Uma placa de orifício de restrição é um componente de estrutura simples, mas crucial, em sistemas industriais de controle de fluidos. É usada principalmente para controlar a taxa de fluxo de fluidos, reduzir a pressão do fluido ou obter a entrega quantitativa de fluidos.
Com vantagens como baixo custo, estrutura compacta e fácil manutenção, é amplamente aplicada em inúmeros campos industriais, incluindo petróleo, engenharia química, energia elétrica, metalurgia e tratamento de água.
Uma placa de orifício de restrição é um dispositivo de estrangulamento instalado em um sistema de tubulação, geralmente composto por uma placa de metal com um orifício de tamanho específico. Sua estrutura principal é a própria placa de orifício. A forma, o tamanho da placa de orifício e seu método de conexão com a tubulação são projetados com base nas condições de trabalho específicas e nas características do fluido.
Para uma placa de orifício com um diâmetro de furo específico, quando há uma certa diferença de pressão através da placa de orifício, a taxa de fluxo do fluido que passa pela placa de orifício aumenta à medida que a diferença de pressão aumenta. No entanto, quando a diferença de pressão excede um valor específico (ou seja, a diferença de pressão crítica) e a velocidade do fluxo atinge a velocidade do som, a taxa de fluxo através da placa de orifício não aumentará mais com o aumento da diferença de pressão. É com base neste princípio que a placa de orifício de restrição limita a taxa de fluxo do fluido e reduz a pressão.
- Estrutura simples: A placa de orifício de restrição tem uma estrutura relativamente simples, consistindo em apenas alguns componentes. Seu processo de fabricação é direto e o custo é baixo.
- Fácil instalação e manutenção: Seu método de instalação é simples. Seja conexão por flange ou conexão por solda, a construção é conveniente. Durante a manutenção, se ocorrerem problemas, a substituição ou reparo é relativamente fácil, sem a necessidade de ferramentas e tecnologias complexas.
- Ampla gama de aplicações: Pode ser aplicada a vários meios fluidos (líquidos, gases, vapor, etc.) e diferentes faixas de pressão e temperatura de trabalho, e pode funcionar em vários cenários industriais.
- Sem peças móveis: Ao contrário das válvulas, a placa de orifício de restrição não possui peças móveis. Portanto, não há problemas de falha causados por desgaste de componentes, emperramento, etc. Possui alta confiabilidade e longa vida útil.
- Faixa de ajuste de fluxo limitada: O diâmetro do furo da placa de orifício de restrição é fixo. Uma vez projetado e fabricado, a faixa de fluxo que pode controlar é basicamente determinada. Não pode realizar o ajuste contínuo do fluxo como uma válvula de controle, por isso tem pouca adaptabilidade a condições de trabalho com grandes mudanças de fluxo.
- Grande perda de pressão: Devido ao efeito de estrangulamento gerado quando o fluido passa pela placa de orifício de restrição, ocorrerá uma certa perda de pressão. Em alguns sistemas sensíveis à perda de pressão, isso pode aumentar o consumo de energia.
- Sensibilidade às propriedades do fluido: Quando as propriedades do fluido (como viscosidade, densidade, etc.) mudam, o efeito de restrição de fluxo da placa de orifício de restrição será afetado em certa medida, o que pode fazer com que a taxa de fluxo se desvie do valor esperado.
- Fácil de ser bloqueado: Para fluidos contendo muitas partículas sólidas e impurezas, o orifício da placa de orifício de restrição é facilmente bloqueado, o que afeta sua operação normal e requer limpeza e manutenção frequentes.
As principais funções de uma placa de orifício de restrição são limitar a taxa de fluxo e reduzir a pressão, por isso pode ser usada nas seguintes ocasiões:
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Ocasiões de redução de pressão de material de processo
Quando os materiais do processo fluem de uma área de alta pressão para uma área de baixa pressão, a placa de orifício de restrição pode controlar a queda de pressão. Ao instalar a placa de orifício de restrição, a pressão do material pode ser reduzida passo a passo para atender aos requisitos de pressão de operação. A placa de orifício de restrição é relativamente simples, confiável e de baixo custo, por isso tem mais vantagens do que alguns dispositivos complexos de redução de pressão em tais ocasiões.
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Ocasiões de proteção de válvulas
Quando uma grande queda de pressão é necessária entre a montante e a jusante da válvula na tubulação, o fluido causará erosão severa na válvula. Se o estrangulamento através da placa de orifício não gerar fase gasosa, conectar a placa de orifício em série na montante da válvula pode efetivamente reduzir o impacto do fluido na válvula.
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Ocasiões de circulação contínua de pequeno fluxo
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Tubulação de lavagem da bomba: Em equipamentos químicos, algumas peças, como a vedação mecânica da bomba, exigem fluido de lavagem contínua para evitar vazamento do meio e danos à vedação. A placa de orifício de restrição pode garantir o fornecimento estável de fluido de lavagem a uma pequena taxa de fluxo. Após instalar a placa de orifício de restrição, uma quantidade apropriada de fluido de lavagem pode ser fornecida, o que não apenas garante o efeito de resfriamento e lavagem da vedação, mas também não tem um impacto adverso na operação da bomba.
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Tubulação de desvio da bomba de reserva a quente: Em um sistema com uma bomba de reserva, um certo fluxo de desvio é necessário para manter a bomba de reserva em estado de reserva a quente. A placa de orifício de restrição pode controlar este fluxo de desvio para garantir que a bomba de reserva possa ser colocada em uso a qualquer momento.
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Tubo de amostragem analítica: Ao analisar a composição do fluido do processo, o tubo de amostragem analítica requer um fluxo de amostra pequeno e contínuo. A placa de orifício de restrição pode controlar com precisão a taxa de fluxo da amostra.
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Ocasiões de redução de pressão e redução de ruído ou redução de desgaste
No sistema de ventilação, a queda de pressão repentina pode produzir ruído enorme. Ao instalar a placa de orifício de restrição, a pressão do fluido pode ser reduzida passo a passo, o que pode efetivamente reduzir o ruído e o desgaste.
As normas relacionadas às placas de orifício de restrição podem ser consultadas: HG/T 20570.15 Configuração de Placas de Orifício de Restrição de Tubulação, GB/T 2624.2-2006 Medição do Fluxo de Fluido em Condutos Fechados Usando Dispositivos de Pressão Diferencial Instalados em Condutos de Seção Transversal Circular - Parte 2: Placas de Orifício, e ISO 5167.
As placas de orifício de restrição e as placas de orifício de estrangulamento têm certas semelhanças na estrutura, pois ambas controlam o fluido alterando a seção transversal do fluxo. No entanto, seus propósitos de projeto são diferentes: as placas de orifício de restrição se concentram principalmente em limitar a taxa de fluxo e reduzir a pressão, enquanto as placas de orifício de estrangulamento são mais usadas para medição de fluxo, calculando a taxa de fluxo do fluido medindo a diferença de pressão através da placa de orifício.
Além disso, em termos de projeto estrutural e requisitos de precisão, as placas de orifício de estrangulamento são geralmente mais exigentes do que as placas de orifício de restrição para garantir a precisão da medição.
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