دبی سنج فشاری

نام (انگلیسی): Head Meter
هد متر ها یا دبی سنج ها اختلاف فشاری رایج ترین نوع وسایل اندازه گیری جریان در صنعت می باشند و به طور غیر مستقیم ، دبی سیال را به کمک افت فشار ایجاد شده در سیال توسط یک مانع مرتبط با نوع هدمتر مورد استفاده و قطر لوله ، افت فشار به دبی حجمی تبدیل می شود. از معادله پیوستگی با فرض ثابت بودن دانسیته سیال ( سیال تراکم ناپذیر ) خواهیم داشت : QV = V1A1 = V2A2 این معادله یکی از مهترین روابط در مکانیک سیالات است و بیانگر آن است که کاهش قطر لوله سیالات پایا و یکنواخت ، منجر به افزایش سرعت سیال می شود. علاوه بر این ، در تبدیل انرژی به کمک معادله برنولی مشاهده خواهد شد که هد فشار کل (H) در طول جریان ثابت می ماند . اولین جمله این معادله هد پتانسیل نامیده می شود و جمله دوم معروف به هد سرعت یا انرژی جنبشی می باشد. به دلیل ثابت بودن مجموع انرژی پتانسیل و جنبشی ، واضح است که افزایش سرعت همراه با کاهش انرژی پتانسیل است. اساس تمامی هدمتر ها مبتنی بر این رابطه بین سرعت و فشار می باشد. مدل های متداول این دسته دبی سنج ها در زیر شرح داده شده است :
ونتوری
نام (انگلیسی): Venturi Tube
دبی سنج ونتوری شامل یک قسمت ورودی مخروطی شکل همگرا می باشد که در طول آن سطح مقطع جریان کاهش می یابد. قسمت واگرای ونتوری فشار سیال را به حالت اولیه بر می گرداند. از افت فشار ایجاد شده در قسمت همگرای دبی سنج می توان دبی جریان را بدست آورد. گلوگاه استوانه ای ونتوری مکان اندازه گیری افت فشار ایجاد شده در واحد سطح می باشد. ونتوری تیوب ها در موردی که نیاز به افت فشار کم و دقت بالای اندازه گیری است استفاده می شوند و عمدتاً در لوله های قطور ، شبیه مواردی که در صنایع آب و فاضلاب یافت می شود به کار می روند. زیرا شیب ملایم آن به جامدات معلق در مایع اجازه حرکت می دهد. لذا برای اندازه گیری پساب ها و دوغاب ها ( یابه عبارتی مایعات ویسکوز یا حاوی مقدار زیادی از جامدات چسبناک ) مناسب می باشند. عیب اصلی آن قیمت زیاد ان می باشد و دقت آن نسبت به اریفیس کمتر است مگر آنکه جریان کالیبره شده باشد.
نازل جریان
نام (انگلیسی): Flow Nozzle
نازل های جریان ممکن است به عنوان ونتوری تیوب تغییر یافته تلقی شوند. دهنه نازل یک مانع بیضوی شکل در برابر جریان است و خروجی آن هیچ سطحی برای بازیافت فشار ندارد. Tapهای فشار در فاصله ای حدود نصف قطر لوله را در خروجی و در فاصله ای به اندازه تمام قطر را در ورودی لوله گرفته اند. نازل جریان ، برای سنجش دبی جریان های سرعت بالا به کار می رود ( عدد رینولدز بالای ۵۰۰۰۰) . افت فشار نازل جریان ، بین افت فشارهای ونتوری تیوب و اریفیس پلیت است ( ۳۰ الی ۹۵ در صد).
لوله پیتوت
نام ماده (انگلیسی): Pitut Tube
لوله های پیتوت (پیتوت تیوب) وسیله ای جهت اندازه گیری سرعت محلی (local) جریان است. پیتوت تیوب ها شامل دو لوله می باشند که یکی به نام Static Tube در راستای جهت جریان است. دو پایه تیوب ها توسط پایه های یک مانیتور (یا یک وسیله معادل جهت اندازه گیری اختلاف فشار ) به هم وصل شده اند. Static Tubes به دلیل آن هیچ گونه مولفه سرعتی عمود بر سطح مقطع آن وجود ندارد فشار استاتیکی را اندازه گیری می کند. بر حسب هد می توان گفت Impact Tube هد فشار استاتیکی به اضافه هد سرعت را اندازه گیری می کند. اختلاف فشار اندازه گیری شده در پیتوت تیوب متناسب با مجذور سرعت است : پیتوت تیوب ها کاربرد محدودی در صنایع دارند. زیرا به راحتی توسط یک ماده خارجی مسدود می شوند و دقت آنها به پروفایل سرعت که اندازه گیری آن مشکل است بستگی دارد. کاربرد عمده آن ها اندازه گیری سرعت جریان هوای کم سرعت در سیستم های تهویه است و بیشتر برای اندازه گیری دبی گازها به کار می روند.
زانویی متر
نام (انگلیسی): Elbow Tap Meter
این دبی سنج به کمک یک زانویی ۴۵ درجه درون جریان سیال کار می کند.Tap فشار بالا از بیرون زانویی گرفته می شود و Tap فشار پایین از داخل زانویی گرفته می شود که اختلاف فشاری متناسب با دبی جریان ایجاد می کند. اندازه گیری اختلاف فشار به نیروی گریز از مرکز سیال جاری در زانویی وابسته است. از این رو گاز به دلیل دانسیته پایین برای این دبی سنج ها مناسب نیست و همچنین انحنای کم در زانویی ، اختلاف فشار بزرگتری را نسبت به انحنای طولانی ایجاد می کند. افت فشار یک Elbow Tap از یک زانویی بیشتر نمی باشد. دقت Elbow Tap Meters حدود ۵ درصد می باشد.
روتامتر
نام (انگلیسی): Rotameter
روتامتر ها (یا دبی سنج های سطح متغیر) عمدتاً از یک لوله شیشه ای که قطر آن با شیب ملایم کم می شود ساخته شده اند و به طور عمودی نصب شده و جریان به آن وارد می شود. جسم شناوری که به اندازه پایه لوله شیشه ای است درون آن قرار گرفته و متناسب با مقدار جریان به سمت بالا حرکت می کند. به دلیل آن که قطر لوله در بالا نسبت به پایین آن بزرگتر است جسم شناور در نقطه ای از لوله شیشه ای نسبت به کف آن قرار می گیرد که اختلاف فشار بین سطوح بالایی و پایین با وزن جسم شناور به تعادل برسد. در اکثر کارکرد های روتامتر، دبی مستقیماً از درجه بندی هایی که روی لوله شیشه ای نوشته شده است خوانده می شود. در بعضی موارد یک سنسور اتوماتیک ارتفاع جسم شناور را اندازه می گیرد. این گونه روتامترها اغلب از فولاد یا دیگر مواد مقاوم در برابر سیالات فشار بالا ساخته می شوند. روتامتر ها ممکن است در اندازه ای ۲۵/۰ اینچ تا اندازه های ۶ اینچ باشند و نسبت به اریفیس پلیت گستره وسیعتری از جریان را با دقت ۲ درصد را اندازه می گیرند. حداکثر فشار عملکرد آنها موقعی که از شیشه ساخته شده باشند psig 300 می باشد.
تارگت متر
نام (انگلیسی): Target Meter
شامل یک دیسک یا Target می باشد که در مرکز لوله قرار گرفته است. سطح دیسک با یک زاویه مناسب نسبت به جریان قرار دارد. سنجش دبی جریان یه طور مستقیم توسط نیرویی که سیال به دیسک وارد می کند انجام گیرد. این نوع دبی سنج برای پساب ها و سیالات خورنده مناسب می باشد و در ضمن به هیچ گونه اتصالات خارجی اعم از آب بندها (Seal) یا سیستم های Purge احتیاج ندارد. برای تعیین اندازه بهینه دیسک و کالیبره کردن آن به منظور کارکرد مناسب اطلاعات زیادی مورد نیاز است.
اریفیس
نام (انگلیسی): Orifice Plate
محبوبترین و متداول ترین وسیله اندازه گیری جریان می باشد. اساس کار آن بدین گونه است که اختلاف فشاری که در طول این وسیله توسط یک صفحه واقع در خط فرآیند ایجاد شده است اندازه گیری می شود تا دبی جریان تعیین شود. سه نوع متداول Orifice Plate وجود دارد که عبارتند از: هم مرکز ، مختلف المرکز و قطعه ای(Segmental). اریفیس پلیت هم مرکز ساده ترین و ارزانترین هدمتر است. مشابه عملکرد وسایل ابتدایی ، به منظور تولید افت فشار ، جریان سیال را در طول مسیر خودش به هم می فشرد؛ نتیجه آن که فشار سیال در ابتدای جریان بیشتر از فشار جریان در انتهای جریان می باشد. افت فشار ایجاد شده متناسب با مجذور سرعت سیال است. مزیت اصلی این وسیله نداشتن قطعات متحرک و قیمت پایین آن می باشد (خصوصاً آنکه با اندازه لوله افزایش نمی یابد) و به خوبی جریان های در هم تمیز را اندازه گیری می کنند. دقت اندازه گیری این وسیله به چگونگی نصب ، نسبت سطح لوله و خواص سیال بستگی دارد و باید در لوله های مستقیم نصب شود.

0 پاسخ

ارسال یک پاسخ

در گفتگو ها شرکت کنید.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *


چهار + = هفت