فلومتر جرمی

معرفی

این مقاله نگاهی عمیق به کنتورهای جریان جرمی و کاربرد آنها دارد.

در مورد موضوعاتی مانند:

جریان سنج جرمی چیست؟

جریان سنج جرمی چگونه کار می کند

انواع دبی سنج های جرمی

دبی جرمی انواع قرائت سنج

و خیلی بیشتر…

فصل اول – جریان سنج جرمی چیست؟

فلومتر جرمی دبی گاز را بر اساس انتقال همرفتی گرما بر روی سطح گاز جاری اندازه گیری می کند و از سنسورهای دما با بخاری های الکتریکی در جریان یا خارج از لوله استفاده می کند. دبی سنج های اینرسی دستگاه هایی هستند که دبی جرمی سیالاتی را که از یک نقطه ثابت در یک واحد زمان از پیش تعیین شده عبور می کنند اندازه گیری می کنند.

نام های داده شده به دبی سنج ها بستگی به صنعتی دارد که از آنها استفاده می کند و شامل دبی سنج، نشانگر جریان، مایع سنج یا سنسور سرعت جریان است. دبی سنج های جرمی به دلیل دقت و دقت اندازه گیری جریان، جایگزین سایر اشکال اندازه گیری دبی شده اند.

فن آوری های جریان مورد استفاده برای اندازه گیری جریان جرمی کوریولیس یا اینرسی و حرارتی هستند. جریان سنج کوریولیس از اثر کوریولیس استفاده می کند که بیان می کند جرمی که در یک سیستم دوار حرکت می کند نیرویی عمود بر جهت حرکت و محور چرخشی ایجاد می کند. کوریولیس‌متر اینرسی ناشی از جریان گاز در لوله‌های نوسانی را اندازه‌گیری می‌کند و از حسگرهایی برای ثبت دامنه، فرکانس و تغییر فاز نوسانات برای تعیین جریان جرم استفاده می‌کند.

فلومترهای جرمی حرارتی از اصول انتقال حرارت با استفاده از المنت حرارتی و سنسورهای دما استفاده می کنند. گاز با عبور از سنسورها انرژی حرارتی ایجاد می کند که دمای آن را افزایش می دهد که می تواند برای تعیین میزان جریان استفاده شود.

تصویر بالا یک نمای کلی از یک دبی سنج جرمی است که برای اندازه گیری دبی در یک لوله قرار داده شده است.

سازندگان شامل سنسورهای دما و فشار نصب شده با سنسور جریان هستند. آنها از الکترونیک فلومتر برای محاسبه دبی جرمی بر اساس معادله دبی جرمی برابر چگالی ضرب در جریان حجمی ضرب در مساحت بدنه جریان که در آن مساحت به طور مداوم بر اساس اندازه بدنه جریان است، استفاده می کنند. چگالی با اندازه گیری فشار و دمای جریان محاسبه می شود و سرعت توسط یک توربین دوار یا سنسور گرداب اندازه گیری می شود.

اندازه گیری جریان بخش مهمی از کنترل شرایط فرآیند برای تولید، کارایی و کیفیت محصولات کارخانه است. در برخی موارد، اندازه‌گیری جریان نشانگر عملکرد یک فرآیند است.

فصل دوم – دبی سنج جرمی چگونه کار می کند؟

اگرچه تمام دبی سنج های جرمی دبی را اندازه گیری می کنند، اما هر نوع اندازه گیری های خود را به روش های مختلفی انجام می دهد. هیچ روش استانداردی برای بررسی نرخ جریان وجود ندارد. آنها با توجه به مواد اندازه گیری شده، شرایط و دقت مورد نیاز متفاوت هستند.

فلومترها در تاسیسات تولید ضروری هستند تا خوانشهای دقیق و دقیق در مورد جریان سیال به منظور حصول اطمینان از حداکثر بازده عملیاتی ارائه شود. اندازه گیری جریان شاخص هایی از عملکرد کلی سیستم را ارائه می دهد.

وظیفه اصلی دبی سنج های جرمی اندازه گیری تغییرات در جریان ناشی از ویسکوزیته و چگالی است که بر دقت اندازه گیری جریان تأثیر می گذارد. اثرات دما بر چگالی سیالات به طور گسترده ای متفاوت است. دبی سنج جرمی برای نظارت بر سوخت و تعادل سوخت استفاده می شود که به دقت بین ± 1٪ نیاز دارد.

در زیر توضیح مختصری از نحوه عملکرد چند متر جریان داده شده است.

اندازه گیری جریان جرم مستقیم

اندازه گیری مستقیم جریان جرمی، عدم دقت ناشی از خواص فیزیکی سیالات مانند تفاوت بین جریان جرمی و حجمی را حذف می کند. هنگامی که اندازه‌گیری جریان جرم مستقیم انجام می‌شود، اندازه‌گیری‌های مطلقی هستند که مستقیماً از جریان محیط گرفته می‌شوند و تحت تأثیر تغییرات فشار، دما، ویسکوزیته و چگالی قرار نمی‌گیرند، که دلیل اصلی استفاده از دبی‌سنج‌های جرمی است. .

ابزارهای اندازه گیری حجمی تا زمانی که شرایط و کالیبراسیون های مرجع به شدت رعایت شود معتبر باقی می مانند. متأسفانه دستگاه‌های حجمی مانند مترهای منطقه متغیر یا دبی‌سنج‌های توربین، نمی‌توانند تغییرات دما یا فشاری را که بر سرعت جریان تأثیر می‌گذارد، مشاهده کنند.

اصل کوریولیس

اصل کوریولیس اثری است که یک جرم دوار متحرک بر جسم می گذارد. جرم متحرک نیرویی به نام نیروی کوریولیس بر بدن وارد می کند و باعث تغییر شکل می شود که به نظر می رسد بدن را از مسیر خود منحرف می کند. نیرو مستقیماً بر روی بدن تأثیر نمی گذارد، بلکه بر حرکت بدن تأثیر می گذارد، که این اصل برای فلومترهای کوریولیس است.

اصل کوریولیس بسیار اساسی است اما بسیار مؤثر است. این شامل یک لوله است که توسط یک ارتعاش ثابت انرژی می گیرد. هنگامی که یک سیال از لوله عبور می کند، تکانه جریان جرمی ارتعاش لوله را تغییر می دهد که یک تغییر فاز است. از تغییر فاز، خروجی خطی متناسب با جریان به دست می آید. روش کوریولیس برای اندازه‌گیری جریان جرمی مستقل از نوع ماده درون لوله است و می‌تواند برای هر گاز یا مایعی اعمال شود.

همراه با فرکانس تغییر فاز، اندازه گیری فرکانس طبیعی که به نسبت مستقیم با چگالی سیال تغییر می کند، امکان پذیر است. با دبی جرمی از تغییر فاز و چگالی، می توان دبی حجمی را نیز محاسبه کرد.

کوریولیس متر جریان سنج مستقیم با استفاده از اثر کوریولیس است. جهت جریان مستقیم از طریق متر است، اجازه می دهد تا نرخ جریان بالاتر و کاهش فشار کمتر.

نمودار ساده زیر نمایی از اصل کوریولیس را ارائه می دهد.

اندازه گیری جریان جرم غیر مستقیم

اندازه‌گیری‌های غیرمستقیم رویکردی است که برای اندازه‌گیری چیزها با استفاده از روش‌ها یا ویژگی‌های جایگزین استفاده می‌شود. آنها زمانی ضروری هستند که اندازه گیری مستقیم چیزی مانند ارتفاع ساختمان یا فاصله بین رودخانه امکان پذیر نباشد. چندین فرمول و محاسبات ریاضی برای تکمیل اندازه گیری غیرمستقیم استفاده می شود که شامل استفاده از قضیه فیثاغورث، نسبت ها و اشکال هندسی می شود.

مغناطیسی، اولتراسونیک، فشار دیفرانسیل، جابجایی مثبت، مساحت متغیر، گرداب جبران نشده و توربین متر حجمی هستند، اما می توان آنها را با سنسورهای فشار و دما با استفاده از رایانه جریان برای محاسبه جریان جرمی ترکیب کرد. این نوع اندازه گیری غیرمستقیم است زیرا شامل استفاده از چندین نوع حسگر و رایانه برای اندازه گیری جریان جرم است. نیاز به اندازه‌گیری غیرمستقیم دبی جرمی به دلیل عدم توانایی دبی‌سنج‌های مستقیم جرم در برآوردن الزامات یک برنامه کاربردی است.

روش های فشار دیفرانسیل (DP).

DP متر یک شکل بسیار رایج از فلومتر است که بیش از 100 سال است که وجود دارد. از قانون برناولی استفاده می کند که می گوید اختلاف فشار باعث سرعت جریان می شود. اندازه گیری مقدار تغییرات فشار می تواند برای محاسبه سرعت جریان با استفاده از دبی سنج های فشار DP که باعث باریک شدن لوله و کاهش فشار می شود، استفاده شود.

فشارسنج های تفاضلی دارای چهار صفحه روزنه همسان در آرایش پل وتستون یا پل مقاومتی هستند که مقاومت مجهول را با متعادل کردن پایه های مدار پل محاسبه می کند. یک پمپ سیال را با سرعت مشخصی از یک شاخه پل به شاخه دیگر منتقل می کند تا یک جریان مرجع ایجاد کند. فشار دیفرانسیل اندازه گیری شده در سراسر پل، نرخ جریان جرمی است.

فلومتر جرمی حرارتی

دبی سنج های حرارتی دستگاه های دقیقی هستند که ابزار اندازه گیری مستقیم برای اندازه گیری جریان جرم گاز برای اشکال مختلف گاز هستند. آنها جریان گاز را با استفاده از انتقال حرارت همرفتی با قرار دادن یک پروب در جریان گاز یک لوله، پشته یا مجرا اندازه گیری می کنند.

دو سنسور آشکارساز دمای مقاومتی (RTD) در نوک یک فلومتر جرمی حرارتی قرار می‌گیرند و انتقال حرارت را هنگام عبور سیال از روی سطح گرم شده اندازه‌گیری می‌کنند. یکی از RTD ها توسط یک مدار مجتمع گرم می شود، در حالی که دیگری، RTD مرجع، دمای گاز را تعیین می کند.

همانطور که جریان از سنسور گرم شده عبور می کند، مولکول ها گرما را از بین می برند و باعث می شوند حسگر با خروج انرژی سرد شود. از دست دادن گرما باعث ایجاد اختلاف دما بین سنسور گرم شده و سنسور مرجع می شود. مدار مجتمع متصل شده، انرژی از دست رفته را در حسگر گرم شده در مدت کوتاهی بازیابی می کند تا گرمای بیش از حد تنظیم شود. توان مورد نیاز برای حفظ گرمای بیش از حد سیگنال جریان جرم است.

اندازه گیری توربین

دبی سنج توربین انرژی جریان را با استفاده از روتوری با پره های زاویه دار اندازه گیری می کند که به سرعت می چرخند و روتور را در جهت عقربه های ساعت یا خلاف جهت عقربه های ساعت حرکت می دهند. تیغه های روتور با یاتاقان هایی به میله ای متصل می شوند که امکان چرخش صاف را فراهم می کند. حرکت سریع جریان باعث افزایش سرعت چرخش تیغه ها می شود که میله را می چرخانند. برای خواندن میزان جریان، آهنرباها یا سنسورهای دما یا فشار به تیغه ها وصل می شوند.

همانطور که تیغه ها می چرخند، قطعه فلزی کوچکی را که نزدیک به متر قرار دارد عبور می دهند. مدت زمانی که طول می کشد تا تیغه ها از قطعه فلزی عبور کنند، خوانش دقیقی از سرعت جریان را فراهم می کند. یک سیستم توربین بدون توجه به جهت جریان کار می کند.

فصل سوم - انواع دبی سنج جرمی

جریان می تواند یک کانال باز یا مجرای بسته باشد، جایی که یک کانال باز به جو باز است و یک مجرای بسته محصور است. با جریان کانال باز، نیروی جاذبه باعث ایجاد جریان می شود. اختلاف فشار در مجرا باعث جریان مجرای بسته می شود.

فهرست انواع و اقسام دبی سنج های جرمی بسیار طولانی و درگیر بوده و با کاربرد صنعتی آنها تغییر می کند. این بحث به بررسی کوریولیس، اولتراسونیک، حرارتی، توربین، دیفرانسیل، جابجایی مثبت، گرداب و ژیروسکوپی می پردازد.

انواع دبی سنج جرمی

فلومتر کوریولیس

با دبی سنج های جرمی کوریولیس، سیال از طریق لوله های U شکل که در یک نوسان هارمونیک زاویه ای ارتعاش می کنند، عبور می کند. لوله ها تغییر شکل می دهند و یک جزء ارتعاشی اضافی به نوسان اضافه می شود که باعث تغییر فاز قابل اندازه گیری در لوله ها می شود. دبی سنج کوریولیس بسیار دقیق، بهتر از ± 0.1٪، با نرخ چرخش بیش از 100:1 است و می تواند برای اندازه گیری چگالی سیال استفاده شود.

محبوبیت دبی‌سنج‌های جرمی حرارتی به دلیل توانایی آن‌ها در گرفتن خوانش جریان جرمی بدون هیچ گونه قطعات متحرک است که باعث کاهش تعمیر و نگهداری می‌شود و امکان استفاده از آن‌ها را در کاربردهای سخت مانند گاز اشباع می‌دهد. عملکرد دبی سنج جرمی حرارتی به تجهیزات اضافی مانند دستگاه های اصلاح دما و فشار نیاز ندارد. بدون در نظر گرفتن طراحی، دبی سنج های حرارتی بسیار دقیق هستند و می توانند در طیف وسیعی از رسانه ها مورد استفاده قرار گیرند.

جریان سنج جرمی حرارتی

مترهای حرارتی دارای دو سنسور گرم در مسیر جریان سیال هستند. جریان جریان از یکی از حسگرها گرما تولید می کند که متناسب با سرعت جریان جرمی است. تفاوت دما بین سنسورها دبی جرمی است. دقت دبی سنج جرمی حرارتی به قابلیت اطمینان کالیبراسیون و تغییرات دما، فشار، ظرفیت گرمایی و ویسکوزیته سیال بستگی دارد.

دبی متر توربین

دو نوع رایج دبی سنج توربین پروانه و توربین دوقلو هستند. دو طرح مختلف روش‌های پردازش مشابهی دارند، از جمله سیال در حال حرکت از طریق لوله‌ای که پره‌های توربین را می‌چرخاند. سرعت چرخش آن میزان جریان را با دقت 2% برای گازها یا بخار و 1.5% برای مایعات اندازه گیری می کند. از آنجایی که توربین‌مترها با کمک سنسورهای دما و فشار سنج سرعت را اندازه‌گیری می‌کنند، دقت دقیق سایر دبی‌مترها را ندارند.

فلومترهای جرمی توربین پروانه - دبی سنج پروانه ای دارای دو عنصر دوار مستقیماً در مسیر جریان سیال است، یک پروانه و توربین که دارای کانال هایی هستند که سیال می تواند از آنها عبور کند. پروانه با سرعت ثابتی حرکت می کند که توسط یک موتور سنکرون با استفاده از یک جفت مغناطیسی تغذیه می شود و سرعت زاویه ای به جریان از طریق متر می دهد.

توربین در پایین دست پروانه است و سرعت زاویه ای جریان را حذف می کند و گشتاور متناسب با تکانه زاویه ای می گیرد. یک فنر توربین را نگه می دارد که در زاویه ای منحرف می شود که متناسب با گشتاور جریان است که اندازه گیری جریان جرمی را تولید می کند.

دبی‌سنج توربین دوقلو - دبی‌سنج‌های جرمی توربین دوقلو بر اساس اصل اینرسی سیال کار می‌کنند. توربین ها روی یک محور نصب می شوند و با یک قطعه پیچشی کالیبراسیون که انعطاف پذیر است به هم متصل می شوند. یک پیک آپ روی توربین ها نصب می شود و آهنرباها در مجموعه های توربین ها قرار می گیرند.

حرکت توربین ها توسط کوپلینگ انعطاف پذیر کنترل می شود که باعث می شود مجموعه به صورت هماهنگ بچرخد. با چرخش آنها، یک تغییر فاز زاویه ای بین توربین هایی که تکانه زاویه ای جریان و جرم جریان هستند ایجاد می شود. با افزایش دبی جرمی، جابجایی زاویه ای بین توربین ها افزایش می یابد.

جریان سنج جرمی ژیروسکوپی

یک دبی سنج ژیروسکوپی بر اساس همان اصل جریان سنج جرمی کوریولیس کار می کند. دارای یک لوله C شکل و یک فنر برگ T شکل است که مانند یک چنگال تنظیم عمل می کند. هنگامی که چنگال تنظیم توسط یک میدان الکترومغناطیسی برانگیخته می شود، لوله را در معرض یک نوع شتاب کوریولیس قرار می دهد. نیروهای تولید شده لوله C شکل را به مقداری منحرف می کنند که با سفتی لوله نسبت معکوس دارد اما با سرعت جریان جرمی متناسب است.

انحراف لوله در طول نوسان چنگال تنظیم اندازه گیری می شود. خروجی از انحراف یک مدولاسیون عرض پالس است که متناسب با نرخ جریان جرمی است.

 کالریمتری

دبی سنج کالریمتری شکلی از فلومتر حرارتی است که دمای نامتقارن جریان سیال را اندازه گیری می کند. دو حسگر حرارتی در اطراف یک المنت گرمایشی قرار می‌گیرند و از قوانین فیزیکی گرما برای اندازه‌گیری سرعت جریان استفاده می‌کنند.

یکی از سنسورها به طور مداوم گرم می شود و دمای عنصر گرمایش را اندازه گیری می کند. سنسور دوم گرمای سیال داخل لوله را اندازه گیری می کند. هر چه سرعت جریان بیشتر باشد، اختلاف دما بین دو سنسور کمتر است. این مفهوم بر اساس ایده اثر خنک کننده رسانه های جاری است. هنگامی که رسانه خنک کننده از عنصر گرما عبور می کند، گرما را جمع آوری می کند. هرچه رسانه ای که عبور می کند بیشتر باشد، اثر خنک کننده بیشتر است.

سوئیچ جریان

یک سوئیچ جریان با استفاده از یک سوئیچ نی، پدال یا رله که پیامی را به ماشین کنترل کننده سیستم ارسال می کند، جریان را کنترل می کند. اطلاعات رله شده به سیستم کنترل می گوید که یا روشن یا خاموش شود. این روشی برای کنترل آسیب و حفاظت از سیستم است. اطلاعات ارائه شده توسط سوئیچ جریان به کنترل نرخ جریان کمک می کند. با عبور جریان، یک پارو متصل به فلوسوئیچ جابجا شده و سوئیچ را فعال می کند.

فلومتر دیجیتال

بر خلاف سایر انواع دبی سنج ها که از روش های مکانیکی برای به دست آوردن دبی استفاده می کنند، دبی سنج دیجیتالی دبی را با دقت و دقت و بدون استفاده از هیچ گونه مکانیزمی نمایش می دهد. روش‌های رایجی که برای جمع‌آوری داده‌ها توسط فلومتر دیجیتال استفاده می‌شود، جریان سنج مغناطیسی و فلومتر اولتراسونیک است. پیچیدگی فلومترهای دیجیتال به آنها اجازه می دهد تا داده ها را به روش های مختلف تفسیر کنند و به آنها اجازه می دهد تا با سایر دستگاه های الکترونیکی ارتباط برقرار کنند.

جریان سنج هوا

فلومترهای هوا بسته به طراحی دبی متر، قرائت های متعددی را ارائه می دهند که شامل نرخ جریان هوا، حجم و جرم آن می شود. اگرچه آنها به عنوان جریان سنج هوا شناخته می شوند، اما همچنین قادر به اندازه گیری گازهای مختلف مانند نیتروژن، هلیوم و هیدروژن هستند. چهار نوع جریان سنج هوا وجود دارد که عبارتند از: سیم داغ، پره، بادسنج فنجانی و پیتوت. هر یک از انواع مختلف از روش متفاوتی برای خواندن جریان هوا استفاده می کنند.

فلومتر سوخت

هزینه قابل توجهی برای راه اندازی سیستم حمل و نقل و حمل و نقل سوخت است که 50 تا 70 درصد هزینه کلی عملیات را شامل می شود. به همین دلیل دبی سنج های سوخت و قرائت دقیق آنها به یک ضرورت در انتقال سوخت تبدیل شده است.

مفهوم جریان سنج سوخت از اثر کوریولیس برای اندازه گیری دبی جرمی پیروی می کند که نیاز به محاسبات ریاضی را از بین می برد. بر اساس اصل هدایت حرارتی ترمودینامیکی عمل می کند و به چگالی، فشار یا ویسکوزیته سوخت وابسته نیست.

فلومتر صفحه اوریفیس

فلومتر صفحه اوریفیس یک فلومتر فشار دیفرانسیل است و به دلیل انعطاف پذیری و هزینه کم برای کاربردهای سنگین استفاده می شود. جریان توسط یک صفحه روزنه ای اندازه گیری می شود که فشار دیفرانسیل را کاهش یا محدود می کند و ایجاد می کند. بین فلنج های لوله نصب می شود و بر اساس این اصل عمل می کند که فشار و سرعت سیال به هم مرتبط هستند. اگر سرعت افزایش یابد، فشار کاهش می یابد. اگر سرعت کاهش یابد، فشار افزایش می یابد.

جریان سنج آب

انواع مختلفی از جریان سنج آب وجود دارد که شامل چرخ دستی، جابجایی مثبت، مغناطیسی و اولتراسونیک می باشد. نوع دبی سنج آب به نوع دبی آبی که اندازه گیری می شود، کانال باز یا بسته بستگی دارد. کنتورهای جریان آب به طور استراتژیک در سراسر یک سیستم جریان آب از منبع تا جایی که آب توزیع می شود قرار می گیرند.

دبی بر حسب متر مکعب یا لیتر اندازه گیری می شود و بسته به پیچیدگی و طراحی سیستم بر روی یک دستگاه الکترونیکی یا مکانیکی ثبت می شود.

پیک فلومترها

پیک فلومتر یک ابزار پزشکی است که برای اندازه گیری میزان دفع هوا توسط ریه ها استفاده می شود. بیمار یک انفجار هوا را از طریق دهانی پیک فلومتر می دمد که نیروی هوا را بر حسب لیتر در دقیقه اندازه گیری می کند و در مقیاس عددی قرائت می کند.

استفاده از پیک فلومتر تعیین می کند که راه هوایی چقدر باریک است و به اندازه کافی باریک است که یک علامت جدی باشد. پیک فلومتر را می توان برای اندازه گیری عادات تنفسی روزانه و ارائه مرجعی برای تشخیص بیشتر استفاده کرد.

فلومتر حرارتی میکروسیال (MFS)

سنسورهای جریان حرارتی میکروسیال، سنسورهای جریان جرم مایع بسیار دقیق برای نظارت بر نرخ جریان فوق العاده هستند. آنها در حالت دیجیتال کار می کنند و باید به یک سنسور خوان مخصوص متصل شوند. میکروسیال‌ها با حجم‌های کوچک مایعات تا فمتولیتر (fL) سروکار دارند که یک چهار میلیاردم لیتر است. مایعات در آن سطح رفتار متفاوتی نسبت به شرایط عادی دارند.

از مزایای دستگاه های MFS می توان به توانایی آنها در تجزیه و تحلیل حجم کمتر نمونه ها اشاره کرد. به لطف ساختار فشرده و ارائه داده

فصل چهارم – انواع خوانش سنج های جرمی

اندازه‌گیری جریان جرمی یا جرمی یا حجمی است، جایی که جریان جرمی تعداد مولکول‌های یک گاز را اندازه‌گیری می‌کند، در حالی که حجمی فضای بین مولکول‌ها را اندازه‌گیری می‌کند. اندازه گیری ها تحت تاثیر فشار و دما هستند.

نرخ جریان حجمی، فضای سه بعدی گاز را که در هنگام عبور از دستگاه تحت فشار و دمای اندازه گیری شده اشغال می کند، اندازه گیری می کند، که نرخ جریان واقعی است.

فلومترهای جرمی تعداد مولکول هایی را که از طریق دستگاه جریان می یابند به صورت دبی حجمی بیان می شود، که فضایی است که مولکول ها هنگام اندازه گیری تحت دما و فشار استاندارد اشغال می کنند.

جریان سنج جرمی داده ها را با استفاده از اندازه گیری های مختلف ارائه می دهد و به نیروی تولید شده توسط جریان در هنگام برخورد با مانع در جریان بستگی دارد که می تواند اندازه گیری سرعت را نیز ارائه دهد.

واحد های اندازه گیری

جریان گاز و مایع بر حسب واحد لیتر یا کیلوگرم در ثانیه اندازه گیری می شود که اندازه گیری چگالی است. در مورد مایعات، چگالی ربطی به شرایط اطراف ندارد، در مورد گازهایی که تحت تأثیر فشار و دما هستند، چنین نیست.

هنگامی که مایعات یا گازها برای مصرف انرژی پمپ می شوند، سرعت جریان بر حسب گیگاژول در ساعت یا BTU در روز اندازه گیری می شود. یک کامپیوتر جریان از دبی جرمی و حجمی برای تعیین نرخ جریان انرژی استفاده می کند.

اندازه گیری گازها دشوار است زیرا حجم آنها هنگام گرم شدن، سرد شدن یا قرار گرفتن تحت فشار تغییر می کند. هنگام خواندن دبی گاز در دبی سنج جرمی، ممکن است به صورت واقعی یا استاندارد به صورت accm/h (متر مکعب واقعی در ساعت)، sm3/sec (متر مکعب استاندارد در ثانیه)، kscm/h (هزار مکعب استاندارد) بیان شود. متر در ساعت)، یا MMSCFD (میلیون فوت مکعب استاندارد در روز).

بهترین کنتورها برای اندازه گیری دبی گاز ترمال، کوریولیس یا کنترلرها هستند.

واحدهای مورد استفاده برای اندازه گیری مایعات به کاربرد و صنعت بستگی دارد اما می تواند بر حسب گالن در دقیقه، لیتر در ثانیه، بوشل در دقیقه یا متر مکعب در ثانیه باشد.

اثر ونتوری

اثر ونتوری کاهش فشار سیال در هنگام عبور از یک فضای فشرده است. سرعت سیال افزایش می یابد، در حالی که فشار آن کاهش می یابد. کاهش فشار، افزایش فشار را متعادل می کند.

اثر ونتوری سرعت یک سیال در لوله را با استفاده از معادله برنولی اندازه گیری می کند که بیان می کند سرعت یک مایع متناسب با کاهش فشار افزایش می یابد. نرخ جریان بر حسب گالن در دقیقه، لیتر در ثانیه یا متر مکعب در ثانیه با استفاده از فرمول نرخ جریان Q (سرعت جریان مایع) = A (مساحت لوله بر حسب متر مربع) ضرب در v (سرعت مایع بر حسب متر بر ثانیه) است. دومین).

دقت فلومتر

عملکرد یک فلومتر با میزان خطا و دقت اندازه گیری های آن اندازه گیری می شود. دقت یک فلومتر بر حسب درصد بیان می شود:

نرخ جریان - %R

مقیاس کامل - %FS

دهانه کالیبره شده - %CS

حد بالای محدوده - %URL

هنگام بحث در مورد دقت نرخ جریان، محاسبات باید بر حسب درصدی از نرخ واقعی بیان شود که می تواند حداقل، معمولی یا حداکثر باشد. این تعیین ها می توانند به انتخاب فلومتر جرم مناسب برای یک عملیات کمک کنند.

فصل پنجم - نگرانی های صحت سنج جریان

جریان مایعات و گازها نیازمند نظارت مستمر و هوشیارانه با اندازه گیری ها و قرائت های دقیق و دقیق است. خطا در خواندن، محاسبات و تنظیمات باعث کاهش کارایی و آسیب احتمالی تجهیزات می شود. درک علل مشکلات قرائت کنتورها می تواند از تعمیرات احتمالی و توقف تولید جلوگیری کند. در زیر چند نمونه از شرایطی وجود دارد که می تواند در قرائت سنج جرمی یا آسیب به کنتور مشکل ایجاد کند.

دوغاب:

دوغاب حاوی ذرات ریز کمتر از 60 تا 100 میکرون است و می تواند ته نشین یا غیر ته نشین باشد. ذرات موجود در دوغاب می توانند ساینده باشند و یک فلومتر را فرسوده کنند یا منعقد شده و خط را مسدود کنند.

حباب های هوا:

در سیستم‌های باز، در معرض هوا، ناخالصی‌ها و هوا را می‌توان با یک سیال ترکیب کرد تا حباب‌هایی ایجاد کند. در دبی سنج های گردابی حباب های هوا از ایجاد گرداب جلوگیری می کنند. در فلومترهای اولتراسونیک از امواج اولتراسونیک که منجر به اختلال در عملکرد و قرائت نادرست می شود جلوگیری می کنند.

انحرافات در جریان:

هنگامی که یک سیال در یک لوله مستقیم جریان دارد، سرعت جریان یکنواخت و پایدار است. خم شدن یا زوایای یک لوله باعث می شود سرعت جریان تغییر کند و نامنظم شود و از مرکز لوله دور شود یا چرخش پیدا کند. مقدار خطای اندازه گیری به میزان بی نظمی بستگی دارد.

جریان ضربانی:

ضربان ها در اثر شتاب و کاهش جریان سیال ایجاد می شوند که ممکن است از محدوده دبی سنج جرمی فراتر رود. قرائت کنتور کوچکتر از دبی واقعی خواهد بود. پمپ های رفت و برگشتی باعث ایجاد این مشکل می شوند. ضربان ها را می توان با یک دمپر، مانند یک انباشته، کاهش داد. افزایش زمان پاسخ سنج یکی دیگر از اقدامات است.

لرزش لوله:

راه های مختلفی برای ایجاد ارتعاش در لوله ها وجود دارد که شامل کارکرد ماشین آلات نزدیک لوله یا باز و بسته شدن شیرها می شود. در برخی موارد، هنگامی که یک سیال به لوله وارد می شود، می تواند باعث ایجاد لرزش شود. کوریولیس و گرداب متر اندازه گیری های مناسبی را در آن شرایط ارائه نمی دهند. این در مورد فلومترهای اولتراسونیک که تحت تأثیر ارتعاشات نیستند، صادق نیست.

مقیاس بندی:

پوسته پوسته شدن زمانی اتفاق می افتد که قطعات کوچک فلز از آب های زیرزمینی متبلور شده و به دیواره لوله ها متصل می شوند. با ایجاد پوسته پوسته شدن، مسیر جریان باریک می شود و جریان مایع را مسدود می کند. جرم گیری همچنین می تواند به جریان سنج متصل شود. فلومترها با چرخ های پارویی یا عناصر شناور دارای خطاهایی در قرائت خود هستند که ناشی از جرم گیری است.

اسلایم:

اسلایم موجودات زنده ای مانند جلبک ها، باکتری ها و میکروارگانیسم ها هستند که می توانند چسبناک یا گل آلود باشند. لجن مانند جرم گیری، زنگ زدگی، لجن و دوغاب می تواند یک فلومتر جرمی را با مسدود کردن آن یا مسدود کردن جریان سیالات، وبلاگ کند. اسلایم دارای رسانایی الکتریکی است که ممکن است باعث خوانش نادرست شود.

اصل اندازه گیری کالریمتری

اصل کالریمتری امکان اندازه گیری سرعت جریان و فشار رسانه را فراهم می کند. از دو سنسور برای نظارت بر تبدیل گرما برای تعیین نرخ جریان استفاده می شود که بدون در نظر گرفتن رسانایی الکتریکی، ویسکوزیته و چگالی رسانه امکان پذیر است.

فرآیند اندازه گیری به خنک شدن سنسور گرم شده توسط رسانه بستگی دارد. جرم رسانه مسئول میزان خنک شدن سنسور است. بدنه رسانه با بالاترین دما باید انرژی را به صورت گرما آزاد کند. مقدار گرمای آزاد شده به اختلاف دما و سرعت جریان جرمی بستگی دارد که اندازه گیری تغییرات متغیرهای حالت یک جسم برای محاسبه انتقال حرارت است.