Jak regulovat nízký průtok kapalin 3/5

V první části naší série o nízkých průtocích jsme si řekli, co přesně jsou nízké a ultra nízké průtoky. V té druhé části jsme se podělili o rady a doporučení, jak optimalizovat váš systém s nízkým průtokem. V této části se zaměříme na případy, kdy používáme jako zdroj kapaliny tlakovou nádobu.

LIQUI-FLOW regulátor průtoku a průtokoměr

Stabilní průtok kapalin

Už v článku Jak vybrat průtokoměr? jsme si říkali, jak důležitým faktorem je vstupní tlak ve vztahu k průtoku. Zatím co plyn, který je stlačitelný a může mít tlumící efekt na výkyvy v tlaku, kapalina je téměř nestlačitelná a výkyvy pošle dál do systému. Průtokoměry Bronkhorst do určité míry výkyvy tlumit dovedou, ale pokud jsou moc silné, projeví se to negativně na stabilitě průtoku.

Nejvíc se hodí dvě metody, buď použití tlakové nádoby, kde se používá plyn k natlakování kapaliny nebo čerpadlo. Kterou metodu zvolíte záleží hlavně na infrastruktuře, která je vám dostupná.

Tlaková nádoba

Jednoduchá, levná volba, která neobsahuje žádné pohyblivé části. Hodí se i na těkavé látky. Nevýhodou je, že může docházet k rozpouštění plynu do kapaliny, což negativně ovlivňuje stálost průtoku.

Čerpadlo

Výhodou je zamezení kontaktu plynu s kapalinou, což zvyšuje stabilitu průtoku. Čerpadlo ovšem obsahuje pohyblivé části, které mohou být citlivé na opotřebení, navíc bývá většinou dražší než tlaková nádoba.

Často záleží na objemu dávkované kapaliny, tlaku a způsobu aplikace. Pro laboratorní použití se běžně k natlakování systému používá inertní helium, zatím co ve velkým provozech vychází lépe použít čerpadlo.

Jak se vypořádat s rozpuštěným plynem

Při používání tlakové nádoby je největším problémem minimalizace rozpouštění plynu do kapaliny. Čím méně plynu přijde do kontaktu s kapalinou, tím lépe. Henryho zákon říká, že množství rozpuštěného plynu v kapalině je přímo úměrné tlaku plynu, který je v přímém kontaktu s kapalinou. Zákon se nám v praxi projeví tak, že v místě s vyšším tlakem se nám do kapaliny rozpustí plyn, ten potom teče s kapalinou dále a v místě, kde tlak klesne se uvolní ve formě bublinek. Rozpustnost plynu ve vodě se snižuje také se stoupající teplotou.

Doporučujeme proto snažit se zachovat co nejnižší tlakový spád v celém procesu.

Volba tlakové nádoby

Pokud používáme pro natlakování plyn, je důležité zajistit, aby se plyn nedostal do přímého kontaktu s kapalinou. Nejvhodnější je použít tlakovou nádobu s membránou, která fyzicky oddělí plyn od kapaliny. Na podobném principu fungují expanzní nádoby v topných systémech.

Použití plynů s nízkou rozpustností

V případě, že se nedá zabránit přímému kontaktu plynu s kapalinou, lze rozpouštění řešit několika způsoby. Helium jako inertní plyn je jedno z nejjednodušších řešení  pro kapaliny na bázi vody, popřípadě lze použít dusík. Snažte se aplikovat co nejnižší potřebný tlak. Může pomoci umístit nádobu s kapalinou výš než je průtokoměr a využít gravitace, čímž snížíme požadovaný tlak.

Použití odplyňovače

Odplyňovač je zařízení s porézní hadičkou, kolem které je vytvořené vakuum, což způsobuje, že je plyn vytažen z kapaliny proudící uvnitř. Standardní odplyňovače fungují dobře s kapalinami na bázi vody. Použití odplyňovače záleží na typu aplikace, ale doporučujeme jej používat pro průtoky nižší než 50 g/h. Obzvláště v měřeních a regulacích, kde mohou bublinky způsobit větší nepřesnosti a je třeba co nejvyšší stabilita.  Ač je odplyňovač drahé řešení, doporučujeme jej používat v situacích, kdy máte omezené množství kapaliny nebo je kapalina drahá a je třeba zamezit jakémukoli plýtvání.

Odvzdušňovací ventil nebo vyrovnávací tlaková nádoba

Pokud je kolísání tlaku moc rychlé pro regulátor, lze omezit kolísání tlaku zavedením odvzdušňovacího ventilu nebo vyrovnávací tlakové nádoby mezi regulátor tlaku a nádobu s kapalinou.

Řešení koroze svařovaných dílů

Pro práci s kapalinami na bázi vody doporučujeme zařízení z pasivované oceli, jako prevenci před korozí, obzvláště u svařovaných dílů. U organických rozpouštědel jako jsou methanol, toluen nebo aceton nebývá koroze problém. Je také třeba zvolit dostatečně velkou tlakovou nádobu, čímž se omezí odstávka potřebná k doplnění nádoby.

V předposlední čtvrté části si ukážeme,  jak místo tlakové nádoby vybrat vhodné čerpadlo, které bude generovat stabilní vstupní tlak. Co je regulovaná smyčka a jak pomoci ní, zabezpečit stabilním průtok.

Kam dál?

Můžete si přečíst související články Jak regulovat nízký průtok kapalin 1/5, Jak regulovat nízký průtok kapalin 2/5, Jak regulovat nízký průtok kapalin 4/5, Jak vybrat průtokoměr?, nebo se podívat na naše další články, případně si projít kategorie související s tímto článkem (Měření a regulace průtoku, Průtokoměry a regulátory průtoku kapalin), nebo si prohlédnout relevantní produkty (LIQUI-FLOW, termický kapalinový průtokoměr, mini CORI-FLOW ML120, Coriolis pro nejmenší průtoky). Bližší informace a výpis všech výrobků najdete na stránkách výrobce Bronkhorst.

Pokud budete potřebovat více informací, nebo byste nám rádi něco sdělili, neváhejte kontaktovat přímo našeho specialistu, ať už přes formulář, nebo emailem.

Odeslat dotaz produktovému specialistovi

Jan Veleba
produktový specialista

+420 775 757 218
jveleba@dex.cz

Outlook vizitka | vCard vizitka

[červeně označené položky jsou povinné]
Jméno

Firma

IČ

e-mail

Telefon

Vaše zpráva

Které z čísel je menší, 5 nebo 20?

nesouhlas s odesláním