Orifis Nedir? Orifis Plakası Hangi Bölümlerden Oluşur?

Orifis plakası, akışkan debisini ölçmek için en yaygın ve düşük maliyetli yöntemlerden biridir. Bir boru hattına yerleştirilen küçük bir delikli plaka ile çalışır. Akışkan, bu delikten geçerken bir basınç farkı oluşur. Bu basınç farkı (∆P) ölçülerek debi hesaplanır.

Akışkanın debisini belirlemek amacıyla, sistemde oluşan basınç farkı ölçülür ve bu fark, ilgili teorik formülasyon kullanılarak akış miktarına dönüştürülür. Basınç farkı, akışkanın hızında meydana gelen değişimlerin bir sonucu olarak ortaya çıkar ve bu değişim, akışkan mekaniği prensipleri çerçevesinde doğrudan debi ile ilişkilidir. Ölçülen basınç farkı değerleri, sistemin geometrik ve fiziksel özellikleri göz önünde bulundurularak uygun bir matematiksel modele yerleştirilir ve böylece akışkanın anlık veya ortalama debisi hassas bir şekilde hesaplanır.
 

Burada:

Q: Hacimsel debi (m³/s)
C_d: Deşarj katsayısı
A₀: Orifis deliğinin alanı (m²)
ΔP: Orifisin iki tarafı arasındaki basınç farkı (P_a)
ρ: Akışkanın yoğunluğu (kg/m³)



Ekonomik açıdan değerlendirildiğinde, orifis plakaları özellikle bütçenin kısıtlı olduğu uygulamalarda ön plana çıkmaktadır. Görece düşük üretim maliyetleri, hassas işleme tezgâhları (örneğin CNC makineleri) ile kısa sürede üretilebilmesi, bu elemanların maliyet-performans açısından avantajlı olmasını sağlamaktadır. Ayrıca, karmaşık bir yapıya sahip olmamaları sayesinde üretim süreçlerinde yüksek verimlilik elde edilebilmektedir.

Dayanıklılık yönünden bakıldığında ise, orifis plakaları yüksek basınçlı sistemlerde kullanılabilecek şekilde kolaylıkla tasarlanabilmektedir. Uygun malzeme seçimi ve kalınlık belirlemesi ile istenilen yapısal dayanım düzeyine ulaşmak mümkündür. Bu da, endüstriyel ortamlarda güvenilir ve uzun ömürlü kullanım olanağı sunar.



Ölçüm hassasiyeti açısından, orifis plakaları genel olarak ±%1 ila ±%5 arasında değişen hata payları ile çalışabilmektedir. Bu doğruluk seviyesi, pek çok teknik uygulama için yeterli kabul edilmekte olup, sistemin karmaşıklığını ve toplam maliyetini artırmadan temel akış ölçüm ihtiyaçlarını karşılamaya olanak tanır. Ayrıca, kompakt yapıları sayesinde yer tasarrufu sağlar ve mevcut sistemlere entegre edilmesi oldukça kolaydır.

Tüm bu nedenlerle, orifis plakaları; özellikle endüstriyel akış ölçüm sistemlerinde, proses kontrol uygulamalarında ve mühendislik test altyapılarında ekonomik, pratik ve güvenilir bir ölçüm çözümü olarak geniş bir kullanım alanına sahiptir.
 

 

Şekil 1: Orifis Plakası Yerleşimi

Şekil 1'de, orifis plakasının bir akış hattı içerisine yerleştirildiği yapı şematik olarak gösterilmektedir. Ortada yer alan orifis plakası, düz bir metal levha olup merkezinde bulunan dairesel orifis deliği sayesinde akışkanın geçişini sınırlar ve böylece plakadan önce ve sonra bir basınç farkı oluşmasına neden olur. Bu basınç farkı, debi hesaplamalarında kullanılır. Akış yönü soldan sağa doğru ilerlemekte olup, plakanın üst kısmındaki sap (paddle) kısmı genellikle orifisin yönünü göstermek ve üzerine bilgi etiketi yerleştirmek amacıyla kullanılır. Orifis deliği, akışkanın hızının değiştiği kritik bölgedir ve burada meydana gelen kinetik değişim, Bernoulli prensibine göre basınca yansır. Orifis plakasının her iki yanında yer alan contalar (gasket), sistemin sızdırmazlığını sağlamak amacıyla kullanılır.

Şekil 2: Orifis Plakası Bölümleri

Şekil 2'de, konsantrik (eş merkezli) orifis plakasının yapısı ve akış yönüne göre yerleşimi detaylandırılmıştır. Sol taraftaki ön görünümde, dairesel bir levhadan oluşan orifis plakasının ortasında, akışkanın geçişine izin veren yuvarlak bir delik yer alır. Bu deliğe "orifis deliği" denir ve plakada tam merkeze yerleştirilmiştir. Plakanın üst kısmında "paddle" ya da "handle" olarak adlandırılan, sap şeklinde bir uzantı yer alır. Bu uzantı, plakanın boru hattına monte edilmesini veya çıkarılmasını kolaylaştırır.

Orta ve sağ taraftaki yan görünümlerde ise plakanın kesiti ve akış yönüyle ilişkisi gösterilmiştir. Kare kenarlı (squared edge) plakada, akışkanın geldiği taraf (upstream) düz ve keskin bir kenara sahiptir. Bu yapı, akışkan geçişinde ani bir daralma oluşturarak basınç farkı yaratır ve doğru debi ölçümüne olanak sağlar.

Eğik kenarlı plakada ise çıkış tarafında eğimli bir yapı bulunur. Bu eğim, plakanın doğru yönde takılmasını garanti altına alır ve akışa karşı direnç ile türbülansı azaltma gibi avantajlar sağlar. Her iki yan görünümde de akış yönü oklarla belirtilmiştir; bu, sistem montajında plakanın doğru şekilde yerleştirilmesi açısından kritik öneme sahiptir. Orifis plakası bu yapısı sayesinde düşük maliyetli, kompakt ve dayanıklı bir debi ölçüm elemanı olarak öne çıkar.


Kaynakça
 

[1] “Orifis Nedir? Orifis Plakaları ve Çeşitleri Nelerdir?” https://endustrilab.com/orifis-nedir-orifis-plakalari-ve-cesitleri-nelerdir/
[2] “Orifis Plaka : Fark Basınç Yöntemi ile Akış Ölçümü” https://www.nevatek.com.tr/blog/orifis-plaka-fark-basinc-yontemi-ile-akis-olcumu/