แผ่นออริฟิส (orifice plate) เป็นอุปกรณ์ใช้วัดการไหล ของของไหล โดยวัดการไหลได้ทั้งของเหลวและก๊าซ นิยมนำมาใช้งานเนื่องจากมีโครงสร้างที่ง่าย ราคาถูก สะดวกในการติดตั้งและการบำรุงรักษา แข็งแรงทนทาน และให้ค่าการวัดที่ถูกต้องแม่นยำ

แผ่นออริฟิสแบ่งออกเป็น 3 รูปแบบ ได้แก่ ออริฟิสแบบจุดศูนย์กลางเดียวกัน (concentric orifice)
(รูปที่ 1 ก) ออริฟิสแบบเยื้องศูนย์ (eccentric orifice)
(รูปที่ 1 ข) และออริฟิสชนิดที่มีช่องตรงกลางเป็นส่วนของวงกลม โดยตำแหน่งของช่องออริฟิสจะอยู่ด้านบนหรือด้านล่างก็ได้ ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ด้านล่าง
(รูปที่ 1 ค)

 

โดยทั่วไปแผ่นออริฟิสทำด้วยโลหะมีช่องเปิดวงกลมอยู่ตรงกลาง โดยช่องออริฟิสทางด้านของไหลไหลเข้าเป็นมุมฉาก และทางด้านขาออกขยายทำมุม 30o ถึง 45o เพื่อลดแรงเสียดทานให้ของไหลสามารถไหลผ่านได้อย่างสะดวก ซึ่งการใช้แผ่นออริฟิสสำหรับวัดอัตราการไหลนี้สามารถวัดการไหลได้เพียงทิศทางเดียวเท่านั้น โดยติดตั้งภายในท่อในลักษณะขวางทิศทางการไหล และติดตั้งเครื่องมือวัดความดันแตกต่าง (ΔP) ระหว่างความดันบริเวณด้านหน้าและด้านหลังของแผ่นออริฟิส ซึ่งอาจเลือกใช้เครื่องมือวัดความดันแตกต่างชนิดใดก็ได้ โดยในรูปที่ 2 นี้เลือกใช้มาโนมิเตอร์รูปตัวยู(u-type manometer)

 

คำนวณค่าอัตราการไหลโดยใช้ทฤษฎีของเบอร์นูลี่ (Bernoulli’s theorem) ซึ่งแสดงความสัมพันธ์ระหว่างค่าความดันแตกต่าง (ΔP) และอัตราการไหล (Q) ดังสมการ

                                                                                                       

โดย    K    คือ ค่าคงที่ของท่อและชนิดของของไหล (m3/s/ psi)

ΔP    คือ ค่าความดันแตกต่างระหว่างจุดสองจุดที่ของไหลไหลผ่าน (psi)

 

การวัดอัตราการไหล (flow measurement) ด้วยแผ่นออริฟิส ของไหลควรมีลักษณะการไหลแบบปั่นป่วน (turbulent flow) หรือมีค่าความหนืด (viscosity) ต่ำและไม่ควรมีสารแขวนลอยปะปน เนื่องจากสารแขวนลอยอาจเกิดการสะสมที่บริเวณด้านหลังของแผ่นออริฟิสได้ นอกจากนี้ถ้าเป็นของไหลชนิดอัดตัวไม่ได้หรือของเหลวต้องแน่ใจว่าปริมาณของเหลวที่ไหลภายในท่อสูงกว่าช่องออริฟิส เพื่อให้เกิดค่าความดันแตกต่างอย่างชัดเจน

แผ่นออริฟิสเป็นอุปกรณ์วัดการไหลที่นิยมใช้ อย่างไรก็ตาม การใช้งานออริฟิสไปช่วงระยะเวลาหนึ่ง จะส่งผลทำให้ค่า Discharge coefficient (Cd) เกิดการเปลี่ยนแปลง เนื่องจากการได้รับแรงเสียดทาน หรือจากการสัมผัสกับอนุภาคที่ปะปนมากับของไหลจนเกิดการสึกหรอ และเนื่องจากค่าอัตราการไหลของของไหลกับค่าความดันแตกต่างมีความสัมพันธ์กันอย่างไม่เป็นเชิงเส้น ดังนั้น ในการใช้งานแผ่นออริฟิสควรพิจารณาย่านการวัด (range) ให้เหมาะสม และทำการสอบเทียบ (calibration) เครื่องมือวัดอย่างสม่ำเสมอ เพื่อให้แน่ใจว่าค่าที่วัดได้มีความถูกต้องแม่นยำ

 

 

 

 

 

 

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *