Flödesrestriktioner

Flödesrestriktioner avser geometriska eller mekaniska begränsningar som minskar vätskeflödet genom ett system. Vid inkompressibelt flöde följer kontinuiteten Q = Av, så när tvärsnittsarean A minskar ökar hastigheten v genom restriktionen och ett tryckfall uppstår över området. I praktiken påverkas tryckfallet av friktion längs vägen och av eventuella förändringar i densitet vid höga hastigheter eller vid kompressibla gaser. Restriktionen kan vara en avsiktlig komponent eller uppkomma genom igensan-sättning och andra geometrier.

Vanliga exempel på flödesrestriktioner är oriferi- eller plattor, Venturi-rör, små munstycken och kapillärer samt reglerings- och avstängningsventiler som verkar som throttling-enheter. Restriktionen används för att kontrollera och begränsa flödet samt att inducera ett förutsägbart tryckfall som styr en process eller ett system. I många tillämpningar kombineras flera restriktioner för att uppnå önskade flödes- och tryckförhållanden.

Effekter och designaspekter. En restriktion introducerar ett måttligt till stort tryckfall och energiförlust, vilket kan påverka pumparbete, energiåtgång och systemets totala effektivitet. Risker vid stora tryckfall inkluderar kavitation i vätskor, erosion av material, samt ökad ljudnivå och vibrationer. Vid dimensionering beaktas önskat flöde, tillåtet tryckfall, fluidens egenskaper (viskositet, densitet), temperatur samt möjligheten till avlagringar eller blockeringar. Regelbunden underhåll är viktigt för att motverka förändringar i geometri och prestanda.

Mätning och tillämpningar. Tryckfall över en restriktion används ofta som mått på flöde och kan mätas med differentialtrycksensorer, orificemätare, venturimetri eller andra flödesmetoder. Vanliga användningsområden finns inom processindustrin, vatten- och avloppssystem, HVAC samt fordonsbränslesystem och laboratorieutrymmen där noggrann flödesreglering krävs.