh gáis nádúrthationscal tomhais, le 5 bliana anuas fuaireamar amach, le leathnú leanúnach ar líonraí píblíne gáis uirbeacha agus feabhas leanúnach ar cheanglais chruinneas méadraithe gáis, go bhfuil méadair gháis mheicniúla traidisiúnta tar éis fadhbanna a nochtadh de réir a chéile ar nós dianchaitheamh, cóimheas slánúcháin teoranta, agus droch-inoiriúnaitheacht do choinníollacha oibriúcháin gáis le linn oibriú fadtéarmach. Déanann na saincheisteanna seo deacair na ceanglais mhéadraithe gáis nua-aimseartha a chomhlíonadh maidir le cruinneas ard, faisnéis agus saol seirbhíse fada. De réir a chéile tá méadair sreabhadh gáis nádúrtha ultrasonaic, mar gheall ar a buntáistí nach bhfuil aon pháirteanna meicniúla ag gluaiseacht, cóimheas mór turndown, caillteanas brú íseal, agus éasca le digitiú agus cianchumarsáid, i réimse an mhéadraithe sreabhadh gáis. Tá sé ríthábhachtach go dtuigeann pearsanra soláthair an t-ábhar seo a leanas sula ndéanann siad cinntí.
Taighde ar Dháileadh Treoluas Sreafa
Ós rud é go dtéann dáileadh treoluas sreafa an sreabháin taobh istigh den phíblíne i bhfeidhm go díreach ar chonair iomadaithe na gcomharthaí ultrasonaic, beidh dáileadh treoluas sreafa neamhionann ina chúis le comharthaí ultrasonaic a scaipeadh agus a mhaolú go céimeanna éagsúla le linn iomadú sa phíblíne, rud a fhágann go mbeidh feiniméin cosúil le comhartha íseal{{1}go{-cóimheas torainn de chomharthaí macalla faighte agus minicíocht fhuaimnithe trom. Dá bhrí sin, is réamhriachtanas é dáileadh treoluas sreabhadh aonfhoirmeach gáis laistigh den phíblíne chun ceanglais chruinneas tomhais a bhaint amach.méadar sreabhadh gáis ultrasonaic.
Faoi imthosca gnáth, is féidir le sreabhadh sreabhach a bhfuil tionchar ag fórsaí slaodacha dhá chóras sreafa bunúsacha a tháirgeadh (sreabhadh laminar agus sreabhadh suaite), a bhfuil baint acu freisin le fachtóirí cosúil le réimeas sreafa agus slaodacht chinéimiteach sreabhach, saintréithe sreabhach, agus paraiméadair píblíne. Déantar idirdhealú coitianta ar an dá chóras sreafa seo leis an uimhir Reynolds (Re).
Nuair a bhíonn Re Níos lú ná nó cothrom le 2300, tá an sreabhach i stát sreafa laminar. Ag an am seo, tá tionchar fórsa slaodach ar cháithníní sreabhach níos mó ná fórsa táimhe, tá an réimeas sreafa sách cobhsaí gan aon fheiniméin shuaite, ach níl ach comhpháirteanna treoluas aiseach ann. Tá an dáileadh treoluas aonfhoirmeach, ag cur cruth parabolic i láthair. Tá an treoluas sreafa níos lú in aice leis an mballa píopa ciorclach agus méadaíonn sé de réir a chéile i dtreo lár na píblíne, leis an bpróifíl treoluas a thaispeántar i bhFíor 3.29.
Ní bhaineann an treoluas sreafa ag gach pointe sa phíobán ciorclach ach leis an achar r ón bpointe sin go dtí an ais píblíne, agus is féidir a dhlí dáilte treoluas a chur in iúl mar:
Áit: Is é vr an treoluas sreafa ar fad r ó ais na píblíne; is é v_m an treoluas sreafa ag ais na píblíne, arb é an t-uastreoluas sreafa trasna an trasghearrtha ar fad; Is é R an ga píblíne.
Is féidir an gaol idir líne-meán-treoluas agus achar-meán-treoluas a chur in iúl faoi seach agus vm á úsáid mar:
Trí chothromóidí (3.16) agus (3.17) a réiteach go comhuaineach, is féidir comhéifeacht ceartúcháin Reynolds a fháil agus a chur in iúl mar:
Nuair a bhíonn Re Níos mó ná nó cothrom le 4000, bíonn an sreabhán i staid shuaite. Ag an am seo, tá tionchar fórsa táimhe ar cháithníní sreabhach níos suntasaí, tá an réimeas sreafa sách chaotic, tá comhpháirteanna treoluas aiseach agus fadaimseartha ann ag an am céanna, tá an dáileadh treoluas neamhionann, méadaíonn friotaíocht suaite, agus taispeántar an phróifíl treoluas i bhFíor 3.30.
Toisc nach bhfuil teoiric ábhartha agus modhanna anailíse ar leith ag baint le próiseas iomadaithe an tsreafa shuaite, chun taighde a chur chun cinn a thuilleadh, úsáideann innealtóirí sraith chumhachta go coitianta chun an dáileadh treoluas i bpíopaí ciorclach a ríomh faoi choinníollacha suaite, ar féidir iad a chur in iúl mar:
Más rud é: go bhfuil luach n bainteach le garbh an dromchla píblíne agus uimhir Reynolds. Faoi choinníollacha idéalacha ina bhfuil balla istigh na píblíne réidh, is féidir an gaol idir n agus Re a chur in iúl le foirmle Prandtl mar:
Is é sin, nuair is eol uimhir Reynolds, is féidir luach n a ríomh, agus ar an mbealach sin an cuar dáilte luas suaite a thaispeántar i bhFíor 3.30 a chinneadh. Is féidir an gaol idir líne-meán-treoluas agus achar-meán-treoluas a chur in iúl faoi seach agus v_m á úsáid mar:
Trí chothromóidí (3.21) agus (3.22) a réiteach go comhuaineach, is féidir an gaol idir comhéifeacht ceartúcháin Reynolds agus n a fháil mar:
I bpíblíne suaite lánfhorbartha, is féidir an gaol idir comhéifeacht ceartúcháin Reynolds agus Re a chur in iúl mar:
Cúrsaí Innealtóireachta Praiticiúla
Tá na foirmlí thuas go léir bunaithe ar phlé a rinneadh faoi choinníollacha gan aon fhachtóirí eile a chuir isteach ar a chéile agus go leor fad píopa díreach roimh agus tar éis an phíblíne tomhais. Mar sin féin, in iarratais innealtóireachta iarbhír, beidh fachtóirí cosúil le modh suiteála trasducer, comhlaí in aghaidh an tsrutha, agus bends roimh agus tar éis an phíblíne tomhais go léir ina chúis le diallais i ndáileadh treoluas sreabhadh inmheánach, rud a fhágann go mbeidh sé deacair é a chur i bhfeidhm i bpróisis tomhais iarbhír. Dá bhrí sin, tá taighde ar dháileadh treoluas sreafa aonfhoirmeach taobh istigh den chainéal sreafa thar a bheith tábhachtach.
Dearadh Struchtúrtha Méadar Sreabhadh Gáis Nádúrtha Ultrasonach
Is gléas é méadar sreabhadh gáis nádúrtha ultrasonaic a úsáideann teicneolaíocht ultrasonaic chun sreabhadh gáis a thomhas. Tá gnéithe éagsúla i gceist lena dhearadh struchtúrach agus lena thaighde ionsamhlúcháin, mar shampla dearadh braiteora, dinimic sreabhach, agus iomadú fuaimiúil. A iomlánméadar sreabhadh ultrasonaic gáisfolaíonn sé bealaí sreafa, trasduchtóirí, agus ciorcaid tomhais. Déanann an córas seo ciorcad tomhais agus dearadh clár bunaithe ar chainéil sreafa agus trasducers atá ann cheana féin.
Dearadh agus Suiteáil trasducer
De ghnáth bíonn dhá thrasduchtóir ag méadair sreafa gáis nádúrtha ultrasonaic: tarchuradóir agus glacadóir. I measc na nithe deartha tá raon minicíochta, cumhachta agus oibriúcháin an trasducer chun oiriúnú do shaintréithe éagsúla gáis. Tá tionchar tábhachtach ag suíomh suiteála na n-aistritheoirí ar thorthaí tomhais. De ghnáth, ba cheart tarchuradóirí agus glacadóirí a shocrú go siméadrach ag poist éagsúla ar an bpíblíne chun a chinntiú go bhfanann cosán iomadaithe na gcomharthaí ultrasonaic chomh haonfhoirmeach agus is féidir.
Dearadh Cainéal Sreabhán
Agus cainéal sreabhach an mhéadair gháis á dhearadh, is gá go mbeadh a fhios ag trastomhas istigh an phíblíne chun an raon sreabhadh gáis a mheaitseáil. Ba chóir go mbeadh dromchla istigh an phíblíne réidh chun cur isteach ar shreabhadh sreabhach a laghdú. Is gá freisin feistí rialaithe sreafa a dhearadh chun a chinntiú go bhfuil an treoluas sreabhán laistigh den raon intomhaiste, ag seachaint tionchar treoluas sreafa ró-tapa nó mall ar thomhas.
Cásáil sheachtrach agus Fosúchán
Agus castacht na timpeallachta oibre á gcur san áireamh, díríonn roghnú na n-ábhar cásála seachtrach ar ábhair resistant creimeadh agus ard-teocht a roghnú, amhail cruach dhosmálta nó plaistigh innealtóireachta, ar féidir leo comhpháirteanna leictreonacha inmheánacha agus trasduchtóirí a chosaint go héifeachtach. Ag an am céanna, ba cheart meicníocht iontaofa socraithe a dhearadh chun cobhsaíocht an mhéadair gháis a áirithiú faoi choinníollacha oibre ardbhrú. Ba cheart don fheiste socraithe spás suiteála agus coinníollacha comhshaoil an phíblíne a mheas.
Próiseáil Leictreach agus Comhartha
Maidir le próiseáil leictreach agus comhartha, tá dearadh córas nasc leictreachais éifeachtach chomh ríthábhachtach chun tarchur agus próiseáil comhartha cobhsaí a chinntiú, lena n-áirítear fáiltiú, próiseáil agus ríomh comharthaí ultrasonaic. Chun an difríocht ama iomadú ultrasonaic a thiontú i sonraí sreafa, ní mór na halgartaim chomhfhreagracha a dhearadh ar leithligh.
Fachtóirí Cruinneas Tomhais
Baineann cruinneas tomhais méadar sreafa gáis nádúrtha ultrasonaic le fachtóirí éagsúla, mar shampla cáilíocht braiteora, teocht chomhthimpeallach, treoluas sreabhadh gáis, comhdhéanamh gáis agus brú. Ina measc seo, tá comhghaol láidir idir cruinneas tomhais méadar sreafa gáis nádúrtha ultrasonaic agus dáileadh treoluas sreafa, rud a éilíonn gur féidir leis an dáileadh sreabhach sa phíblíne tomhais an treoluas sreafa trasna trasghearrtha an chainéil sreafa a léiriú go sásúil.
Príomhghnéithe Dearaidh
Ina theannta sin, ba cheart na fachtóirí seo a leanas a chur san áireamh i ndearadh struchtúrach bealaí sreafa méadar sreabhadh gáis nádúrtha ultrasonaic:
(1) Aimplitiúid comhartha ultrasonaic sa chainéal sreafa a mhaolú le linn athruithe ar threoluas sreafa; (2) Ba cheart go gcuirfí isteach chomh mór agus is féidir ar chomharthaí ultrasonaic athruithe ar threoluas sreafa chun réiteach tomhais an chórais a fheabhsú; (3) Caithfidh treoluas sreafa mheandarach an tsreabháin a théann tríd an bpíblíne tomhais riachtanais tomhais raon iomlán an chórais a chomhlíonadh.
Agus na fachtóirí thuas á gcomhcheangal, rinneadh an tsamhail cainéal sreabhadh méadar sreabhadh gáis nádúrtha ultrasonaic deartha agus múnlaithe ag baint úsáide as bogearraí SpaceClaim, leis an múnla a thaispeántar i bhFíor 3.31.
Fíor 3.31
Tá dhá chuid i ndearadh cainéal sreabhadh an mhéadair gháis: glacann an chuid atá ag nascadh leis an bpíblíne gáis píopa ciorclach, le toisí atá comhionann le méadar gáis scairt. Agus éifeacht machnaimh na gcomharthaí ultrasonaic á gcur san áireamh agus ceartú dáileadh treoluas sreafa a chur i bhfeidhm, glacann an chuid tomhais treoluas sreafa struchtúr cainéal sreafa dronuilleogach, le trí veain dhíreachúcháin sreafa suiteáilte taobh istigh. Tá na eite díreacha tairbheach do dháileadh aonfhoirmeach ar threoluas sreafa sreabháin. Ag an am céanna, ciallaíonn an laghdú ar thrastomhas istigh an chainéil sreafa dronuilleogach, faoi na coinníollacha treoluas sreafa inlet céanna, go dtiocfaidh an treoluas sreabhadh meandarach sa chainéal sreabhadh dronuilleogach níos tapúla, go n-ardóidh an difríocht ama idirthurais, rud a d'fhéadfadh feabhas a chur ar réiteach tomhais sreabhadh an mhéadair sreafa gáis nádúrtha ultrasonaic. Maidir leis an modh suiteála trasducers piezoelectric, chun cruinneas tomhais a áirithiú ag pointí sreafa beaga den mhéadar sreafa gáis nádúrtha ultrasonaic, is gá fad an chosáin iomadaithe a leathnú. Mar sin féin, beidh an méadú ar fhad cosáin ina chúis le caillteanas fuinnimh le linn iomadú comhartha, rud a éilíonn cothromaíocht idir cruinneas tomhais an chórais agus céim tanúcháin comhartha ó dhá ghné. Glactar le struchtúr suiteála múnlaithe AV-, agus an dá thrasduchtóir siméadrach faoi lárlíne fadaimseartha na claíocha dírithe.
Giniúint Mogall agus Cáilíocht
Sula ndéantar insamhalta dinimic sreabhach a dhéanamh, déantar oibríochtaí réamhphróiseála ar mhúnla cainéal sreabhadh méadar sreabhadh gáis nádúrtha ultrasonaic. Tar éis deisiú agus simpliú múnla a chríochnú chun soladach a fháil, baintear an réigiún sreabhach inmheánach den mhúnla agus roinntear an mogalra. Cinneann cáilíocht rannán mogalra go díreach iontaofacht agus cobhsaíocht na dtorthaí insamhalta ina dhiaidh sin. Is féidir an sreabhadh oibre líofa uiscedhíonta a úsáid chun an próiseas thuas a fheidhmiú, ag socrú an raon méide giniúna mogalra dromchla go 0.1- 4 mm, ag baint úsáide as 2 shraith líonadh bearna, ag cur braite gaireachta i bhfeidhm ar theorainneacha soladacha. Is é 0.69 skewness uasta an mhogalra roinnte dromchla, rud a léiríonn dea-chaighdeán mogalra. Ar an mbonn seo, úsáidtear mogalra toirte líonta hexahedral-polyhedral, cuirtear sraitheanna teorann leis an réigiún sreabhach, agus sroicheann cáilíocht orthogonal deiridh an mhogalra toirte 0.15. In éineacht le turgnaimh neamhspleáchais mogalra, tá comhaireamh mogalra an tsamhail a chinnfear a bheith thart ar 1.2 milliún. Taispeántar an dáileadh toirte mogaill i bhFíor 3.32.
Fíor 3.32
