مشاهده سبد تسویه حساب
اندازه گیری جریان سیالات و ویژگی هر یک از روش هایی که برای انجام این کار ارایه شده است موضوعی است که در بسیاری از صنایع امری حساس و مورد توجه است، به ویژه در جایی که این اندازه گیری به منظور فروش انجام می گیرد. اندازه گیری جریان سیال در صنایع به روش های مختلف انجام می شود که هر روش مبتنی بر یک یا چند اصل فیزکی است.
تکنیک های اندازه گیری جریان سیالات
قبل از ورود به بحث تکنیک های اندازه گیری جریان سیالات، ابتدا تقسیم بندی اندازه گیری از نظر کاربرد آن بیان می شود. اندازه گیری جریان سیالات، با توجه به کاربرد به دو منظور و در دو حالت کلی انجام می شود
اندازه گيری جريان سيال داخل لوله های بسته شامل 70% از کل اندازه گیری های جریان
65% مايعات
35% گازها و سيالات دوفاز
اندازه گيري جريان كانال ها و لوله های باز شامل 30% از كل اندازه گیری های جریان
95% مايعات
5% مايعات دوغابی و جامدات
روش های اندازه گیری جریان سیالات داخل لوله – اندازه گیری جریان سیال داخل لوله خود به دو دسته کلی تقسیم بندی می شود:
-روش های حجمی :
روش های مستقيم
روش های غيرمستقيم
-روش های جرمی:
روش های مستقيم
روش های غير مستقيم
روش های اندازه گیری حجمی– روش های اندازه گیری حجمی جریان سیالات خود به دو دسته مستقیم و غیرمستقیم تقسیم می شود که در ادامه زیرگروه های هر کدام نیز ذكر شده است:
-مستقيم:
جابجايی مثبت (PD)
-غير مستقيم:
فشار تفاضلی (DP)
سطح متغير
توربينی
ورتكس
الكترومغناطيسی
التراسونيك
روش های اندازه گیری جرمی– روش های اندازه گیری جرمی جریان سیالات خود به دو دسته مستقیم و غیرمستقیم تقسیم می شود که در ادامه زیرگروه های هر کدام بيان شده است:
كوريوليس
حرارتی
اندازه گيری وزن
حالت جامد
محاسبه جرم اندازه گيری مجزای دبی، فشار و حرارت
اندازه گیری جریان سیال در کانال ها و لوله های باز– اندازه گیری جریان سیالات داخل کانال ها و لوله های باز شامل دو گروه زیر می شود:
اندازه گيری جريان آب در كانال ها، قنات ها و …
اندازه گيری جريان رودبندها و سرريز سدها
اما در ادامه متن تنها به روش های پرکاربرد اندازه گیری جریان سیالات داخل لوله پرداخته خواهد شد. به این منظور پنج تکنیک زیر که هم در روش های مستقیم و هم در روش های غیر مستقیم دسته بندی می شوند مورد بررسی قرار خواهد گرفت. قابل ذکر است که در هر تکنیک ممکن است روش ها و دستگاه های متفاوتی معمول باشد که در جای خود به هر کدام خواهيم پرداخت. این پنج تکنیک عبارتند از:
نوع کاربرد اندازه گیری
بعد از انتخاب تکنیک مناسب، نوبت به انتخاب دستگاه مورد نظر می رسد. در بخش های بعدی، انتخاب فناوری و نوع دستگاه اندازه گیری جریان سیالات به تفسیر بیان خواهد شد.
عوامل مؤثر بر جریان سیال
پروفایل و ویژگی های جریان سیال داخل لوله به عوامل زیر بستگی دارد:
چهار عامل بالا، عواملی اند که بر میزان جریان سیال داخل لوله تأثيرگذارند. در ادامه، هر کدام از این عوامل به اختصار شرح داده می شود.
سرعت سیال – میزان سرعت سیال، به محتوای انرژی سیال که خود تابعی از فشار سیال موجود در لوله است بستگی دارد. این انرژی در مایعات توسط پمپ یا به لحاظ وجود ستون مایع و در گازها توسط کمپرسور تولید می شود. بدیهی است که هر چه فشار استاتیکی بیشتر باشد، محتوای انرژی سیال نیز زیادتر خواهد شد. قطعاً عواملی همچون نسبت اندازه لوله به جریان عبوری از خط لوله بر روی سرعت سیال و افت فشار ناشی از اصطکاک عبور سیال تأثیر خواهد گذاشت.
انرژی سیال عبوری از لوله خود شامل سه انرژی می شود:
انرژی سیال = انرژی استاتیک + انرژی جنبشی + انرژی داخلی سیال
انرژی استاتیک همان انرژی حاصل از فشار ستون مایع به انضمام فشارعملیاتی سیال است.
انرژی جنبشی همان انرژی حاصل از سرعت سیال در خط لوله است.
انرژی داخلی سیال محتوای انرژی يک سامانه است که تابعی از حالت ماده بوده (يعنی دما و فشار و جرم سیال) ولی تابع مسیر نمی باشد.
اصطکاک بین سیال و جداره لوله– میزان این اصطکاک به جنس لوله و ضریب زبری جداره لوله و جنس سیال بستگی دارد. هر چه اصطکاک بیشتر باشد، میزان جریان سیال نیز بیشتر کاهش مییابد.
گران روی سیال – گران روی سیال با سرعت و در نتیجه میزان جریان سیال، نسبت معکوس دارد. از جانب دیگر، تغییرات گران روی بستگی به تغییرات دما دارد. برای مثال در اغلب مایعات افزایش دما سبب کاهش گران روی و در نتیجه افزایش نسبی جریان خواهد شد و در گازها عکس این حالت اتفاق می افتد.
انواع فلومتر
فلومتر لامینار - Laminar Differential Pressure
در این فلومتر ، ابتدا جریان اصلی سیال، در میان لایه های جداگانه تقسیم می شود و سپس اختلاف فشار سیال در طول مسیری کوتاه، اندازه گیری می شود. اختلاف فشار، با توجه به اندازه های هندسی و نوع سیال، معیاری از جرم جابجا شده آن است. مقدار این جرم جابجا شده در طول زمان، همان فلو یا جریان سیال است. از نظر معادلات سیالات، افت فشار متناسب با جریان حجمی است و از معادله poiseuille میشود میزان افت فشار را به جریان حجمی تبدیل کرد. مقدار جریان حجمی نیز می تواند با استفاده از ضریب چگالی در دما و فشار داده شده، به جریان جرمی تبدیل شود.
فلومتر کوریولیس Coriolis-
در فلومتر کوریولیس از اثر کوریولیس برای محاسبه جریان جرمی سیال استفاده می شود. در این روش سیال از یک یا دو تیوب منحنی شکل عبورمی کند. یک ارتعاش به تیوب(ها) اعمال می شود. نیروی کوریولیس، بصورت عمودی بر جهت لرزش و جهت جریان عمل می کند. در حالی که تیوب به سمت بالا ارتعاش داشته باشد جریان ورودی سیال به سمت پایین نیرو وارد می کند و جریان خروجی سیال به سمت بالا نیرو وارد می کند. این باعث ایجاد گشتاور تیوب می شود و معکوس این فرایند زمانی اتفاق می افتد که لرزش تیوب به سمت پایین باشد. این نیروهای مخالف باعث ایجاد انحراف در تیوب می شود که دامنه آن متناسب با جریان جرمی عبوری از تیوب می باشد.
فلومتر آلتراسونیک Ultrasonic-
با توجه به قانون دوپلر، فرکانسی که از یه منبع تولید می شود از طرف دیگر یک گیرنده این فرکانس را دریافت می کند. اگر شما به یک جسم امواج صوتی ارسال کنید، فرکانس بازگشت، نشان دهنده سرعت آن جسم نسبت به شما خواهد بود. یعنی اختلاف فرکانس موج ارسالی و دریافتی، نمادی از سرعت جسم نسبت به شما است. بنابراین با ارسال اموج صوتی به یک سیال، در صورتی که جریان سیال دچار تغییر شود این فرکانس رفت و برگشت به خاطر سرعت سیال تغییر محسوسی خواهد داشت. اندازه گیری و کالیبره این تغییرات بر حسب فلو به شما امکان اندازه گیری فلو به روش آلتراسونیک را خواهد داد.
فلومتر رتامتر Variable Area-
در فلومتر Variable Area یا رُتامتر از یک لوله و یک شناور داخل آن، برای محاسبه جریان سیال استفاده می شود. با حرکت سیال در لوله، شناور نیز بالا می رود. شناور تا جایی بالا می رود که نیروی مقاوم سیال، نیروی ارشمیدس و وزن سیال، یکدیگر را خنثی نمایند و سیستم به حالت تعادل برسد. در اینصورت ارتفاع شناور در لوله معیاری از جریان سیال است. هر چه دبی جریان عبوری از روتامتر بیشتر باشد، محل شناور بالاتر خواهد بود.
فلومترحرارتی Thermal Flow Meter-
فلومتر حرارتی دارای یک لوله بسیار نازک به موازات با مسیر عبور سیال، می باشد و بخش بسیار کمی از سیال را همزمان از خود عبور میدهد. روش عملکرد این سنسورها این است که با المنتی که در دور خود دارند، بدنه لوله را گرم می کنند. هنگامی که سیال با عبور از داخل لوله، گرما را از قسمت ورودی خود به قسمت خروجی، منتقل می کند. این انتقال گرما در لوله، باعث ایجاد اختلاف دما می شود. اختلاف دما در برد الکترونیکی، متناسب با سرعت جرم عبوری سیال است، و بدین طریق جریان جرمی سیال اندازه گیری می شود.
کالیبراسیون در فلومترها
در تمامی روش های اندازه گیری جریان، یک نکته خیلی مهم وجود دارد. همه این روش ها، در نهایت به ارایه یک پارامتر خاص منجر می شوند که نمادی از جریان سیال است. این که این عدد، دقیقا معادل با چه مقدار از جریان بر حسب مثلا CC/Min یا Lit/Min و … است را باید با یک دستگاه مرجع تعیین کرد.
برای کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان ما در ارتباط باشید. شرکت پترو فرهان گستر جنوب واردکننده برند‌های مطرح تجهیزات جوشکاری و بازرسی فنی و NDT از سراسر دنیا برای کسب اطلاعات بیشتر و ثبت سفارش با واحد فروش تماس حاصل فرمایید
02165565901
02144584671
02144584619
09133390223
09034119385