مبينات الضغط

 

الضغط

الضغط : يعبر عنه بالقوة الواقعه على مساحة مقطع

P= F/A

where ; P – الضغط , F – القوة , A – مساحة المقطع

ويعبر عنه ايضا بالضغط الهيدرستاتيكي

P = ρgh

ويستخدم لقياس المنسوب h

where ; ρ – الكثافة in (Kg/m³)

g - عجلة الجاذبيه (9.8 m/ s²)

h - ارتفاع عمود السائل (m)

اشهر وحدات الضغط والعلاقة بينهم

atmospheric pressure

1 bar=100,000 Pa

= 14.7 PSI(pound /inch²)

= 10200 mm H2o

= 29 inHg

انواع الضغوط

1) Gauge pressure

يقوم باهمال الضغط الجوي

بمعنى اخر لا يدخل الضغط الجوي في حساباته

مثال : لو وضعنا مبين ضغط في الغرفة بدون تطبيق اي ضغط عليه نجد ان المؤشر يقف عند الضغط( صفر ) اي انه لا يقرأ اي ضغط محيط

2)Absolute pressure

يقوم بقياس الضغط الجوي ا بار

بمعنى انه يدخل الضغط الجوي في حساباته

مثال لو وضعنا مبين ضغط من نوع absolute pressure

لو وضعناه في الهواء بلا ضغط مطبق عليه نجد ان المؤشر عند (1 BAR) او(14.7 PSI) حسب تدريج المبين

وعندما يطبق علية ضغط في الاتجاه السالب(vacuum) يذهب المؤشر الى ان يصل الى (0)

3)Differential pressure

في هذه الحالة يكون دخل الجهاز ضغطين P1,P2

يقيس الجهاز الفرق بين الضغطين ويدخل هذا الناتج مباشرتاً في حساب المنسوب

او اختبار صلاحية الفلاتر بقياس الضغط قبله وبعده وحساب الفرق في الضغط

او ممكن يوضع فرق الضغط تحت الجزر التربيعي لقياس معدل السريان بالاستعانه معه بقياس الضغط والحراره للحساب النهائي لمعدل السريان

اول عنصر يواجه الضغط ويتأثر به في جهاز الضغط ممكن ان يكون

1)Bourdon Tube

2) Diaphragm

3) Capsule

4)Bellow

الاختيار الاول هو Bourdon tube

يستخدم هذا النوع في الضغوط المتوسطة والعالية

يبدأ من رينج من (صفر : ٦٠٠ ميللي بار)

ويصل الى رينج من (صفر : ٧٠٠٠ بار )

1bar=1000 mbar

انواعه

1) Bourdon tube types

A) C-shaped

B) Spiral

C) Helical

A) C-shaped

اشهر انواع ال bourdon tube واكثرها استخداما يغطي اكثر الرينجات المستخدمه في الصناعه سواء ضغط في الاتجاه الموجب او السالب ( تفريغ)

من (صفر : ١ بار )

ومن (صفر : ١٣٦٠ بار )

B) Spiral bourdon tube sensor

يستخدم في الرينجات الصغيره نسبيا من (0:10 )PSI ما يعني

0: 0.6 BAR

اكثر حساسية واكثر دقه من الC-shaped

ويستخدم ايضا في قياس الضغط في الاتجاه الموجب والسالب (تفريغ)

Ranges

 low as 10 PSI

C) Helical

يستخدم هذا النوع مع الضغوط المتوسطه والعاليه جدا

مميزاته :

اكثر دقة واكثر حساسية من الC-shaped

يتميز ايضا بحماية ضد ارتفاع الضغط اكثر من الرينج الذي يعمل عليه مثلا اذا كان رينج العمل يصل الى 1000 PSI

وله حماية 10 X

هذا يعني انه يتحمل حتى عشر اضعاف الرينج اي الى 10000 PSI دون ان يتلف

عيوبه:

ارتفاع سعره

 مدى القياس

 (2 bar : 5000 bar)

ليس مناسبا لقياس ضغوط السوائل الحرجة ( الكيميائية على سبيل المثال)

لماذا؟

لدخول المائع الى داخل الBourdon tube هذا يعني انه لايجب ان يتعامل مع السؤال الحرجه وايضا لا يتعامل مع الضغوط الصغيره ولا يحتوى في الاغلب على حماية من زيادة الضغط

لذا وجب ظهور البديل

وكان الاختيار الاول هو ال Bourdon tube

لمميزاته

* تغطية غالبية رينجات القياس من (٦٠٠ مييلي بار : ٧٠٠٠ بار )

* سعره رخيص نسبيا

* بساطة فكرة عمله

* تغطيته للرينجات الكبيره بامان

ولكنه كان يواجه بعض العيوب

* لا يستخدم في الضغوط الصغيره جدا

* لا يستخدم مع المواد الحرجة نظرا لدخول هذه المواد داخله

* لا يوجد حماية ضد زيادة الضغط عن حد القياس الاقصى

لذا وجب وجود بديل يغجي هذه العيوب وهو

2) Diaphragm

بوجود حائل بين الاجزاء الداخليه لجهاز الضغط وضغط المائع المراد قياسه ونقل الضغط غبر وسيط (link) للمؤشر

جاء هذا الاختيار ليغطي العيوب الثلاثة للBourdon tube

مميزات الديفرام

• اكثر دقة
• اقل تأثر بالاهتزازات
• مناسب للضغوط المنخفضه

0 :16 mbar and 0 :40 bar

• به حماية من تخطى مدى الضغط (5x ,10x) .
• يتعامل مع السوائل الحرجة

3-Capsule pressure gauges

عباره عن تجمع ٢ ديفرام واحد مواجه للماده المقاسه والاخر ينقل الحركه للمؤشر

يستخدم في قياسات الضغط المنخفضه والمنخفضه جدا تصل الى 2.5 mbar

4-Bellow

اشبه بالآله الموسيقيه الاوكرديون

اكثر حساسية

bourdon gauges .

مناسب للضغوط الصغيرة 40 mm Hg (50 mbar)

منخفض السعر

عيوبة : ليس مناسب للضغوط العالية

الان نتكلم عن كيفية اختيار مبين الضغط

٧ خطوات نهتم بيهم واحنا بنشتري المبين الجديد

1. الدقة
2. الحجم
3. طريقة التثبيت
4. البيئة المحيطه
5. حجم وصلات التثبيت
6. المرفقات
7. المدى

1- الدقة

يعني لو اشترينا مبين (١٠٠ بار )دقته (١ %)

معناه ان نسبة الخطأ في المبين ده ( ١% )موجب او سالب من ال ١٠٠ بار

يعني لو وضعته تحت ضغط ١٠٠ بار ممكن يقرا من ٩٩بار الى ١٠١ بار

طيب النسبه دي مقبوله ولا لا ؟

على حسب انت هتستخدمه ف ايه ؟

يعني لو هتسخدمه في قياس مهم جدا او هتستخدمه في معايرة الاجهزه يبقى نسبة الدقة دي مش مقبوله

النسب المقبوله في المعايرات من (0.1% : 0.25%)

• مبيانات المعايرة : 0.25% : 0.10% الدقة.

لو هتستخدمه في حاجه مهمه يبقى تجيبه بدقة 0.5 %

لو الاستخدام العادي 1%

لو الاستخدام الاقتصادي يعني القياس دقته مش فارقه معاك قوي اشتريه 2%

طبعا كل ما الدقة تبقى كويسه كل ما سعره هيبقى اغلى

• التطبيقات المهمه : 0.5% الدقة.

• التطبيقات الصناعية العادية: 1.0% الدقة.

• التطبيقات الصناعية الاقل اهمية : 2.0% الدقة

2- الحجم

حجم القراءة للمبين وده برده مهم عشان اعتبارات كتيره منها

*المساحات المتوفره عندك عشان يركب فيها المبين

*كل ما المبين حجمه يكبر كل ما القراءات تبقى اوضح

*اوقات مكان المبين بيبقى بعيد عن المسئول عن اخذ القراءات في الحاله دي لازم تجيب المبين حجمه كبير عشان يعرف يشوف القراءات من بعيد

Range from 1.5″ (40 mm) to 10″ (250 mm).

في الاغلب

3-طريقة التثبيت

مكان وصلة الضغط

• Lower/bottom connection

• Center back connection

• Lower back connection

• Panel mount – U-clamp or front flange

على حسب المكان اللي هيركب فيه

4- البيئة المحيطة

البيئة الخارجية والوسط الل هيركب عليه المبين

هيركب على خط مياه ولا غاز ولا مازوت

هيتعرض لاهتزازات ولا صدمات ضغط مثلا الضغط هيتغير من صفر الى max فجأة

بناءا على كده هنختار مادة التصنيع الخارجيه

وهنختار مادة التصنيع الداخليه

•

مثلا brass alloy مكونه من النحاس والزنك

ودي في المبينات الرخيصه عشان مش هتتعرض لدرجة حراره عاليه اخرها ٦٠ درجه ومش هتتعرض لوسط ممكن يسبب تآكل للمعدن (لا تصلح مع المياه)

او نختار ستانليس ودي بتتحمل درجه حراره تصل الى ٢٠٠ درجه لو هيبقى في دخول مباشر للماده اللي بنقيس ضغطها على الاجزاء الداخليه لمبين Bourdon tube

وهي بالطبع افضل من الbrass عشان درجة الحراره ومش هيحصلها corrosion تآكل من الصدا

لو الوسط في اهتزازات هتحتاج لمبين فيه سيليكون عشان يحميه من الاهتزازات متكسرش المؤشر وكمان عشان تعرف تاخد القراءة بدقه

بس متنساش تتأكد ان السيليكون مفيش معاه هواء محبوس

طب اذاي ؟

وده بإنك هتلاقي المؤشر عند صفر في حالة ان مفيش عليه ضغط لو لقيت المؤشر مش موجود عالصفر يبقى تفرغ المبين من الهواء

•السائل مانع الاهتزازات

glycerin ( vibration)

5- حجم الوصلات

الاكثر انتشارا المقاس

” NPT ” ¼NPT½

    (NPT) standards : National Pipe Thread  

6 - المرفقات

مثل

السيفون Syphon

استخدامه :

يستخدم السيفون لحماية مبين الضغط

Pressure Gauge

من تأثير المواد عالية الحرارة المراد قياس ضغطها

مثل بخار الماء Steam وذلك عن طريق سماح السيفون Syphon بتكثف بخار الماء وتجميعه داخل السيفون

مما يعمل علي منع حدوث تلامس مباشر بين جهاز قياس الضغط والمادة الساخنة

(مثل جميع الأبخرة الساخنة وليس فقط البخار)

وكذلك حمايته من قفزات الضغط المفاجئة

انواعه :

نوع دائري ( يستخدم في حالة التركيب الرأسي للجهاز على خط pipe line افقي ) وله نوعان :

سيفون ملف Coil .

سيفون ضفيرة Pigtail

نوع على شكل حرف U ( يستخدم في حالة التركيب الأفقي لجهاز قياس الضغط علي خط رأسي Vertical Pipeline)

7- مدى القراءة

كيف نختار مدى قراءة المبين ونسبتها الى القيمة المطلوب قياسها

نجعل القيمة المراد قياسها ما بين 25% الى 75 %

يمكن وضعها 50% من قيمة المبين

بمعنى لو عندي ضغط على خط 50 بار اشتري مبين 100 بار