La plupart des usines savent combien elles paient pour le carburant, mais pas ce qui disparaît dans la conduite de vapeur. Cet ensemble associe une plaque à orifice ISO 5167-2 à un transmetteur de pression différentielle 4-20 mA, un thermowell soudé, un transmetteur de pression statique et un ordinateur de débit, de sorte que le nombre affiché est le débit massique en t/h plutôt qu'une perte de charge non corrigée qui varie avec la charge.

La vapeur est achetée et consommée en masse, pourtant presque tous les éléments de débit mesurent le volume ou la vitesse. Lorsque la pression de la conduite s'affaisse lors d'un changement d'équipe ou qu'un gros consommateur se déconnecte, le même débit volumique transporte moins d'énergie mesurable. Non compensée, la valeur dans le DCS dérive silencieusement, et chaque KPI basé sur elle dérive aussi : efficacité de la chaudière, coût de la vapeur par tonne de produit, la référence énergétique ISO 50001. C'est la raison pratique pour installer un ensemble d'orifices compensé sur la conduite avant de dépenser pour quelque chose de plus élaboré.

Le fluide accélère à travers un alésage concentrique usiné dans une plaque plate, et la différence de pression statique à travers la plaque suit le carré du débit : qm = C x epsilon x (pi/4)d2 / sqrt(1 - beta4) x sqrt(2 x DP x rho1). En raison de cette loi du carré, la partie basse de la plage est régie par la stabilité du zéro du transmetteur et l'extraction de la racine carrée, et non par la plaque. Le dimensionnement de l'alésage pour le point de charge normal plutôt que maximal est ce qui rend un rapport de 3:1 réaliste.

Là où la conduite fonctionne en continu et où l'énergie perdue à travers la plaque est plus importante que le coût de la tuyauterie, un débitmètre Venturi est le meilleur compromis, car son cône graduel récupère la majeure partie de la pression que la plaque dissiperait. Sur des conduites courtes, humides ou légèrement sales, un Débitmètre V-cone maintient son coefficient là où le bord d'une plaque plate s'éroderait, et pour une simple indication sur l'air ou l'azote de l'usine, une plaque à orifice standard en acier inoxydable dans un anneau de support reste la solution la moins chère.

Pour la vapeur, la compensation réside dans deux termes. Le facteur d'expansibilité epsilon (0,93-0,99) corrige la compressibilité à travers la plaque, et la densité amont rho1 provient des tables de vapeur en utilisant la pression et la température mesurées. L'ordinateur de débit évalue les deux à chaque scan et rapporte directement le débit massique, c'est pourquoi une plaque plus un transmetteur plus deux capteurs se comportent comme un débitmètre massique alors qu'un seul d'entre eux ne le fait pas.

La plaque elle-même n'a pas de pièces mobiles, donc la seule chose qui se dégrade est le bord d'attaque. Carré, net, sans bavure, avec l'alésage maintenu à plus ou moins 0,05 mm et le rayon du bord inférieur à 0,05 mm, ce bord est l'instrument entier. Tout le reste dans l'ensemble existe pour protéger les conditions dans lesquelles son coefficient de décharge reste valide.

Aucun élément unique ne gagne sur toutes les conduites. Le tableau ci-dessous compare cet ensemble d'orifices compensés avec les alternatives de pression différentielle que nous fabriquons le plus souvent pour le service vapeur, de sorte que le compromis est visible avant de demander un dessin.

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