Basınca bağlı olarak sabit çapta debi hesaplama

[Mucit23]

Selamlar

Önceki uğraşımdan tamamen farklı bir konu olduğu için yeni bir konu açma gereği duydum. Sabit çaptaki bir borunun içinden geçen hava miktarını hesaplamam lazım.

En son bu konu üzerinde çalışıyordum. https://www.picproje.org/index.php/topic,60087.msg464912/topicseen.html#msg464912

Debi ölçümünde problemlerim var. Oradaki linkte @Klein bana bernoulli denklemlerini önermişti.
http://www.incendustri.com.tr/faydali-bilgiler-pdf/bernoulli-denklemi-ve-debi-olcumu.pdf
Ama bernoulli araştırdığım kadarıyla sıkıştırılamayan akışkanlar için bu denklemi yazmış. Dolayısıyla işimi görmüyor.

Bunun için bayağı araştırma yaptım ama nasıl hesaplayacağımı henüz anlayabilmiş değilim. Benim elimde sadece mbar cinsinden basınç değeri var. Buna dayanarak geçen hava miktarını nasıl hesaplarım?

[engerex]

 Pitot tüpünü bir incele.

[Maxim]

MAF sensoru iş görmezmi?
https://www.boschautoparts.com/documents/11100/0/0/ce2fd1ff-5500-401e-8b11-1967720251e3

[trgtylcnky]

Bernoulli sıkıştırılamayan akışkan değil de sıkıştırılamayan akış için geçerlidir. Yani küçük bir hava kütlesinin izlediği yol boyunca basınç değiştiği halde havanın özkütlesinin değişmediğini varsayabilirseniz bernoulli kullanılabilir. Uçaklarda filan bu yöntemle hesaplanıyor. Eğer sıkıştırılabilir akışsa zaten onu hesaplamak çok zor diye biliyorum.

[DaRt]

Hocam tek noktadan basınç ölçerek her boru sisteminin hava debisi bulunamaz. Sistemini bilmiyorum ancak şöyle basit bir sistem düşünelim. Bir basınçlı hava kaynağı (blower), bir boru, boru üzerinde basınç sensörü ve borunun ucunda vana. Vanayı kıstığımızda boru içi basıncı artacak ve blower zorlanmadan dolayı daha az hava basacak yani debi azalacak. Bu sistemde blowerın basınca bağlı kapasite eğrisinden tek noktadan basınç ölçülerek yaklaşık olarak debi tayini yapılabilir ancak yine de çok sağlıklı olmaz. Bir başka sistemde ise Hava kaynağından çıkan boru ikiye ayrılıp ayrı ayrı vana ile kontrol edildiğinde hatlardan birinin vanasının kısılması durumunda artacak boru içi basıncına karşı kısılan vana tarafındaki debi azalacaktır. Ancak ne kadar azaldığı diğer hattaki vananın açıklık durumu ile ilgili olacağından bu sistemde tek basınç ölçümü ile debi tayini yapılamaz. Yapılması gereken debisi ölçülecek hatta bir orifis plakası koyup orifis kesit daralma noktasına ve öncesine basınç sensörü koyup basınç farkından debiyi hesaplamaktır. Aşağıdaki linkteki gibi.

http://www.rst-elektronik.com/orifis-debimetreler/orifis-tip-debimetre-foft

[Mucit23]

Arkadaşlar bu konuyu tekrar gündeme getirmem gerekti.

En son bu konuya yazdığımda basınç sensörünün çıkışındaki sinyali yükseltme ile ilgili problemler vardı. Onların büyük bir kısmı çözüldü sayılır. Şimdi debi hesabına tekrar bakmam lazım. Şuanda ADC'den okuduğum ham sensör verileri elimde var.

Normalde kullandığım sensör 12V ile besleniyorken 4inH2O basınçta 40mv gerilim üreteceğiniz yazıyor aşağıdaki pdf'te
http://sensing.honeywell.com/honeywell-sensing-xcx-xcxl-silicon-pressure-sensors-product-sheet-008047-3-en.pdf?name=XCXL004DNC

Fakat ben 5V ile beslediğim için 4inH2O basınçta 40mv gerilim alamayacağım konusunda @sadogan @Salih hocam beni uyarmıştı.
https://www.picproje.org/index.php/topic,60087.msg464838.html#msg464838

Bu durumda ben nasıl oran kuracağım orada kafam karıştı. Aynı sensör 5V ile besleniyorken aynı basınçta çıkış geriliminin oran kurarak 16.66mv olduğunu söyleyebilirmiyim?

2. Olarak debi hesaplama konusunda sıkıntım çok büyük. Bu konuda daha önce bernoulli denklemlerini önermişlerdi fakat bu denklemleri benim elimdeki yapı ile ilişkilendiremedim. Çünkü okuduğum pdflerde bernoulli denklemleri sıvılar için kullanılmış.

Benim elimdeki sisteme göre havanın debisini nasıl ölçerim? Şuan önümdeki en büyük problem doğru bir şekilde debi ölçmek

[drmp]

mucit kardeşim   dart  çözümü söylemiş       debi hesabı orifis ler le veya kısaca 2 tane basınc sensoru kolaylıklan yapılabilir

http://eng.harran.edu.tr/~hbulut/5akis.pdf

çalıştığım santralde  buhar debisi  bu yöntemle ölçülüyor   ton/saat

[engerex]

Pitot tüpünü bir incele.

[Mucit23]

Selamlar,

Kusura bakmayın arkadaşlar aynı anda 2-3 farklı iş ile uğraştığımdan arada sürekli kopukluklar oluşuyor. Bu konuyu araştırıyorum hala. Birçok ölçüm yöntemini inceledim. Benim elimdeki sistem en çok diyafram(orifis) ile ölçüme benziyor. Fakat benim sensörde ölçüm yapılan kısımda genişleme var. Normalde Orifis plakasında D/2 oranda ortası delik bir diyafram yerleştirilir. Normalde Boru çapı diyaframın çapının genellikle 2 katı olur.

Burada biraz işler karışıyor gibi. 

[engerex]

Orifis plakası gazları bilmiyorum ama sıvılarda kullanılıyor. Çap oranı ise değişken olabiliyor. Sensör hassasiyeti, istenilen hassasiyete göre oran belirlenebilir. Zaten ilgili formülde verilenleri girdiğinde bir çok şey ortaya çıkıyor.

[Mucit23]

Evet sağolun şuan orifisten faydalanarak bir hesap yaptım. Şonuç olarak ilk önce m/sn cinsinden havanın hızını buldum. Daha sonra havanın aktığı borunun çapını metrekare cinsinden hız ile çarpıp m3/sn cinsinden debiyi hesapladım. Değer oldukça küçük çıktı. Sonra bunu tekrar 1000 ile çarpıp litreye çevirdim. Şuanda Litre/Saniye cinsinden bir değer elde ediyorum. Yalnız doğruluğundan emin değilim. Doğruluk için en sonda kalibrasyon yapacağım. Fakat gelen değerleri incelediğimde akla yatkın değerler olduğunu görüyorum.

Son olarak geçen havanın toplam hacmini bulmam lazım burada birşey aklıma takıldı.
Geçen havanın toplam hacmini bulmak için anlık geçen litre/saniye cinsinden debiyi zaman ile çarpmam gerekiyor. Örneğin 1 sn aralıklarla ölçüm yapılıyor ise ve ölçülen değer örneğin litre/saniye cinsinden bir değer ise her saniye alınan değerleri doğrudan toplamak yeterli diye biliyorum. Fakat ben timer ile 100ms sabit aralıklarla ölçüm alıyorum. Bu durumda her 100ms aralıklarla okuduğum Litre/saniye cinsinden değeri 10'a bölüp kullanmam gerekiyor değilmi? Yani her 100ms sonunda okuduğum Litre/Saniye değerini 10'a bölüp Toplam hacim değişkenine eklemem gerekiyor galiba doğrumudur?

[engerex]

 Evet basit olarak her bu şekilde. Ancak daha doğru ölçüm için (deger1 + deger2 + ... + deger10) / 2 işleminden daha karmaşık bir işlem olduğunu düşünüyorum. Bu basit işlemde deger1 den deger2'ye geçişte 100ms boyunca değerin sabit olduğu ve deger2 okundugu zaman bir anda degerin değiştiğini düşünüyoruz. Gerçekte elbet böyle değil. Bunun nasıl hesaplandığını bende öğrenmek isterim.  Bu ne kadar fark yaratır? Belki %1-%5. Ancak sensörden kaynaklanan + tasarımdan kaynaklanan + hesaplamadan kaynaklanan + + derken hata oranı yüksek olabilir.

[Mucit23]

Hocam dediğinizi anladım. 100Ms içerisinde değer 100 defa değişebilir diyorsunuz yani. Ama ben 100 defa değişen değerin ortalamasını alıyorum. Bu yanlış bir yaklaşım sanırım. Hata oranının şuanda çok yüksek olacağını düşünüyorum. Bunun için birkaç çeşit debimetre ile karşılaştırma yapmam gerek. Aslında elimde birde rüzgar hızı ölçen pervaneli anemometrelerden var. M/s cinsinden içinden geçen havanın hızını gösteriyor. Değerlerin doğrulu açısından fikir vermesi için elimdeki sensörün hava çıkışını o anemometreye bağlayıp karşılaştırma yapacağım.

Şimdi şuanda benim yaptığım sistem şudur. Toplam geçen hava miktarını ölçmek için ölçmeye başladığım andan itibaren zamanı ölçmeye başlıyorum. Bu sırada her 100 ms sonunda bir değişkene anlık geçen Litre/sn cinsinden debiyi 10'a bölüp değişkene ekliyorum. Elimde bu iki veri var. Zamanı tutuyorum ama zamanla nasıl ilişkilendirecem onu anlamadım.

 

[trgtylcnky]

Hocam, değerleri zamana bağlı olarak kaydediyorsanız trapezoidal integral alabilirsiniz. Bu biraz daha doğru sonuç verir. siz 100 ms boyunca sabit kaldığını varsayıyorsunuz, trapezoidal integral iki ardışık değerin arasını lineer olarak düşünüyor. Yani 100 ms zaman aralığıyla ölçüyorsanız,
V = (  (a(1)+a(2))/2 + (a(2)+a(3))/2 + ... + (a(n-1)+a(n))/2   )*0.1
a: akış hızı litre/saniye