وسایل اندازه گیری در صنعت برای فلو (جریان)

در صنعت برای کنترل دقیق فرآیند های در حال وقوع اندازه گیری مقدار دقیق موادی که به دستگاه ها و کانال ها و لوله ها وارد می شود یا از آنها خارج می شود بسیار اهمیت دارد. پس در این صورت اندازه گیری دبی ضروری و لازم است. برای اندازه گیری دبی سیالات باید از جریان سنج ها استفاده کنیم.

جریان سنج ها به پنج دسته تقسیم می شوند که در زیر آن ها را بیان می کنیم.

تقسیم بندی جریان سنج ها:

۱- وسایلی که پایه اندازه گیری آن ها برحسب وزن و حجم است.

این وسایل به دلیل سادگی در صنعت کاربرد چندانی ندارند.

۲- وسایل اندازه گیری جریان از نوع هد های متغییر

این وسایل متداول ترین و پر کاربرد ترین جریان سنج ها در صنعت هستند. مانند: اریفیس متر- ونتوری متر- لوله پیتوت و . . .

۳- وسایل اندازه گیری جریان و سطح که در این روش جزیی که با سرعتی اعمال شده از طرف سیال درون دستگاه جابجا می شود.

مانند: روتا متر ها که نوعی مساحت سنج هستند.

۴- وسایل اندازه گیری جابجایی مثبت که شامل انواع پمپ های اندازه گیر می شود.

مانند: دوزینگ پمپ های انتقال سیال به حالت مایع

۵- وسایل اندازه گیری از نوع مغناطیسی

شیوه کار این نوع جریان سنج ها بر اساس حرکت سیال و ایجاد پتانسیل الکتریکی در داخل یک میدان مغناطیسی ایجاد شده است.

در این مبحث به توضیح کامل و مفصل دومین قسمت جریان سنج ها که بیشترین کاربرد را در صنعت دارند می پردازیم.

لوله پیتوت:

این دستگاه مجهز به دو لوله است که یکی از این لوله ها عمود بر جهت جریان است و لوله دیگر به موازات جهت جریان قرار دارد. در این وسیله سرعت جریان سیال را می توان از روی اختلاف فشار موجود بین دو لوله  محاسبه کرد که فرمول آن در زیر بیان شده است.

u=C (2g (ρ_man– ρ) Δh/ρ)^۱/۲

جریان سنج وانتوری:

در این جریان سنج یک مانومتر در مسیر جریان قرار داده شده است که به کمک آن می توان سرعت جریان سیال را محاسبه کرد. در این روش از معادله برنولی و معادله پیوستگی  هم کمک می گیریم. فرمول محاسبه سرعت سیال توسط وانتوری متر در زیر بیان شده است.

u=C_v (۲g (ρ’ – ρ) h/ρ(A² – a²)

اریفیس متر:

اریفیس متر تقریبا مشابه جریان سنج وانتوری عمل می کند اما چند اختلاف مهم با هم دارند که در زیر به آن ها اشاره می کنیم.

1. برای سرعت های مختلف جریان صفحه سوراخ دار اریفیس تعویض می شود در حالی که دهانه و گلویی وانتوری ثابت است.
2. مقدار افت فشار در اریفیس متر بالاست در حالی که وانتوری متر اجازه نمی دهد مقدار افت فشار زیاد باشد.
3. در اریفیس متر چند شیر برای کنترل خروج جریان سیال وجود دارد.

معادله ای برای محاسبه سرعت جریان سیال توسط اریفیس متر وجود دارد که در زیر بیان شده است.

u₀=C₀ (۲g_c (ρ_۱ – ρ_۲) h/ρ(۱ – β^۴)^۱/۲

روتا متر:

در وسایل اندازه گیری سرعت جریال هد های متغییر سطح مقطعی که سیال از آن عبور می کند ثابت می ماند و مقدار افت فشار با سرعت جریان تغییر می کند ولی در روتا متر ها افت فشار ثابت است و سطح مقطعی که سیال ار آن عبور می کند تغییر می کند.نحوه کار کردن روتا متر به این صورت است که سیال به طور عمودی و از سمت پایین به سمت بالا در لوله روتا متر که کم کم عریض می شود حرکت می کند تا شناور روتا متر به حالت تعادل برسد. در این صورت هر چه سرعت جریان افزایش یابد شناور در قسمت بالاتری قرار می گیرد.

معادله محاسبه سرعت جریان توسط دستگاه روتا متر به صورت زیر بیان شده است.

u_r=C_r (۲g_c (ρ_۱ – ρ_۲) h/ρ) )^۱/۲

منبع:

http://daneshnameh.roshd.i